CêIT Homeسەرەکی
Glossaryفەرهەنگی زاراوەکان
Internet of Things (IoT)ئینتەرنێتی شتەکان ⁦(IoT)⁩

Chapterبەش 6 · Lectureوانە 6.10

LoRaWAN: the Network Behind LoRaLoRaWAN: ڕایەڵەکەی پشت LoRa

LoRaWAN turns the LoRa radio into a network: the MAC layer and its rules, an open standard of the LoRa Alliance and ITU-T Y.4480, LoRa and LoRaWAN in the layer model, the architecture of end devices, gateways and network, application and join servers, OTAA and ABP, device classes A, B and C, strengths and limits (duty cycle and fair use), community networks such as The Things Network, and a sketch that sends a packed reading from the MKR WAN 1310.

ڕادیۆی دەکات بە : چینی MAC و یاساکانی، LoRa Alliance و ⁦ITU-T Y.4480⁩، و لە مۆدێلی چینەکاندا، تەلارسازیی ، دەروازەکان و ، ئەپ و پەیوەستبوون، OTAA و ABP، پۆلەکانی A، B و C، خاڵە بەهێز و سنوورەکان ( و بەکارهێنانی گونجاو)، کۆمەڵگەیی وەک The Things Network و کە خوێندنەوەیەکی پەستێنراو لە ⁦MKR WAN 1310⁩ـەوە دەنێرێت.

24 min read25 خولەک خوێندنەوە · 19 stepsهەنگاو

What you will learnچی فێر دەبیت

  • Explain how LoRaWAN extends the LoRa radio with a MAC layer, and place both in the layer model.
  • Describe who maintains LoRaWAN (LoRa Alliance, ITU-T Y.4480) and what an open standard is.
  • Trace a message through end devices, gateways, backhaul and the network, application and join servers.
  • Compare OTAA and ABP, and choose a device class (A, B or C) for a job.
  • Weigh LoRaWAN’s strengths and limits, including duty cycle and fair-use airtime budgets.
  • ڕوون بکەیتەوە چۆن ڕادیۆی بە چینی MAC فراوان دەکات و هەردووکیان لە مۆدێلی چینەکاندا دابنێیت.
  • باس بکەیت کێ بەڕێوە دەبات (LoRa Alliance، ⁦ITU-T Y.4480⁩) و چییە.
  • شوێنی پەیامێک لە ناو ، دەروازەکان، و ، ئەپ و پەیوەستبوون هەڵبگریت.
  • OTAA و ABP بەراورد بکەیت و پۆلێکی ئامێر (A، B یان C) بۆ کارێک هەڵبژێریت.
  • خاڵە بەهێز و سنوورەکانی هەڵبسەنگێنیت، لەوانە و بودجەی بەکارهێنانی گونجاو.

From a radio to a networkلە ڕادیۆیەکەوە بۆ ڕایەڵەیەک

In the last lesson you met LoRa, a radio that sends small messages over many kilometres. But a radio alone is not a network. LoRaWAN (LoRa for Wide Area Networks) is a software protocol that uses the LoRa radio as its physical layer and adds everything else: rules for sending, gateways that collect the messages, servers that check and deliver them, and security. With it, a sensor in a field can reach the internet.

لە وانەی پێشوودا ناسی، ڕادیۆیەک کە پەیامی بچووک بۆ چەندین کیلۆمەتر دەنێرێت. بەڵام ڕادیۆ بە تەنیا نییە. (LoRa for Wide Area Networks، واتە بۆ ناوچەی فراوان) کە ڕادیۆی وەک بەکار دەهێنێت و هەموو شتەکانی تری بۆ زیاد دەکات: یاسای ناردن، دەروازە بۆ کۆکردنەوەی پەیامەکان، بۆ پشکنین و گەیاندنیان و . بەم شێوەیە لە ناو کێڵگەیەکدا دەگاتە .

Definitionپێناسە

The open network protocol on top of radios: its layer decides when devices send, encrypts messages with AES-128 and carries them through to a . It is maintained by the LoRa Alliance and is the ITU standard Y.4480.

پرۆتۆکۆڵی ڕایەڵەی کراوەیە لەسەر ڕادیۆکانی : چینی بڕیار دەدات ئامێرەکان کەی بنێرن، پەیامەکان بە ⁦AES-128⁩ شفرە دەکات و بە دەیانگەیەنێتە . LoRa Alliance دەیپارێزێت و ستانداردی ⁦ITU Y.4480⁩ـە.

Walkie-talkies and a post officeبێسیم و پۆستەخانە

LoRa on its own is like a pair of walkie-talkies: two people can talk across many kilometres, but only to each other — the walkie-talkies have no road to the internet. LoRaWAN is like a post-office system built on top of them. Local post offices (the gateways) collect every letter; a central sorting office (the network server) checks it, removes copies and sends it on; and it arrives at the right address (your app). In short: LoRa is the voice, LoRaWAN is the brain.

بە تەنیا وەک دوو بێسیم وایە: دوو کەس لە دووریی چەندین کیلۆمەترەوە قسە دەکەن، بەڵام تەنیا لەگەڵ یەکتر — بێسیمەکان ڕێگەیان بۆ نییە. وەک سیستەمێکی پۆستە وایە کە لەسەر ئەوان دروست کراوە. پۆستەخانە ناوچەییەکان () هەموو نامەیەک کۆ دەکەنەوە؛ بنکەیەکی ناوەندیی جیاکردنەوە () دەیپشکنێت، کۆپییە زیادەکان لادەبات و دەینێرێت؛ ئینجا دەگاتە ناونیشانی ڕاست (ئەپەکەت). بە کورتی: دەنگەکەیە، مێشکەکەیە.

