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LORA :: RADIO LONGUE PORTÉE BASSE CONSOMMATION
> Elle sacrifie le débit au profit de la portée, de la robustesse et d’une faible consommation énergétique.
LORA, LORAWAN ET MESHTASTIC
La couche radio physique. Elle définit la manière dont les bits sont convertis en un signal robuste à étalement de spectre par chirps.
Un protocole LPWAN standardisé utilisant des passerelles, un serveur réseau, des identités d’équipements, un débit adaptatif et une sécurité applicative.
Un système de messagerie hors réseau dans lequel des nœuds LoRa peuvent relayer des paquets chiffrés entre utilisateurs sans réseau cellulaire.
FONCTIONNEMENT DU SIGNAL RADIO
LoRa utilise un étalement de spectre par chirps. Pendant un chirp, la fréquence émise balaie la largeur de bande du canal configuré. Les informations sont encodées grâce à des décalages contrôlés de ce balayage. Le récepteur met en corrélation les chirps reçus, ce qui lui permet de récupérer des signaux très faibles, même lorsque le niveau de bruit est élevé.
Ce gain de traitement explique principalement pourquoi LoRa fonctionne à des distances où le Wi-Fi ou le Bluetooth échoueraient. En contrepartie, le débit est faible et chaque paquet occupe le canal plus longtemps.
SPREADING FACTOR (SF)
SF plus élevé = meilleure portée et meilleure sensibilité
SF plus élevé = paquets plus lents et temps d’émission plus long
Valeurs habituelles : SF7 à SF12
BANDWIDTH (BW)
BW plus large = paquets plus rapides et sensibilité plus faible
BW plus étroite = paquets plus lents et meilleure sensibilité
Valeur LoRa courante : 125 kHz
CODING RATE (CR)
Ajoute de la redondance pour corriger les erreurs
Plus de redondance = meilleure robustesse, mais davantage de temps d’émission
PUISSANCE D’ÉMISSION
Une puissance supérieure peut améliorer la liaison, mais les limites légales de PIRE restent applicables
Une meilleure position d’antenne est souvent plus utile qu’une puissance supplémentaireCOMPROMIS PORTÉE / VITESSE
Facteur d’étalement plus faible, temps d’émission plus court et meilleure capacité réseau, mais moins de marge à longue distance ou derrière des obstacles.
Facteur d’étalement plus élevé, sensibilité et marge de liaison améliorées, mais paquets plus lents et occupation du canal plus importante.
QUE DEVIENT UN PAQUET ?
1. L’application crée une petite charge utile.
2. La radio ajoute les champs d’adressage, d’intégrité et de protocole.
3. La charge utile est modulée sous forme de chirps LoRa.
4. L’antenne rayonne le signal.
5. Un ou plusieurs récepteurs démodulent le paquet.
6. Le protocole décide de le remettre, l’acquitter, le router ou le répéter.TOPOLOGIES RÉSEAU
Deux radios échangent directement des paquets. Une solution simple et efficace pour un capteur privé ou une commande à distance.
Les équipements LoRaWAN émettent vers toute passerelle à portée. Les passerelles transfèrent les paquets au serveur réseau via une connexion IP.
Les nœuds Meshtastic peuvent rediffuser les paquets pour étendre la couverture. Chaque répétition consomme du temps d’antenne ; la densité du maillage doit donc rester maîtrisée.
LES POINTS FORTS DE LORA
- Petits messages de capteurs, télémétrie, alarmes, positions GPS et courts messages texte.
- Grande autonomie lorsque les équipements dorment entre deux émissions.
- Liaisons longue distance avec une vue dégagée et des antennes bien positionnées.
- Couverture à travers les bâtiments lorsque les systèmes à fréquence plus élevée rencontrent des difficultés.
- Liaisons privées ne dépendant pas d’une couverture cellulaire.
LES LIMITES DE LORA
- La voix, la vidéo, les fichiers volumineux, la navigation web ou les flux continus à haut débit.
- Le contrôle temps réel strict exigeant une latence faible garantie.
- Les retransmissions illimitées : le spectre est partagé et le temps d’antenne est limité.
- L’anonymat automatique : le chiffrement et la gestion des identités dépendent du protocole et de la configuration.
MÉTHODE SIMPLE POUR DÉBUTER
[ ] Sélectionner le profil de fréquence correspondant à la région
[ ] Connecter l’antenne adaptée avant toute émission
[ ] Configurer deux nœuds avec les mêmes paramètres radio
[ ] Commencer par un essai à courte distance
[ ] Contrôler le RSSI et le SNR
[ ] Augmenter progressivement la distance
[ ] Monter une antenne plus haut avant d’augmenter la puissance
[ ] Noter les réglages et les conditions de test