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(xié)議規(guī)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(jiān)聽4字節(jié)DevAddr,使用該地址發(fā)送消息時,網(wǎng)關是網(wǎng)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(fā)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(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)來保護LoRaWAN免受擁塞攻擊。
2、異步ALOHA協(xié)議的低效性
美國夏威夷州是群島,鋪設有線網(wǎng)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(wǎng)。這個通信協(xié)議叫阿羅哈,是夏威夷人打招呼的問候語。
協(xié)議原理很簡單,如果用戶有數(shù)據(jù)的話,就讓他發(fā)送,如果在規(guī)定時間內(nèi)收到響應,表示發(fā)送成功,否則重新發(fā)送。
重發(fā)策略:等待隨機時間后重發(fā)。如果再次發(fā)生沖突,請等待隨機時間,直到重新發(fā)送成功。
好處:容易執(zhí)行。
缺點: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ClassA也采用了ALOHA協(xié)議,在節(jié)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(shù)據(jù)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
在無線通信協(xié)議的設計中,喚醒通信是難點:節(jié)點休眠,網(wǎng)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(wǎng)關都具備GPS功能,在室內(nèi)也無法接收GPS信號(除非拉出GPS天線)。當然,室內(nèi)網(wǎng)關也可以選擇類似IEEE1588的網(wǎng)絡對協(xié)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(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包
下圖是LoRaWAN中國頻帶的最大數(shù)據(jù)幀長規(guī)定,可知在DR0/DR1/DR2(分別對應:250/440/980bps)中,應用層的最大數(shù)據(jù)長為51字節(jié),在不同的速率下,該值發(fā)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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