Where the analogy stops workingسنووری ئەم نموونەیە

A post office keeps letters until you collect them and asks for a stamp. LoRaWAN servers pass messages on at once, and each device may send only a little every day.

پۆستەخانە نامەکان هەڵدەگرێت تا دێیت وەریان دەگریت و پوولیشی دەوێت. پەیامەکان یەکسەر دەنێرن و هەر ئامێرێک ڕۆژانە تەنیا کەمێک دەتوانێت بنێرێت.

Two panels. Left, LoRa alone is like walkie-talkies: two radios talk kilometres apart, but only to each other; a cross shows they have no road to the internet. Right, LoRaWAN is like a post-office system: senders are the end devices, local post offices are the gateways, the sorting office is the network server, and the addresses are your apps; it sorts, protects and delivers every message. Bottom: LoRa is the voice; LoRaWAN is the brain that decides who talks, when, and where the message goes.دوو بەش. چەپ: LoRa بە تەنیا وەک بێسیم وایە: دوو ڕادیۆ لە دووریی چەند کیلۆمەترێکەوە قسە دەکەن، بەڵام تەنیا لەگەڵ یەکتر؛ خاچێک پیشان دەدات ڕێگەیان بۆ ئینتەرنێت نییە. ڕاست: LoRaWAN وەک سیستەمی پۆستە وایە: نێرەرەکان ئامێرە کۆتاییەکانن، پۆستەخانە ناوچەییەکان دەروازەکانی LoRaWANن، بنکەی جیاکردنەوە ڕاژەکاری ڕایەڵەی LoRaWANـە و ناونیشانەکان ئەپەکانتن؛ هەموو پەیامێک ڕێک دەخات، دەیپارێزێت و دەیگەیەنێت. خوارەوە: LoRa دەنگەکەیە؛ LoRaWAN مێشکەکەیە.
The radio talks; the network organises and delivers.ڕادیۆکە قسە دەکات؛ ڕێکی دەخات و دەیگەیەنێت.CêIT

The MAC layer: traffic rules for the airچینی MAC: یاسای هاتوچۆ بۆ هەوا

LoRaWAN is a specification: a detailed document that says exactly how something must work. It extends LoRa by adding a MAC layer (medium access control). Like traffic rules on a road, the MAC layer decides how devices share the air: when a device may send, when it must listen, how it saves battery, how its messages are protected and how they find their way to the internet. Every LoRaWAN device follows the same rulebook, written in software.

بەڵگەنامەیەکی تایبەتمەندییە ⁦(specification)⁩: نووسراوێکی ورد کە دەڵێت شتێک ڕێک دەبێت چۆن کار بکات. فراوان دەکات بە زیادکردنی چینی MAC (). وەک یاسای هاتوچۆ لەسەر ڕێگا، چینی MAC دیاری دەکات ئامێرەکان چۆن هەوا بەش دەکەن: ئامێرێک کەی دەتوانێت بنێرێت، کەی دەبێت گوێ بگرێت، چۆن پاشەکەوت دەکات، پەیامەکانی چۆن دەپارێزرێن و چۆن ڕێگەی خۆیان بۆ دەدۆزنەوە. هەموو ئامێرێکی پەیڕەوی هەمان یاساکان دەکات، کە بە نووسراون.

Without rules, many radios would talk at once and nobody would understand anything. LoRaWAN does not give devices turns, though: a device sends whenever it has something to say (this simple method is called ALOHA). The rules keep every message short and rare, so two messages seldom meet, and messages with different spreading factors can even be heard at the same time (spreading factor).

بەبێ یاسا، زۆر ڕادیۆ پێکەوە قسە دەکەن و کەس لە هیچ تێناگات. بەڵام نۆبە بە ئامێرەکان نادات: ئامێرێک هەر کاتێک شتێکی هەبێت بیڵێت دەینێرێت (ئەم ڕێگە سادەیە پێی دەڵێن ALOHA). یاساکان هەموو پەیامێک کورت و دەگمەن دەهێڵنەوە، بۆیە دوو پەیام کەم بەریەک دەکەون و پەیامی خاوەن جیاواز تەنانەت لە هەمان کاتدا دەبیسترێن (فاکتەری بڵاوکردنەوە).

Six cards of rules that the LoRaWAN MAC layer decides: 1 channel and speed (which channel and SF each message uses); 2 time on air (stay inside the duty-cycle limit); 3 when to listen (short receive windows after each uplink); 4 check and lock (a check code, a message number and AES-128); 5 joining and keys (how a device joins and gets its keys); 6 network commands (the network can change a device’s settings). Note: devices do not wait for a turn; each one sends when it has data, but briefly and rarely, so messages seldom collide.شەش کارتی ئەو یاسایانەی چینی MACـی LoRaWAN دیاریان دەکات: 1 کەناڵی ڕادیۆیی و خێرایی؛ 2 ماوەی ناردن (لە ناو سنووری ڕێژەی کارکردندا بمێنێتەوە)؛ 3 کەی گوێ بگرێت (پەنجەرەی کورتی وەرگرتن دوای هەر ناردنێکی سەرەوە)؛ 4 پشکنین و قفڵدان (کۆدی پشکنین، ژمارەی پەیام و AES-128)؛ 5 پەیوەستبوون و کلیلەکان؛ 6 فەرمانەکانی ڕایەڵە (دەتوانێت ڕێکخستنی ئامێرێک بگۆڕێت). تێبینی: ئامێرەکان چاوەڕێی نۆبە ناکەن، بەڵام کورت و بە دەگمەن دەنێرن.
One rulebook, followed by every LoRaWAN device.یەک کۆمەڵە یاسا کە هەموو ئامێرێکی پەیڕەوی دەکات.CêIT

An open standard, and an ITU standard tooستانداردێکی کراوە، هەروەها ستانداردی ITU

The LoRaWAN specification is an open standard: anyone may read it and build devices or servers that follow it. It is not open-source software — a standard is a document, not program code — although free, open-source LoRaWAN network servers do exist, such as The Things Stack and ChirpStack. The LoRa radio underneath stays Semtech’s proprietary technology.

