LoRaWAN技術(shù)方面存在哪些缺陷

LoRaWAN雖然是由LoRaAlliance的專(zhuān)家們（主要是Semtech、IBM、Actility）建設(shè)的，但忽視了技術(shù)的復(fù)雜性和硬件的昂貴，在以下技術(shù)方面存在缺陷。

1、公開(kāi)帶寬+公開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)=容易受到攻擊

LoRaWAN在ISM（ISM）的免費(fèi)帶寬工作，其協(xié)議規(guī)范公開(kāi)，帶來(lái)了容易受到攻擊的問(wèn)題。很難“偽造”一個(gè)EndNode，攻擊者監(jiān)聽(tīng)4字節(jié)DevAddr，使用該地址發(fā)送消息時(shí)，網(wǎng)關(guān)是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（Lorawanserver四種服務(wù)器之一的NS）。

另一種攻擊是“惡意擁擠”。想象一下，如果攻擊者使用LoRa設(shè)備以125kHz的帶寬發(fā)送最大長(zhǎng)度的前導(dǎo)碼，則該通道將被惡意占用，只要攻擊者保護(hù)dutycycle和發(fā)送功率，這種攻擊就是“合法的”。也許需要政策或行業(yè)法規(guī)來(lái)保護(hù)LoRaWAN免受擁塞攻擊。

2、異步ALOHA協(xié)議的低效性

美國(guó)夏威夷州是群島，鋪設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)的成本很高，使用無(wú)線技術(shù)讓各島的用戶使用中心電腦。這個(gè)項(xiàng)目1968年由美國(guó)夏威夷大學(xué)負(fù)責(zé)，是世界上最早的無(wú)線計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)。這個(gè)通信協(xié)議叫阿羅哈，是夏威夷人打招呼的問(wèn)候語(yǔ)。

協(xié)議原理很簡(jiǎn)單，如果用戶有數(shù)據(jù)的話，就讓他發(fā)送，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收到響應(yīng)，表示發(fā)送成功，否則重新發(fā)送。

重發(fā)策略：等待隨機(jī)時(shí)間后重發(fā)。如果再次發(fā)生沖突，請(qǐng)等待隨機(jī)時(shí)間，直到重新發(fā)送成功。

好處：容易執(zhí)行。

缺點(diǎn)：極其容易沖突

效率：純ALOHA協(xié)議的通道利用率最大為18.4%（1/2e）以下

今天，LoRaWAN的主機(jī)ClassA也采用了ALOHA協(xié)議，在節(jié)電和簡(jiǎn)單的同時(shí)，沖突和低效率也是不可避免的。幸運(yùn)的是，傳感器的通信數(shù)據(jù)和頻率不高，SX1301可以提供多信道的FDMA（頻分復(fù)用），可以有效地減輕沖突。

3、ClassB的GPS同步

在無(wú)線通信協(xié)議的設(shè)計(jì)中，喚醒通信是難點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)休眠，網(wǎng)關(guān)必須保證在正確的時(shí)間點(diǎn)與其進(jìn)行通信，需要同步技術(shù)。LoRaWAN的ClassB提供喚醒功能，其同步源是GPS的秒脈沖。即使所有網(wǎng)關(guān)都具備GPS功能，在室內(nèi)也無(wú)法接收GPS信號(hào)（除非拉出GPS天線）。當(dāng)然，室內(nèi)網(wǎng)關(guān)也可以選擇類(lèi)似IEEE1588的網(wǎng)絡(luò)對(duì)協(xié)議?？傊?，復(fù)雜性的提高帶來(lái)了設(shè)計(jì)和部署的成本。

4、應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包

下圖是LoRaWAN中國(guó)頻帶的最大數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)規(guī)定，可知在DR0/DR1/DR2（分別對(duì)應(yīng)：250/440/980bps）中，應(yīng)用層的最大數(shù)據(jù)長(zhǎng)為51字節(jié)，在不同的速率下，該值發(fā)生了變化這在應(yīng)用層設(shè)計(jì)了最大傳輸單元（MTU）大小，進(jìn)一步增加了困難。

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