LoRa là công nghệ vô tuyến được phát triển để cho phép truyền thông tin dữ liệu tốc độ thấp với vùng phủ rộng bằng cách sử dụng các bộ cảm biến trong ứng dụng kết nối IoT như quản lý năng lượng, giám sát môi trường, rác thải... LoRa sử dụng kỹ thuật điều chế trải phổ (CSS:Chirp Spread Spectrum). Theo đó, các tín hiệu thông tin được điều chế trải phổ sử dụng các chuỗi xung có tốc độ bit cao hơn của tốc độ của tín hiệu gốc. Nhờ sử dụng kỹ thuật trải phổ CSS mà các tín hiệu được
điều chế theo tiêu chuẩn của LoRa với tốc độ chip khác nhau có thể hoạt động trong cùng một khu vực mà không gây nhiễu cho nhau. Do vậy, cho phép nhiều thiết bị LoRa có thể trao đổi dữ liệu trên nhiều kênh đồng thời.
Trong mạng LoRa thông thường sẽ có 2 phân loại thiết bị:
Thiết bị đầu cuối: là các thiết bị cảm biến hoặc thiết bị giám sát được đặt tại các vị trí cần quan trắc nhằm thu thập dữ liệu về các hệ thống mạng trung tâm để xử lý.
Bộ tập trung (hay Gateway): là thiết bị trung tâm có chức năng thu thập dữ liệu từ các thiết bị đầu cuối và gửi lên máy chủ trung tâm để xử lý dữ liệu. Các thiết bị Gateway thường được tích hợp thêm các giao diện cho phép kết nối với mạng Internet như Wifi, LAN, 3G, 4G để có thể gửi dữ liệu lên máy chủ.
Lora sử dụng băng tần dưới 1 GHz, cung cấp khả năng truyền sóng tốt và đáng tin cậy hơn ở mức công suất thấp. So với băng tần 2,4 GHz, các tín hiệu có tần số thấp hơn sẽ bị suy hao ít và ít bị che chắn bởi các vật cản. Ngoài ra, băng tần dưới 1 GHz ít bị tắc nghẽn hơn do băng 2,4 GHz có nhiều công nghệ vô tuyến không dây hoạt động như Wifi, điện thoại không dây, Bluetooth…
Bảng 1.4 dưới đây đưa ra các phân kênh tần số cho công nghệ LoRa theo khu vực trên thế giới.
Bảng 1.4: Phân kênh tần số cho công nghệ LoRa theo khu vực [21]
Băng tần Công suất
(đường lên) Vùng phủ đô thị (mô phỏng) Châu Âu 863-870 MHz 20 dBm 0.48 km 430-433 MHz 10 dBm 0.5 km Châu Á – Thái Bình Dương 902-928 MHz 14 dBm 0.32 km 863-870 MHz 14 dBm 0.32 km 430-433 MHz 10 dBm 0.5 km Mỹ 902-928 MHz 30 dBm 0.88 km
Các thiết bị trong mạng LoRa được kết nối với nhau theo mô hình hình sao trong đó các thiết bị đầu cuối gửi dữ liệu đến các bộ tập trung dữ liệu (hay còn gọi là Gateway) để chuyển về máy chủ và thực hiện xử lý dữ liệu trên máy chủ.