تایبەتمەندیی : هەموو کەس دەتوانێت بیخوێنێتەوە و ئامێر یان دروست بکات کە پەیڕەوی بکەن. نییە — بەڵگەنامەیە، نەک کۆدی بەرنامە — هەرچەندە و بێبەرانبەر هەن، وەک The Things Stack و ChirpStack. ڕادیۆی لە خوارەوە هەر Semtech دەمێنێتەوە.

Since 2015 the specification has been written and kept up to date by the LoRa Alliance: an open, non-profit association of companies and experts that fixes problems, adds features, certifies devices and promotes LoRaWAN as a leading open global standard for secure LPWAN connectivity. It has hundreds of member companies from many industries: chip makers such as Semtech, cloud companies, network operators and device makers. The list changes every year.

لە ⁦2015⁩ـەوە تایبەتمەندییەکە لەلایەن LoRa Allianceـەوە دەنووسرێت و نوێ دەکرێتەوە: کۆمەڵەیەکی کراوە و نابازرگانیی کۆمپانیا و پسپۆڕان کە کێشەکان چاک دەکات، تایبەتمەندیی نوێ زیاد دەکات، ئامێرەکان پەسەند دەکات و وەک جیهانیی پێشەنگ بۆ پەیوەندیی ئاسایشداری بڵاو دەکاتەوە. سەدان کۆمپانیای ئەندامی هەیە لە زۆر بواری جیاوازەوە: دروستکەرانی چیپ وەک Semtech، کۆمپانیاکانی هەور، کۆمپانیاکانی و دروستکەرانی ئامێر. لیستەکە هەموو ساڵێک دەگۆڕێت.

In November 2021 the ITU, the United Nations agency for telecommunications, approved LoRaWAN as Recommendation ITU-T Y.4480, Low power protocol for wide area wireless networks (approved on 29 November and announced on 7 December 2021). Y.4480 is technically the same as LoRaWAN 1.0.4. So LoRaWAN is an international standard as well as an industry one (who writes IoT standards).

لە تشرینی دووەمی ⁦2021⁩ـدا ، دەزگای نەتەوە یەکگرتووەکان بۆ پەیوەندییە دوورەکان، وەک ڕاسپاردەی ⁦ITU-T Y.4480⁩ پەسەند کرد، بە ناوی Low power protocol for wide area wireless networks (لە ⁦29⁩ی تشرینی دووەم پەسەند کرا و لە 7ی کانوونی یەکەمی ⁦2021⁩ ڕاگەیەندرا). ⁦Y.4480⁩ لە ڕووی تەکنیکییەوە هەمان ⁦1.0.4⁩ـە. کەواتە هەم پیشەسازییە، هەم نێودەوڵەتی (کێ ستانداردەکانی IoT دەنووسێت).

Four columns. Semtech: the LoRa radio (PHY), a proprietary technology protected by patents; it sells and licenses chips. LoRa Alliance: the LoRaWAN specification, an open standard since 2015; non-profit, hundreds of member companies. ITU-T: Recommendation Y.4480, approved 29 November 2021, equal to LoRaWAN 1.0.4, an international standard. Open-source software: network servers that anyone may run, The Things Stack and ChirpStack. Bottom: open standard means anyone may read and implement it; open source means the program code itself is free.چوار ستوون. Semtech: ڕادیۆی LoRa (چینی فیزیکی)، تەکنەلۆجیایەکی خاوەنداری پارێزراو بە بڕوانامەکانی داهێنان؛ چیپ دەفرۆشێت و مۆڵەت دەدات. LoRa Alliance: تایبەتمەندیی LoRaWAN، ستانداردی کراوە لە 2015ـەوە؛ نابازرگانی، سەدان کۆمپانیای ئەندام. ITU-T: ڕاسپاردەی Y.4480، پەسەندکراو لە 29ی 11ی 2021، هاوتای LoRaWAN 1.0.4. نەرمەواڵەی کۆدکراوە: ڕاژەکارەکانی ڕایەڵە کە هەموو کەس بەکاریان دەهێنێت، The Things Stack و ChirpStack. خوارەوە: ستانداردی کراوە واتە هەموو کەس دەتوانێت بیخوێنێتەوە و جێبەجێی بکات؛ کۆدکراوە واتە خودی کۆدەکە ئازادە.
A proprietary radio under an open network standard.ڕادیۆیەکی خاوەندار لە ژێر .CêIT

LoRa and LoRaWAN in the layer modelLoRa و LoRaWAN لە مۆدێلی OSIـدا

Network engineers describe communication in layers; the best-known set is the seven-layer OSI model (the seven layers). LoRa and LoRaWAN fill only its bottom: LoRa is the physical layer, which turns bits into radio chirps; LoRaWAN is the MAC layer, the lower part of the data link layer (the MAC sublayer), which organises who sends and when, and checks and addresses the messages. Your application and its data sit on top.

