無線傳輸幫助佈建智能化工廠

Q: LoRa 有什麼特點?

LoRa 傳輸距離遠、低功耗、網路節點多傳輸距離遠：LoRa接收端靈敏度要歸功於直接序列擴頻技術。採用了高擴頻因子，從而獲得了較高的信號增益，傳輸距離最長可逹20公里。低功耗：在通信系統中距離和功耗就是一個天生的正相關，而LoRa提高了接收的靈敏度，以增長傳輸距離降低功耗。一般頻率偏移調變（FSK）的信噪比需要8dB，而LoRa只需要-20dB，其低功耗除節能優點外，也可以更方便應用在使用太陽能電池的設備。網路節點多：LoRa網絡主要由終端主機、閘道器組成，數據可一對多雙向傳輸，典型的星形拓撲結構，並可在同一區域性內建立多個通訊群組。

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在智慧製造，工業4.0廠區自動化的時代，許多廠區設備的傳輸方式常利用有線的方式傳輸，因為有線式的傳輸方式最為穩定。但由於廠區環境有的較為複雜拉線不易，或是廠區較廣、較遠，除了線材要花費不少預算成本外，佈建也是一項大工程。這個時候，利用無線的方式傳輸，就會方便得多。

無線傳輸的通訊協定

通訊協定可免執照的頻段有2.4 GHz與Sub-GHz。其中2.4 GHz協定大量應用於市場中，例如：Wi-Fi、Bluetooth。屬於短距離無線傳輸，其中Bluetooth傳輸速率快、低功耗、安全性較高，但由於網絡節點少，容易相互干擾，不適合多點佈建。後者Sub-GHz頻段傳輸距離遠、干擾少、功耗低的傳輸特點，對應於工業製造領域中較為適合。工業製造廠區位置較為廣大，機台設備分布較為分散。再加上設備機台傳輸資料的特性，所蒐集的數據資料較為輕量，因此利用Sub-GHz頻段傳輸方式已有餘。

而以Sub-GHz的部份來說，採用433 MHz頻段的無線應用是全球通用的Sub-GHz ISM頻段配置，915 MHz被普遍應用於北美和澳洲市場、868 MHz則佈建於歐洲全區、315 MHz適用於北美、亞洲和日本。

各式無線傳輸技術

依照無線傳輸技術可分為短距離無線傳輸、中距離無線傳輸、長距離無線傳輸。

短距離無線傳輸種類	簡易說明
Wi-Fi	IEEE 802.11標準的無線區域網路技術，常用於消費型電子產品領域。
Bluetooth	短波特高頻（UHF）無線電波，常用於消費型電子產品領域。
Li-Fi	使用可見光技術（VLC）實現資訊傳輸，光源消失，訊號及被切斷。
NFC	使兩個電子裝置能夠在4公分範圍內進行通訊。常用於門禁卡、車票等等。
RFID	使用電磁場存取無線射頻辨識標籤中的數據，常用於門禁卡、身份識別等。
Z-Wave	家庭自動化的無線通信協議，用於家用電器、控制照明、中央控制設備系統等。
ZigBee	IEEE 802.15.4標準的個人區域網路通訊協定，應用於各廠商定義的程式物件。

中距離無線傳輸種類	簡易說明
LTE-A	進階長期演進技術LTE-Advanced，（４G+）常用於手機裝置、資料傳輸等。
5G	蜂巢式網路通訊技術，為4G（LTE-A）系統後的演進，應用於行動裝置、電信傳輸等。

遠距離無線傳輸種類	簡易說明
LPWAN	低功率廣域網路，分為使用授權頻段的NB-IoT、非授權頻段的LoRa、Sigfox、Weightless、RPMA、IEEE 802.11ah等。
VSAT	甚小孔徑終端，使用小型碟型天線，透過人造衛星傳輸之通訊技術。

什麼是 LoRaWAN?

LoRaWAN定義通訊協定以及網路的系統架構，由LoRa物理層進行長距離的通訊。LoRaWAN也負責管理所有節點的通訊頻率及功率。網路中的設備是非同步的傳輸，在有資料可送出時就會送出。終端節點送出的信號會由多個網關接收，會將資料封包往前轉輸到中心化的網路伺服器。網路伺服器會過濾重覆的封包，進行安全檢查，並且管理網路，之後會將資料送到應用伺服器。

LoRa 有什麼特點?

LoRa 傳輸距離遠、低功耗、網路節點多

傳輸距離遠：LoRa接收端靈敏度要歸功於直接序列擴頻技術。採用了高擴頻因子，從而獲得了較高的信號增益，傳輸距離最長可逹20公里。

低功耗：在通信系統中距離和功耗就是一個天生的正相關，而LoRa提高了接收的靈敏度，以增長傳輸距離降低功耗。一般頻率偏移調變（FSK）的信噪比需要8dB，而LoRa只需要-20dB，其低功耗除節能優點外，也可以更方便應用在使用太陽能電池的設備。

網路節點多：LoRa網絡主要由終端主機、閘道器組成，數據可一對多雙向傳輸，典型的星形拓撲結構，並可在同一區域性內建立多個通訊群組。

資料參考來源：維基百科