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LoRaWAN技術方面存在哪些缺陷

h1654155282.3538 ? 來源:億佰特物聯網實驗室 ? 作者:億佰特物聯網實驗 ? 2020-11-17 17:17 ? 次閱讀

LoRaWAN雖然是由LoRaAlliance的專家們(主要是Semtech、IBM、Actility)建設的,但忽視了技術的復雜性和硬件的昂貴,在以下技術方面存在缺陷。

1、公開帶寬+公開標準=容易受到攻擊

LoRaWAN在ISM(ISM)的免費帶寬工作,其協議規范公開,帶來了容易受到攻擊的問題。很難“偽造”一個EndNode,攻擊者監聽4字節DevAddr,使用該地址發送消息時,網關是網絡服務器(Lorawanserver四種服務器之一的NS)。

另一種攻擊是“惡意擁擠”。想象一下,如果攻擊者使用LoRa設備以125kHz的帶寬發送最大長度的前導碼,則該通道將被惡意占用,只要攻擊者保護dutycycle和發送功率,這種攻擊就是“合法的”。也許需要政策或行業法規來保護LoRaWAN免受擁塞攻擊。

2、異步ALOHA協議的低效性

美國夏威夷州是群島,鋪設有線網絡的成本很高,使用無線技術讓各島的用戶使用中心電腦。這個項目1968年由美國夏威夷大學負責,是世界上最早的無線計算機通信網。這個通信協議叫阿羅哈,是夏威夷人打招呼的問候語。

協議原理很簡單,如果用戶有數據的話,就讓他發送,如果在規定時間內收到響應,表示發送成功,否則重新發送。

重發策略:等待隨機時間后重發。如果再次發生沖突,請等待隨機時間,直到重新發送成功。

好處:容易執行。

缺點:極其容易沖突

效率:純ALOHA協議的通道利用率最大為18.4%(1/2e)以下

今天,LoRaWAN的主機ClassA也采用了ALOHA協議,在節電和簡單的同時,沖突和低效率也是不可避免的。幸運的是,傳感器的通信數據和頻率不高,SX1301可以提供多信道的FDMA(頻分復用),可以有效地減輕沖突。

3、ClassB的GPS同步

無線通信協議的設計中,喚醒通信是難點:節點休眠,網關必須保證在正確的時間點與其進行通信,需要同步技術。LoRaWAN的ClassB提供喚醒功能,其同步源是GPS的秒脈沖。即使所有網關都具備GPS功能,在室內也無法接收GPS信號(除非拉出GPS天線)。當然,室內網關也可以選擇類似IEEE1588的網絡對協議。總之,復雜性的提高帶來了設計和部署的成本。

4、應用程序數據的數據包

下圖是LoRaWAN中國頻帶的最大數據幀長規定,可知在DR0/DR1/DR2(分別對應:250/440/980bps)中,應用層的最大數據長為51字節,在不同的速率下,該值發生了變化這在應用層設計了最大傳輸單元(MTU)大小,進一步增加了困難。


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