ئەندازیارانی پەیوەندی بە چین وەسف دەکەن؛ ناسراوترینیان حەوت چینییە (حەوت چینەکە). و تەنیا بنەکەی پڕ دەکەنەوە: ، کە دەکات بە ڕادیۆیی؛ چینی MACـە، بەشی خوارەوەی (ژێرچینی MAC)، کە ڕێک دەخات کێ و کەی بنێرێت و پەیامەکان دەپشکنێت و ناونیشانیان بۆ دادەنێت. ئەپەکەت و لە سەرووی ئەوانەوەن.

Unlike a Wi-Fi device, a LoRaWAN device has no IP layer of its own: an IPv6 header alone (40 bytes) would fill most of a 51-byte message. The gateways and servers connect it to the IP internet (layer models in IoT).

بە پێچەوانەی ئامێرێکی ، ئامێرێکی چینی IPـی خۆی نییە: تەنیا (⁦40⁩ ) زۆربەی پەیامێکی ⁦51⁩ پڕ دەکاتەوە. دەروازەکان و بە IPـەوە دەیبەستنەوە (مۆدێلی چینەکان لە IoTـدا).

Left, the seven OSI layers from 7 application down to 1 physical. Right, a LoRaWAN device: your app and its data (payload) beside layer 7; LoRaWAN, the MAC layer, beside layer 2 data link; LoRa, the radio, beside layer 1 physical; no separate network or transport layer inside. Bottom: a sensor sends to a gateway over one LoRa radio hop, and the gateway forwards over the internet to the network server; a bracket shows that LoRaWAN spans from the device to the network server.چەپ: حەوت چینەکەی OSI، لە 7 چینی ئەپ تا 1 چینی فیزیکی. ڕاست: ئامێرێکی LoRaWAN: ئەپەکەت و دراوەکەی (ناوەڕۆکی پاکێت) لە تەنیشت چینی 7؛ LoRaWAN، چینی MAC، لە تەنیشت چینی 2 چینی بەستەری دراوە؛ LoRa، ڕادیۆکە، لە تەنیشت چینی 1 چینی فیزیکی؛ چینی ڕایەڵە و چینی گواستنەوەی جیای لە ناودا نییە. خوارەوە: هەستەوەرێک بە یەک بازی ڕادیۆیی LoRa دەنێرێت بۆ دەروازەیەک و دەروازەکە بە ئینتەرنێتدا بۆ ڕاژەکاری ڕایەڵەی LoRaWANـی دەنێرێت؛ کەوانەیەک پیشان دەدات LoRaWAN لە ئامێرەکەوە تا ڕاژەکاری ڕایەڵەی LoRaWAN درێژ دەبێتەوە.
Two bottom layers: LoRa is one radio hop; LoRaWAN reaches the server.دوو چینی خوارەوە: یەک بازی ڕادیۆییە؛ دەگاتە .CêIT

LoRa and LoRaWAN in the layer modelLoRa و LoRaWAN لە مۆدێلی OSIـدا

LoRa or LoRaWAN? Five differencesLoRa یان LoRaWAN؟ پێنج جیاوازی

LoRa and LoRaWAN compared.بەراوردی و .
AspectلایەنLoRaLoRaWAN
What it isچییەa radio modulation for long range on low power ڕادیۆیی بۆ دووریی زۆر بە وزەی کەمa network protocol and network architecture و تەلارسازیی
Layerچینphysical layerMAC layer (data link)چینی MAC ()
Works alone?بە تەنیا کار دەکات؟yes: a radio can use LoRa without LoRaWANبەڵێ: ڕادیۆیەک دەتوانێت بەبێ بەکار بهێنێتno: it runs on top of the LoRa radioنەخێر: لەسەر ڕادیۆی کار دەکات
Between whomلە نێوان کێداtwo LoRa devices, or a device and a gatewayدوو ئامێری ، یان ئامێرێک و دەروازەیەکan end device and the LoRaWAN server و
Who owns itهی کێیەSemtech (proprietary)Semtech (خاوەندار)LoRa Alliance (open standard)LoRa Alliance ()

So a pair of drone radios or two sensors talking directly use LoRa only (LoRa alone); a meter that sends through a gateway to a server uses LoRaWAN.

کەواتە دوو ڕادیۆی دڕۆن یان دوو کە ڕاستەوخۆ قسە دەکەن تەنیا بەکار دەهێنن (LoRa بە تەنیا)؛ پێوەرێک کە لە ڕێگەی دەروازەیەکەوە بۆ دەنێرێت بەکار دەهێنێت.

The architecture: devices, gateways and serversتەلارسازی: ئامێر، دەروازە و ڕاژەکارەکان

A LoRaWAN network has four kinds of parts. On the hardware side are the end devices — battery sensors and actuators such as water meters, smoke alarms and parking sensors — and the gateways that hear them. On the software side are the servers: the network server, the application server and the join server. Gateways reach the network server over a backhaul: Ethernet, Wi-Fi, a 4G or 5G mobile link, fibre or a radio link (3G networks are being switched off).

چوار جۆر بەشی هەیە. لە لای هەن — و وەک پێوەری ئاو، ئاگادارکەری دووکەڵ و پارکینگ — لەگەڵ ، کە دەیانبیستن. لە لای هەن: ، و . دەروازەکان بە دەگەنە : Ethernet، ، بەستەرێکی مۆبایلی ⁦4G⁩ یان ⁦5G⁩، فایبەر یان بەستەرێکی ڕادیۆیی ( ⁦3G⁩ دەکوژێنرێنەوە).

