LoRa היא טכנולוגיית רדיו ארוכת־טווח המבוססת על אפנון Chirp Spread Spectrum.

הטכנולוגיה פותחה בצרפת על ידי Nicolas Sornin, Olivier Seller ו־François Sforza בחברת Cycleo. בשנת 2012 חברת Semtech רכשה את Cycleo והפכה את LoRa לטכנולוגיה מסחרית בשבבי הרדיו שלה.

לפני LoRa השתמשו בעיקר בשיטות רדיו כמו FSK, GFSK, ASK ו־OOK. שיטות אלו פשוטות ויעילות, אך ברוב המקרים הן נותנות טווח קצר יותר או דורשות יחס אות־רעש טוב יותר כדי לקלוט את המידע בצורה אמינה.

החידוש המרכזי של LoRa הוא שימוש ב־Chirp.
Chirp הוא אות שהתדר שלו משתנה בצורה רציפה בזמן. לדוגמה, התדר מתחיל נמוך ועולה בהדרגה, או מתחיל גבוה ויורד בהדרגה.

במקום לייצג מידע רק על ידי שינוי תדר נקודתי כמו ב־FSK, LoRa מקודדת את המידע בתוך אות Chirp רחב יותר בזמן ובתדר. המקלט יודע מראש את צורת ה־Chirp, ולכן הוא יכול לבצע עיבוד מתמטי ולזהות את האות גם כאשר הוא חלש מאוד ונמצא קרוב לרעש.

היכולת להגיע למרחק גדול נובעת מכמה גורמים מדעיים:

האות פרוס על רוחב פס רחב יחסית ולכן עמיד יותר להפרעות.

כל סימבול נמשך זמן ארוך יחסית, ולכן המקלט אוסף יותר אנרגיה מהאות.

המקלט משתמש בזיהוי תבנית ידועה מראש, דבר שנותן Processing Gain.

שימוש ב־Spreading Factor גבוה מגדיל את זמן הסימבול ומשפר את רגישות הקליטה.

עבודה בתדרי Sub-GHz, כמו 433MHz, 868MHz ו־915MHz, מאפשרת התפשטות טובה יותר למרחקים גדולים לעומת 2.4GHz.

לכן LoRa יכולה לקלוט אותות חלשים מאוד ולהעביר מידע למרחק של קילומטרים רבים בהספק שידור נמוך.

המחיר הוא קצב נתונים נמוך. ככל שרוצים טווח גדול יותר, משתמשים בדרך כלל ב־Spreading Factor גבוה יותר ובקצב נתונים נמוך יותר.

לכן LoRa מתאימה במיוחד לחיישנים, IoT, חקלאות חכמה, ניטור סביבתי, טלמטריה ומערכות שטח שבהן צריך להעביר מעט מידע למרחק גדול ובצריכת חשמל נמוכה.

 

סוגי משדרי לורה 

שבב	שנה	תדרים נתמכים	רוחב פס מקס'	הספק שידור מקס'	צריכת Sleep
SX1272	2013	860–1020 MHz	500 kHz	+20 dBm	~1 µA
SX1276	2013	137–1020 MHz	500 kHz	+20 dBm	~1 µA
SX1278	2013	137–525 MHz	500 kHz	+20 dBm	~1 µA
SX1261	2018	150–960 MHz	500 kHz	+15 dBm	~0.6 µA
SX1262	2018	150–960 MHz	500 kHz	+22 dBm	~0.6 µA
SX1268	2019	410–810 MHz	500 kHz	+22 dBm	~0.6 µA
SX1280	2019	2400–2500 MHz	1625 kHz	+12.5 dBm	~1 µA
SX1281	2019	2400–2500 MHz	1625 kHz	+12.5 dBm	~1 µA
LR1110	2020	150–960 MHz + 2400–2500 MHz	1625 kHz	+22 dBm	~1 µA
LR1120	2023	150–960 MHz + 2400–2500 MHz + S-Band	1625 kHz	+22 dBm	~1 µA
LR1121	2024	150–960 MHz + 2400–2500 MHz + S-Band	1625 kHz	+22 dBm	~1 µA

 

רובוטרוניקס  מפתחים משדרי לורה ופתרונות  ומוצרים מבוססות לורה שונים פנה לצור קשר או התקשר 

LoRa היא טכנולוגיית רדיו ארוכת־טווח המבוססת על אפנון Chirp Spread Spectrum.

