Compreendendo a especificação LoRaWAN: LW1.0.4
No momento da redação deste artigo, a especificação LoRaWAN atual é a especificação TS001-1.0.4 LoRaWAN L2 1.0.4, lançada em outubro de 2020. Antes de entrarmos nos detalhes da especificação LoRaWAN atual, vamos dar uma olhada na arquitetura LoRaWAN.
Conforme ilustrado no diagrama a seguir, a especificação LoRaWAN L2 aborda a camada de protocolo, mostrada na caixa azul, logo abaixo da camada de aplicativo.
Pilha da tecnologia LoRaWAN
A especificação LoRaWAN L2 descreve o protocolo de rede LoRaWAN, que é otimizado para dispositivos finais alimentados por bateria que podem ser estáticos ou móveis.
Ele também descreve as três diferentes classes operacionais de um dispositivo final em uma rede LoRaWAN, ou seja, Classe A, Classe B e Classe C. Essas diferentes classes são usadas para gerenciar a latência de comunicação entre um dispositivo final e a rede LoRaWAN.
- Classe A: Permite comunicações bidirecionais, onde o dispositivo final inicia a transmissão de uplink, que é seguida por duas janelas curtas de recepção de downlink (RX1 e RX2).
- Classe B: Permite mais janelas de recepção(RX) do que as duas permitidas no modo Classe A. Dispositivos finais operando no modo Classe B abrem janelas de recepção adicionais em horários programados. O modo Classe B também é conhecido como modo “Beaconing”.
- Classe C: Permite janelas RX que só fecham enquanto o dispositivo final transmite um uplink para a rede. Os dispositivos finais operando no modo Classe C usam mais energia do que os dispositivos Classe A e Classe B. Além disso, eles são normalmente alimentados pela rede elétrica, em vez de alimentados por bateria. Os dispositivos de classe C têm a latência mais baixa para comunicação entre servidores e dispositivos finais. O modo Classe C também é conhecido como modo de “escuta contínua”.
Observação
Todos os dispositivos finais em uma rede LoRaWAN devem suportar a operação Classe A. O suporte para operação de Classe B e Classe C é opcional.
A especificação LW1.0.4 estabelece o seguinte:
- O formato de criptografia padronizado e a criação do Message Integrity Code (MIC).
- A construção adequada de mensagens LoRaWAN, tanto para uplinks quanto para downlinks, como é o caso do procedimento join.
- Os comandos MAC disponíveis
Como mencionamos acima, a especificação também descreve as classes de dispositivos LoRaWAN (A, B e C), os slots de janela RX e muito mais. Com esses padrões em vigor, os dispositivos compatíveis com LoRaWAN podem ingressar em qualquer rede LoRaWAN.
A especificação também abrange o seguinte:
- Pacotes Uplink/Downlink (direção dos pacotes determinada na visualização do dispositivo final)
- Horários de abertura das janelas RX
- Formatos de quadro MAC
- Payload PHY (PHYPayload)
- Cabeçalho MAC (campo MHDR)
- Payload MAC de quadros de dados
- Código de Integridade da Mensagem (MIC)
- MAC Commands
- Ativação do dispositivo final
- Ativação pelo ar
- Activation by Personalization
- Retransmissões de backoff
- Classe B - Sinalizador
- Classe C – Ouvir continuamente
Observação
Com o lançamento da especificação LW1.0.4 L2, a LoRa Alliance mudou sua terminologia. Os parâmetros referidos nas especificações anteriores como AppEUI e AppNonce foram renomeados como JoinEUI e JoinNonce.
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