End devices broadcast their messages: they do not choose a gateway, and every gateway in range may pick a message up. Many such stars around gateways, all joined to one server, form a star of stars (stars in IoT).

پەیامەکانیان پەخش دەکەن (): دەروازە هەڵنابژێرن و هەر دەروازەیەک کە ئەوەندە نزیک بێت دەتوانێت پەیامەکە وەربگرێت. زۆر ئەستێرەی لەم جۆرە بە دەوری دەروازەکاندا، کە هەموویان بە یەک بەستراون، ئەستێرەیەک لە ئەستێرەکان پێک دەهێنن (ئەستێرە لە IoTـدا).

The LoRaWAN architecture as a star of stars. Hardware side: five end devices (water meter, soil sensor, smoke alarm, parking sensor, bin sensor) send by LoRa radio to three gateways; solid lines go to the nearest gateway, dashed lines to a second gateway that also hears the message. The gateways connect over a backhaul (Ethernet, Wi-Fi, 4G or 5G) to a network server in the cloud. Software side: the network server talks to an application server, which decodes your data and passes it to a phone, and to a join server, which handles keys and joining.تەلارسازیی LoRaWAN وەک ئەستێرەیەک لە ئەستێرەکان. لای ڕەقەواڵە: پێنج ئامێری کۆتایی (پێوەری ئاو، هەستەوەری خاک، ئاگادارکەری دووکەڵ، هەستەوەری پارکینگ، هەستەوەری زبڵدان) بە ڕادیۆی LoRa بۆ سێ دەروازە دەنێرن؛ هێڵی پڕ بۆ نزیکترین دەروازە و هێڵی پچڕپچڕ بۆ دەروازەیەکی تر کە پەیامەکە دەبیستێت. دەروازەکان بە هێڵی پشتەوە (Ethernet، وای‌فای، 4G یان 5G) بە ڕاژەکاری ڕایەڵەی LoRaWANـەوە لە هەوردا دەبەسترێنەوە. لای نەرمەواڵە: ڕاژەکاری ڕایەڵەی LoRaWAN قسە لەگەڵ ڕاژەکاری ئەپ دەکات، کە دراوەکەت دەکاتەوە و دەیداتە مۆبایلێک، هەروەها لەگەڵ ڕاژەکاری پەیوەستبوون، کە کلیل و پەیوەستبوون بەڕێوە دەبات.
End devices → gateways → network server → application and join servers. ← دەروازەکان ← ← ئەپ و پەیوەستبوون.CêIT

The architecture: devices, gateways and serversتەلارسازی: ئامێر، دەروازە و ڕاژەکارەکان

Gateways: simple messengersدەروازەکان: نامەبەری سادە

Gateways are simply passages to the core network: they have no built-in intelligence. A gateway receives every LoRa message it can hear, adds how strong the signal was, and forwards it unchanged — it cannot even read the encrypted data. This brings two big advantages:

دەروازەکان تەنیا ڕێڕەوێکن بۆ ناوەکی: هیچ زیرەکییەکیان تێدا نییە. دەروازەیەک هەموو پەیامێکی کە بیبیستێت وەردەگرێت، هێزی بۆ زیاد دەکات و وەک خۆی دەینێرێت — تەنانەت ناتوانێت شفرەکراو بخوێنێتەوە. ئەمە دوو سوودی گەورەی هەیە:

  • Cheap, simple hardware: a gateway is mostly a radio and a small computer, so communities and companies can install many.
  • No roaming or hand-off: a device does not need to know which gateway hears it. Several gateways can receive the same packet at no extra energy cost to the device, and nothing has to be handed over or synchronised when it moves — unlike a phone moving from one mobile tower to the next ().
  • هەرزان و سادە: دەروازەیەک زۆربەی ڕادیۆیەک و بچووکە، بۆیە کۆمەڵگە و کۆمپانیاکان دەتوانن زۆری دابنێن.
  • بێ و : ئامێرەکە پێویست ناکات بزانێت کام دەروازە دەیبیستێت. چەند دەروازەیەک دەتوانن هەمان وەربگرن بێ ئەوەی وزەی زیاتری ئامێرەکە بخوات و کاتێک دەجووڵێت هیچ شتێک ڕادەست ناکرێت و هاوکات ناکرێت — بە پێچەوانەی مۆبایلێک کە لە تاوەرێکی مۆبایلەوە دەچێتە تاوەرێکی تر.

The animation follows one reading heard by two gateways. The network server keeps one copy and throws the duplicate away; it remembers which gateway heard the device best, for any reply.

یەک خوێندنەوە بەدوادا دەچێت کە دوو دەروازە دەیبیستن. یەک کۆپی دەهێڵێتەوە و دووپاتەکە فڕێ دەدات؛ لە بیری دەمێنێت کام دەروازە ئامێرەکەی باشتر بیستووە، بۆ هەر وەڵامێک.