הטכנולוגיה פותחה בצרפת על ידי Nicolas Sornin, Olivier Seller ו־François Sforza בחברת Cycleo. בשנת 2012 חברת Semtech רכשה את Cycleo והפכה את LoRa לטכנולוגיה מסחרית בשבבי הרדיו שלה.

לפני LoRa השתמשו בעיקר בשיטות רדיו כמו FSK, GFSK, ASK ו־OOK. שיטות אלו פשוטות ויעילות, אך ברוב המקרים הן נותנות טווח קצר יותר או דורשות יחס אות־רעש טוב יותר כדי לקלוט את המידע בצורה אמינה.

החידוש המרכזי של LoRa הוא שימוש ב־Chirp.
Chirp הוא אות שהתדר שלו משתנה בצורה רציפה בזמן. לדוגמה, התדר מתחיל נמוך ועולה בהדרגה, או מתחיל גבוה ויורד בהדרגה.

במקום לייצג מידע רק על ידי שינוי תדר נקודתי כמו ב־FSK, LoRa מקודדת את המידע בתוך אות Chirp רחב יותר בזמן ובתדר. המקלט יודע מראש את צורת ה־Chirp, ולכן הוא יכול לבצע עיבוד מתמטי ולזהות את האות גם כאשר הוא חלש מאוד ונמצא קרוב לרעש.

היכולת להגיע למרחק גדול נובעת מכמה גורמים מדעיים:

האות פרוס על רוחב פס רחב יחסית ולכן עמיד יותר להפרעות.

כל סימבול נמשך זמן ארוך יחסית, ולכן המקלט אוסף יותר אנרגיה מהאות.

המקלט משתמש בזיהוי תבנית ידועה מראש, דבר שנותן Processing Gain.

שימוש ב־Spreading Factor גבוה מגדיל את זמן הסימבול ומשפר את רגישות הקליטה.

עבודה בתדרי Sub-GHz, כמו 433MHz, 868MHz ו־915MHz, מאפשרת התפשטות טובה יותר למרחקים גדולים לעומת 2.4GHz.

לכן LoRa יכולה לקלוט אותות חלשים מאוד ולהעביר מידע למרחק של קילומטרים רבים בהספק שידור נמוך.

המחיר הוא קצב נתונים נמוך. ככל שרוצים טווח גדול יותר, משתמשים בדרך כלל ב־Spreading Factor גבוה יותר ובקצב נתונים נמוך יותר.

לכן LoRa מתאימה במיוחד לחיישנים, IoT, חקלאות חכמה, ניטור סביבתי, טלמטריה ומערכות שטח שבהן צריך להעביר מעט מידע למרחק גדול ובצריכת חשמל נמוכה.

 

LoRa משתמשת באפנון Chirp Spread Spectrum.

העיקרון המדעי הוא שהמידע לא נשלח רק כתדר אחד או כעוצמה אחת, אלא כאות שהתדר שלו משתנה בהדרגה לאורך זמן. אות כזה נקרא Chirp.

ב־OOK ו־ASK המידע מיוצג על ידי שינוי בעוצמת האות. זו שיטה פשוטה וזולה, אבל היא רגישה מאוד לרעש, להנחתה ולהפרעות.

ב־FSK המידע מיוצג על ידי מעבר בין שני תדרים. זו שיטה אמינה יותר מ־ASK/OOK, אבל כאשר האות חלש מאוד, המקלט עדיין מתקשה להבדיל בין התדרים.

ב־LoRa המקלט מחפש תבנית Chirp שלמה, לא רק נקודת תדר אחת. בגלל שהתבנית ידועה מראש, המקלט יכול לבצע עיבוד מתמטי, לאסוף אנרגיה לאורך זמן, ולזהות גם אות חלש מאוד.

זה נקרא Processing Gain.

לכן LoRa מגיעה לטווח גדול יותר: היא מקריבה קצב נתונים כדי לקבל רגישות גבוהה יותר וקליטה טובה יותר במרחק.

היתרונות של LoRa הם טווח גדול, צריכת חשמל נמוכה, רגישות קליטה גבוהה, עבודה טובה בתדרי Sub-GHz, ועמידות טובה לרעש.

