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LoRaWAN 장거리 IoT 통신 레퍼런스
LoRaWAN Reference 소개
LoRaWAN 레퍼런스는 LoRaWAN 프로토콜에 대한 검색 가능한 빠른 참조 가이드로, 디바이스 클래스(최저 전력의 배터리 구동 센서용 Class A, 비콘 동기화 예약 수신 윈도우의 Class B, 상시 전원 디바이스용 Class C), 멀티캐스트 그룹 메시징, DevEUI, AppEUI/JoinEUI, AppKey, DevAddr 및 세션 키 파생을 포함한 OTAA(무선 활성화)와 ABP(사전 설정 활성화)의 완전한 조인 절차를 다룹니다.
주파수 및 전력 관리 주제에는 모든 주요 지역의 ISM 대역 계획(EU868, US915, KR920, AS923, AU915), 특정 주파수와 데이터 레이트가 포함된 채널 계획, 확산 계수 트레이드오프(단거리/고속의 SF7 대 장거리/저속의 SF12), 데이터 레이트 인덱스(DR0-DR5), TX 전력 설정, 자동 최적화를 위한 ADR(적응형 데이터 레이트), 듀티 사이클 규정, 수신 감도 값을 활용한 링크 버짓 계산이 포함됩니다.
보안 및 인프라 섹션에서는 AES-128 페이로드 암호화, NwkSKey와 AppSKey 세션 키, MIC(메시지 무결성 코드) 검증, 프레임 카운터 재전송 공격 방지, SX1301/SX1302 집중기를 갖춘 게이트웨이 아키텍처, 패킷 포워더 프로토콜(Semtech UDP 및 BasicStation), 네트워크 서버 기능(ChirpStack, TTN), MAC 명령(LinkCheck, LinkADR, DevStatus), TDOA 기반 위치 추적을 다룹니다. 모든 조회는 브라우저 내에서 로컬로 실행됩니다.
주요 기능
- LoRaWAN 디바이스 클래스 설명: Class A(최저 전력, 업링크 트리거 RX), Class B(비콘 동기화 핑 슬롯), Class C(상시 RX), 멀티캐스트
- DevEUI, AppEUI/JoinEUI, AppKey, JoinRequest/JoinAccept, Rejoin(LoRaWAN 1.1) 포함 완전한 OTAA 및 ABP 활성화 절차
- EU868, US915, KR920, AS923, AU915의 ISM 대역 주파수 계획(채널 주파수 및 데이터 레이트 포함)
- 확산 계수(SF7-SF12) 트레이드오프, 데이터 레이트 인덱스(DR0-DR5), TX 전력 설정, 링크 버짓 계산
- 자동 SF/TX 최적화를 위한 ADR(적응형 데이터 레이트) 및 듀티 사이클 규정 준수
- AES-128 암호화, NwkSKey/AppSKey 세션 키, MIC 무결성 검증, 프레임 카운터 재전송 공격 방지
- 게이트웨이 아키텍처(SX1301/SX1302), 패킷 포워더(UDP/BasicStation), 네트워크 서버(ChirpStack, TTN), MAC 명령
- 100% 브라우저 기반, 카테고리 필터링 및 다크 모드 — 계정 불필요, 다운로드 불필요, 완전 무료
자주 묻는 질문
LoRaWAN Class A, B, C의 차이는 무엇인가요?
Class A는 기본이자 최저 전력 모드입니다: 디바이스가 업링크를 전송한 후 두 개의 짧은 수신 윈도우를 엽니다(RX1: 1초 후, RX2: 2초 후). 다운링크는 이 윈도우에서만 전송 가능합니다. Class B는 비콘 동기화 예약 수신 슬롯(핑 슬롯)을 추가하여 서버가 예측 가능한 시간에 다운링크를 보낼 수 있습니다 -- 액추에이터 제어에 유용합니다. Class C는 전송 중이 아닐 때 항상 수신 윈도우를 열어두어 다운링크 지연이 가장 낮지만 전력 소비가 가장 높습니다 -- 가로등 같은 상시 전원 디바이스에 적합합니다.
OTAA와 ABP 활성화의 차이는?
OTAA(무선 활성화)가 권장 방식입니다. 디바이스가 DevEUI(고유 디바이스 ID), AppEUI/JoinEUI(애플리케이션 ID), AppKey(루트 키)를 사용하여 네트워크 서버와 JoinRequest/JoinAccept 핸드셰이크를 수행하고, 세션 키(NwkSKey, AppSKey)가 동적으로 파생되며 DevAddr이 할당됩니다. ABP(사전 설정 활성화)는 DevAddr, NwkSKey, AppSKey를 디바이스에 직접 프로비저닝하여 조인 과정을 생략합니다. ABP는 간단하지만 키가 교체되지 않아 보안이 취약하고, 전원 차단 후 프레임 카운터 리셋이 패킷 거부를 유발할 수 있습니다.