Animation in five steps. 1, a soil sensor sends one uplink with 24.5 °C; it does not choose a gateway, it simply broadcasts. 2, both gateways in range hear it, at no extra energy cost to the sensor. 3, each gateway forwards its copy over the backhaul, adding the signal strength (RSSI −98 dBm at gateway 1, −117 dBm at gateway 2). 4, the network server keeps one copy and crosses out the duplicate; a reply would go through gateway 1, which heard it best. 5, the application server gets one reading, 24.5 °C and 40 %, decrypted and decoded once.
Animation in five steps. 1, a soil sensor sends one uplink with 24.5 °C; it does not choose a gateway, it simply broadcasts. 2, both gateways in range hear it, at no extra energy cost to the sensor. 3, each gateway forwards its copy over the backhaul, adding the signal strength (RSSI −98 dBm at gateway 1, −117 dBm at gateway 2). 4, the network server keeps one copy and crosses out the duplicate; a reply would go through gateway 1, which heard it best. 5, the application server gets one reading, 24.5 °C and 40 %, decrypted and decoded once.
One message, two gateways, one copy.یەک پەیام، دوو دەروازە، یەک کۆپی.CêIT

The architecture: devices, gateways and serversتەلارسازی: ئامێر، دەروازە و ڕاژەکارەکان

Network, application and join serversڕاژەکارەکانی ڕایەڵە، ئەپ و پەیوەستبوون

The network server is the central part of every LoRaWAN network and carries all its intelligence. It removes duplicates; checks each message’s integrity code and counter; acknowledges messages that ask for it; tells each device which data rate and spreading factor to use (ADR, adaptive data rate); chooses the best gateway for each reply; and sends the data on to the other servers.

بەشی ناوەندیی هەموو و هەموو زیرەکییەکەی هەڵگرتووە. دووپاتەکان لادەبات؛ کۆدی پشکنین و ژمارەی هەر پەیامێک دەپشکنێت؛ بۆ ئەو پەیامانەی داوای دەکەن دەنێرێت؛ بە هەر ئامێرێک دەڵێت کام و کام بەکار بهێنێت (ADR، adaptive data rate)؛ باشترین دەروازە بۆ هەر وەڵامێک هەڵدەبژێرێت و دەنێرێت بۆ تر.

The application server handles the application layer: it decrypts and decodes the uplink data, turning bytes back into readings, and it queues, encodes and encrypts downlink data for the devices. The join server, added in LoRaWAN 1.1 and usable with 1.0.4, keeps each device’s secret root key, checks join requests and creates fresh session keys: one for the network server and one for the application server.

بەڕێوە دەبات: شفرەی دەکاتەوە و دەیخوێنێتەوە، واتە دەکاتەوە بە خوێندنەوە؛ هەروەها بۆ ئامێرەکان ڕیز دەکات، کۆد دەکات و شفرە دەکات. ، کە لە ⁦1.1⁩ـدا هات و لەگەڵ ⁦1.0.4⁩یش بەکار دێت، ڕەگی نهێنیی هەر ئامێرێک دەپارێزێت، داواکاریی پەیوەستبوون دەپشکنێت و نوێ دروست دەکات: یەکێک بۆ و یەکێک بۆ .

Three server cards. Network server: removes duplicate copies, checks every message, sets each device’s SF (ADR), picks the gateway for replies. Application server: decrypts your data, turns bytes into readings, queues and encrypts replies, hands readings to your app. Join server: keeps the root keys (AppKey), checks join requests, makes fresh session keys and gives them to the other two. Bottom: NwkSKey goes to the network server, AppSKey to the application server.سێ کارتی ڕاژەکار. ڕاژەکاری ڕایەڵەی LoRaWAN: کۆپییە دووپاتەکان لادەبات، هەموو پەیامێک دەپشکنێت، SFـی هەر ئامێرێک دیاری دەکات (ADR)، دەروازە بۆ وەڵام هەڵدەبژێرێت. ڕاژەکاری ئەپ: شفرەی دراوەکەت دەکاتەوە، بایتەکان دەکات بە خوێندنەوە، وەڵامەکان ڕیز و شفرە دەکات، خوێندنەوەکان دەداتە ئەپەکەت. ڕاژەکاری پەیوەستبوون: کلیلە ڕەگەکان (AppKey) دەپارێزێت، داواکاریی پەیوەستبوون دەپشکنێت، کلیلەکانی سێشنی نوێ دروست دەکات و دەیانداتە دووەکەی تر. خوارەوە: NwkSKey دەدرێتە ڕاژەکاری ڕایەڵەی LoRaWAN و AppSKey دەدرێتە ڕاژەکاری ئەپ.
Three servers, three jobs.سێ ، سێ ئەرک.CêIT

Joining the network: OTAA and ABPپەیوەستبوون بە ڕایەڵەوە: OTAA و ABP

LoRaWAN protects every message with AES-128, a strong symmetric cipher (symmetric encryption). A device uses two session keys. The network session key (NwkSKey) adds a check code (MIC) to every message, so the network can see that it is genuine and unchanged. The application session key (AppSKey) encrypts the data itself, all the way to the application server. Every message also carries a counter that only goes up, so an old message sent again — a — is rejected. LoRaWAN 1.1 splits the network key into three for even stronger separation.

هەموو پەیامێک بە ⁦-128⁩ دەپارێزێت، کە هاوچەشنی بەهێزە (شفرەکردنی هاوچەشن). ئامێرێک دوو بەکار دەهێنێت. ⁦(NwkSKey)⁩ کۆدێکی پشکنین ⁦(MIC)⁩ بۆ هەموو پەیامێک زیاد دەکات، بۆ ئەوەی ببینێت ڕاستەقینەیە و نەگۆڕاوە. ئەپ ⁦(AppSKey)⁩ خودی شفرە دەکات، هەتا . هەر پەیامێکیش ژمارەیەک هەڵدەگرێت کە تەنیا بەرز دەبێتەوە، بۆیە پەیامێکی کۆن کە دووپاتە بنێردرێتەوە — — ڕەت دەکرێتەوە. ⁦1.1⁩ دەکات بە سێ، بۆ جیاکردنەوەیەکی بەهێزتر.