החסרונות הם קצב נתונים נמוך, זמן שידור ארוך, השהיה גבוהה יותר, סיכון להתנגשויות כאשר יש הרבה משדרים, ומגבלות רגולציה לפי מדינה.

לכן LoRa מתאימה לחיישנים, טלמטריה, ניטור סביבתי, חקלאות חכמה, מערכות התרעה ו־IoT.

היא פחות מתאימה לקול רציף, וידאו, אינטרנט מהיר או שליטה מהירה בזמן אמת.

 

משדר LoRa לחקלאות חכמה

משדר LoRa משמש להעברת נתונים מחיישני קרקע, לחות, טמפרטורה, קרינת שמש ומפלס מים למרחק של קילומטרים רבים בצריכת חשמל נמוכה. החיישנים יכולים לעבוד חודשים ואף שנים על סוללה אחת.

משדר LoRa לניטור מים והשקיה

משדר LoRa מעביר מידע ממדי זרימה, מדי לחץ, מדי מפלס ובקרי השקיה אל מרכז בקרה. המערכת מאפשרת זיהוי נזילות, בקרה על השקיה וניהול מאגרי מים.

משדר LoRa לערים חכמות

משדר LoRa משמש לניטור תאורת רחוב, חניה חכמה, פחי אשפה, תחנות אוטובוס, איכות אוויר ורעש סביבתי. הנתונים נאספים למערכת עירונית מרכזית.

משדר LoRa למדידת אנרגיה וחשמל

משדר LoRa מחובר למוני חשמל, מוני גז ומוני מים ומאפשר קריאה מרחוק ללא צורך בהגעה פיזית למונה. חברות תשתית רבות משתמשות בטכנולוגיה זו.

משדר LoRa לניטור סביבתי

משדר LoRa משמש למדידת טמפרטורה, לחות, איכות אוויר, אבק, גזים, קרינת שמש, קרינת UV ותנאי מזג אוויר בתחנות ניטור הפזורות בשטח.

פיתוח משדר LoRa למעקב אחר נכסים וציוד

משדר LoRa מותקן על מכולות, ציוד חקלאי, מכונות, כלי עבודה וציוד תעשייתי. המערכת מספקת מידע על מיקום, מצב הסוללה וסטטוס ההתקן.

פיתוח  משדר LoRa לבקרת מבנים ותעשייה

משדר LoRa מחבר חיישנים ובקרים במפעלים, מחסנים ומבנים חכמים. הוא מאפשר ניטור טמפרטורה, לחות, פתיחת דלתות, צריכת אנרגיה ומצב ציוד.

פיתוח משדר LoRa למערכות בטיחות והתרעה

משדר LoRa משמש בגלאי עשן, גלאי הצפה, גלאי פתיחת דלת, לחצני מצוקה ומערכות התרעה מרוחקות. בעת אירוע מועברת התראה מיידית למרכז הבקרה.

משדר LoRa למעקב בעלי חיים

משדר LoRa מותקן על בקר, צאן, סוסים וחיות בר. הוא משדר נתוני מיקום, תנועה, טמפרטורת גוף ומידע נוסף למרחקים גדולים בשטח פתוח.

משדר LoRa לטלמטריה ומחקר

משדר LoRa משמש במערכות מחקר, תחנות מזג אוויר, בלונים מדעיים, רובוטים, רחפנים, סנסורים גאולוגיים ומערכות ניסוי. הוא מאפשר העברת נתונים למרחק רב תוך צריכת אנרגיה נמוכה.

לוויין LEO יכול לקלוט שידור LoRa/LoRaWAN מחיישן קרקע, בתנאים מתאימים.

התנאים

איזו חומרה נדרשת

Semtech מציינת ש־LR1120 תומך ב־Sub-GHz, 2.4GHz וגם S-Band 1.9–2.1GHz לתקשורת לוויינית, וכולל גם LR-FHSS.
גם LR1121 מיועד ל־LoRaWAN קרקעי וגם לחיבור ישיר ללוויינים דרך 2.4GHz ו־S-Band.

איזה סוג לוויין מתאים

לא מתאים בדרך כלל:

שימושים מתאימים

סיכום

אפשרי, אבל לפרויקט מעשי עדיף:

LoRa לווייני הוא לא “LoRa רגיל עם יותר כוח”; זו מערכת עם תדרים, פרוטוקול ולוויין שתוכננו במיוחד לזה.