LoRaWAN은 지역별로 어떤 ISM 주파수 대역을 사용하나요?
LoRaWAN은 지역마다 다른 무허가 ISM 대역을 사용합니다: EU868(868 MHz, 유럽), US915(915 MHz, 북미), KR920(920 MHz, 한국), AS923(923 MHz, 아시아태평양), AU915(915 MHz, 호주). 각 지역마다 특정 채널 계획, 데이터 레이트 범위, TX 전력 한도, 듀티 사이클 규정이 있습니다. 예를 들어 KR920은 922.1, 922.3, 922.5 MHz 채널을 사용하며 DR0(SF12/125kHz, 250 bps)에서 DR5(SF7/125kHz, 5470 bps)까지의 데이터 레이트를 지원합니다.
확산 계수(SF)는 LoRaWAN 거리와 데이터 레이트에 어떤 영향을 미치나요?
확산 계수(SF)는 SF7에서 SF12까지 범위입니다. 낮은 SF(SF7)는 빠른 전송, 짧은 거리, 낮은 전력 소비를 제공합니다. 높은 SF(SF12)는 느린 전송, 긴 거리, 높은 전력 소비를 제공합니다. SF가 1단계 증가하면 전송 시간과 거리가 대략 2배가 됩니다. SF12는 -137 dBm 수신 감도로 수 km 도달이 가능하고, SF7은 -123 dBm으로 짧은 거리이지만 5470 bps 처리량을 제공합니다. ADR(적응형 데이터 레이트)이 링크 품질에 따라 최적 SF를 자동 선택합니다.
LoRaWAN의 AES-128 보안은 어떻게 작동하나요?
LoRaWAN은 두 개의 세션 키를 사용합니다: NwkSKey(네트워크 세션 키)는 MAC 명령 암호화와 MIC(메시지 무결성 코드) 계산용이고, AppSKey(애플리케이션 세션 키)는 페이로드 암호화용입니다. 암호화는 AES-128 CTR 모드를 사용합니다: 디바이스가 방향, DevAddr, 프레임 카운터, 블록 번호로 A_i 블록을 생성하고, AppSKey로 암호화하여 평문과 XOR할 S_i 키스트림을 생성합니다. MIC는 NwkSKey로 계산된 4바이트 AES-128 CMAC입니다. 프레임 카운터(FCntUp, FCntDown)가 재전송 공격을 방지합니다.
ADR이란 무엇이며 LoRaWAN 네트워크를 어떻게 최적화하나요?
ADR(적응형 데이터 레이트)은 네트워크 서버가 수신 신호 품질에 따라 디바이스의 확산 계수(SF)와 TX 전력을 자동 조정하는 메커니즘입니다. ADR이 활성화되면 서버가 여러 패킷에 걸쳐 업링크 SNR/RSSI를 분석한 후 LinkADRReq MAC 명령을 보내 데이터 레이트와 TX 전력을 변경합니다. 이를 통해 배터리 수명(필요한 최소 SF와 TX 전력 사용)과 네트워크 용량(전송 시간 감소) 모두를 최적화합니다. ADR은 고정 디바이스에는 활성화하되 이동 디바이스에는 비활성화해야 합니다.
LoRaWAN 게이트웨이는 어떤 구성 요소로 이루어져 있나요?
LoRaWAN 게이트웨이는 다음으로 구성됩니다: 1) 서로 다른 확산 계수로 8개 이상 채널에서 동시 수신 가능한 집중기 칩(Semtech SX1301 또는 SX1302). 2) Class B 비콘 타이밍 동기화를 위한 GPS 모듈. 3) 네트워크 서버로 패킷을 전달하는 백홀 연결(이더넷, 4G/LTE, Wi-Fi). 4) 패킷 포워더 소프트웨어 -- 레거시 Semtech UDP 패킷 포워더(PUSH_DATA, PULL_RESP, TX_ACK 메시지) 또는 최신 WebSocket 기반 BasicStation 프로토콜. 네트워크 서버(예: ChirpStack, TTN)가 디바이스 인증, 중복 제거, ADR, 애플리케이션 라우팅을 처리합니다.
이 LoRaWAN 레퍼런스는 무료인가요?
네, LoRaWAN 레퍼런스는 사용 제한, 계정 등록, 소프트웨어 다운로드 없이 완전히 무료입니다. 모든 조회는 브라우저 내에서 로컬로 실행되므로 데이터가 서버로 전송되지 않습니다. liminfo.com의 무료 온라인 IoT, 임베디드 시스템, 네트워킹 도구 모음의 일부입니다.