A device gets its keys in one of two ways, called activation:

ئامێرێک بە یەکێک لەم دوو ڕێگەیە وەردەگرێت، کە پێیان دەڵێن :

  • OTAA (over-the-air activation, recommended): the device holds its DevEUI, JoinEUI and a root key, the AppKey. It sends a Join-request; the join server checks it and answers with an encrypted Join-accept that gives the device an address. Both sides then compute fresh session keys. The root key itself never travels by radio.
  • ABP (activation by personalisation): the address and both session keys are written into the device, and it sends at once with no join. Simpler, but less secure: the same keys for the device’s whole life, tied to one network, and a stolen key stays valid.
  • OTAA (⁦over-the-air activation⁩، پێشنیارکراو): ئامێرەکە DevEUI، JoinEUI و ڕەگ، واتە AppKey، هەڵدەگرێت. ⁦Join-request⁩ دەنێرێت؛ دەیپشکنێت و بە ⁦Join-accept⁩ـێکی شفرەکراو وەڵام دەداتەوە کە ناونیشانێک دەداتە ئامێرەکە. پاشان هەردوو لا نوێ دەژمێرن. خودی ڕەگەکە هەرگیز بە ڕادیۆ نانێردرێت.
  • ABP (activation by personalisation): ناونیشان و هەردوو لە ناو ئامێرەکەدا دەنووسرێن و بەبێ پەیوەستبوون یەکسەر دەنێرێت. سادەترە، بەڵام ئاسایشی کەمترە: هەمان بۆ هەموو تەمەنی ئامێرەکە، بەستراوە بە یەک و دزراو هەر بەکار دێت.
Two panels. OTAA, recommended: the device stores DevEUI, JoinEUI and AppKey (the root key); it sends a Join-request to the join server, which answers with an encrypted Join-accept carrying a DevAddr; both sides compute fresh keys, NwkSKey and AppSKey. Ticks: new session keys at every join; can move to another network; the root key never travels by radio. ABP, keys written in: the device stores DevAddr, NwkSKey and AppSKey and sends at once with no join. Crosses: the same keys for life; tied to one network; a stolen key works forever.دوو بەش. OTAA، پێشنیارکراو: ئامێرەکە DevEUI، JoinEUI و AppKey (کلیلە ڕەگەکە) هەڵدەگرێت؛ Join-request بۆ ڕاژەکاری پەیوەستبوون دەنێرێت، کە بە Join-acceptـێکی شفرەکراو و DevAddrـێک وەڵام دەداتەوە؛ هەردوو لا کلیلی نوێ دەژمێرن، NwkSKey و AppSKey. نیشانەی ڕاست: کلیلەکانی سێشنی نوێ لە هەر پەیوەستبوونێکدا؛ دەتوانێت بچێتە ڕایەڵەیەکی ترەوە؛ کلیلە ڕەگەکە هەرگیز بە ڕادیۆ نانێردرێت. ABP، کلیلی نووسراو: ئامێرەکە DevAddr، NwkSKey و AppSKey هەڵدەگرێت و بەبێ پەیوەستبوون یەکسەر دەنێرێت. خاچ: هەمان کلیل بۆ هەموو تەمەنی؛ بەستراوە بە یەک ڕایەڵەوە؛ کلیلێکی دزراو بۆ هەمیشە کار دەکات.
OTAA makes fresh keys at every join; ABP keeps the same keys forever.OTAA لە هەر پەیوەستبوونێکدا نوێ دروست دەکات؛ ABP هەمان بۆ هەمیشە دەهێڵێتەوە.CêIT

Device classes A, B and Cپۆلەکانی ئامێری LoRaWAN: A، B و C

LoRaWAN devices differ in when they listen for downlinks. This choice is called the device’s class:

ئامێرەکانی لەوەدا جیاوازن کە کەی گوێ لە دەگرن. ئەم هەڵبژاردنە پێی دەڵێن :

  • Class A (every device must support it): after each uplink the device opens two short receive windows, RX1 about 1 second and RX2 about 2 seconds after it finished sending (the default delays). The network replies in one of them; then the device sleeps until its next uplink. Lowest power: a battery can last years.
  • Class B: like Class A, plus extra receive windows at scheduled times, called ping slots. Gateways send a time beacon every 128 seconds, so the devices and the network agree on the clock. More power than A; used for meters and street lights.
  • Class C: listens almost all the time, except while sending. Downlinks arrive almost at once, but the radio is always on, so these devices are usually mains-powered: alarms, street-light controllers.
  • پۆلی A (هەموو ئامێرێک دەبێت پشتگیری بکات): دوای هەر ئامێرەکە دوو پەنجەرەی کورتی وەرگرتن دەکاتەوە، ⁦RX1⁩ نزیکەی 1 چرکە و ⁦RX2⁩ نزیکەی 2 چرکە دوای تەواوبوونی ناردن (دواکەوتنە بنەڕەتییەکان). لە یەکێکیاندا وەڵام دەداتەوە؛ پاشان ئامێرەکە دەخەوێت تا داهاتوو. کەمترین وزە: چەند ساڵێک دەمێنێت.
  • پۆلی B: وەک پۆلی A، لەگەڵ پەنجەرەی وەرگرتنی زیادە لە کاتی دیاریکراودا، کە پێیان دەڵێن ping slot. دەروازەکان هەر ⁦128⁩ چرکە جارێک ئاماژەیەکی کات ⁦(beacon)⁩ دەنێرن، بۆ ئەوەی ئامێرەکان و لەسەر کاتژمێر ڕێک بکەون. وزەی لە A زیاترە؛ بۆ پێوەر و گڵۆپی شەقام بەکار دێت.
  • پۆلی C: نزیکەی هەموو کاتێک گوێ دەگرێت، جگە لە کاتی ناردن. نزیکەی یەکسەر دەگەن، بەڵام ڕادیۆکە هەمیشە هەڵکراوە، بۆیە ئەم ئامێرانە زۆربەی جار بە کارەبای ماڵ کار دەکەن: زەنگی ئاگاداری، کۆنترۆڵەری گڵۆپی شەقام.
Timing diagram of the three device classes. Class A: TX, then RX1 one second later and RX2 two seconds after the uplink; then it sleeps until its next uplink; lowest power; soil sensors, meters. Class B: TX, RX1, RX2, plus beacons every 128 seconds and short ping slots in between (not to scale); more power; meters, street lights. Class C: TX, then a long bar: listens all the time, except while sending; most power, mains; alarms, controllers. Bottom: downlinks reach A only after its uplinks; B at scheduled times; C almost at once.هێڵکاریی کاتی سێ پۆلەکە. پۆلی A: TX، پاشان RX1 یەک چرکە دواتر و RX2 دوو چرکە دوای ناردنی سەرەوە؛ پاشان دەخەوێت تا ناردنی سەرەوەی داهاتووی؛ کەمترین وزە؛ هەستەوەری خاک، پێوەر. پۆلی B: TX، RX1، RX2، لەگەڵ بیکۆن هەر 128 چرکە جارێک و کاتی گوێگرتنی کورت لە نێوانیاندا (بە پێوانە نییە)؛ وزەی زیاتر؛ پێوەر، گڵۆپی شەقام. پۆلی C: TX، پاشان شریتێکی درێژ: هەموو کاتێک گوێ دەگرێت جگە لە کاتی ناردن؛ زۆرترین وزە، کارەبای ماڵ؛ زەنگی ئاگاداری، کۆنترۆڵەر. خوارەوە: ناردنی خوارەوە تەنیا دوای ناردنی سەرەوە دەگاتە A؛ B لە کاتی دیاریکراودا؛ C نزیکەی یەکسەر.
The more a device listens, the faster it hears you, and the more battery it uses.ئامێرێک تا زیاتر گوێ بگرێت خێراتر گوێت لێ دەبێت و زیاتر دەخوات.CêIT

Why LoRaWAN is popularبۆچی LoRaWAN بەناوبانگە

  • Long range on low power: low-powered sensors and a coverage area measured in kilometres.
  • Licence-free bands: no licence and no up-front fee for the frequencies (free, but with rules).
  • Long battery life: thanks to low power, sensor batteries often last years — 2 to 5 years is common for Class A and B devices, and more when they send rarely.
  • Many devices per gateway: one gateway is designed to serve thousands of end devices.
  • Easy and fast to deploy: a simple architecture, wireless devices and cheap gateways.
  • Bigger messages than Sigfox: 51 to 222 bytes in Europe, depending on the data rate, against Sigfox’s 12 bytes (payload, Sigfox).
  • Open: an open alliance and an open standard that many makers implement, instead of one company’s network, as with Sigfox; hundreds of companies back it.
  • دووریی زۆر بە وزەی کەم: کەموزە و ناوچەیەکی داپۆشراو کە بە کیلۆمەتر دەپێورێت.
  • : نە مۆڵەت و نە پارەی پێشوەختە بۆ (بێبەرانبەر، بەڵام بە یاسا).
  • درێژخایەن: بەهۆی وزەی کەمەوە، زۆربەی جار چەند ساڵێک دەمێنێت — 2 تا 5 ساڵ بۆ ئامێرەکانی پۆلی A و B باوە و ئەگەر بە دەگمەن بنێرن زیاتریش.
  • زۆر ئامێر بۆ هەر دەروازەیەک: یەک دەروازە بۆ خزمەتکردنی هەزاران دیزاین کراوە.
  • دانانی ئاسان و خێرا: تەلارسازییەکی سادە، ئامێری و دەروازەی هەرزان.
  • پەیامی گەورەتر لە : لە ئەورووپا ⁦51⁩ تا ⁦222⁩ ، بەپێی ، بەرامبەر ⁦12⁩ (قەبارەی پەیام، Sigfox).
  • کراوە: هاوپەیمانییەکی کراوە و کە زۆر دروستکەر جێبەجێی دەکەن، لە جیاتی یەک کۆمپانیا وەک ؛ سەدان کۆمپانیا پشتگیری دەکەن.
Two columns. Strengths, with ticks: reaches many kilometres; licence-free bands; years on one battery; thousands of devices per gateway; simple, cheap gateways; open standard, many makers; 51–222 bytes per message. Limits, with crosses: small messages only; airtime is limited (duty cycle); slow replies, not real-time; shared bands, interference; you may need your own gateway.دوو ستوون. خاڵە بەهێزەکان بە نیشانەی ڕاست: دەگاتە چەندین کیلۆمەتر؛ باندە بێمۆڵەتەکان؛ چەند ساڵ بە یەک پاتری؛ هەزاران ئامێر بۆ هەر دەروازەیەک؛ دەروازەی سادە و هەرزان؛ ستانداردی کراوە، زۆر دروستکەر؛ 51–222 بایت لە هەر پەیامێکدا. سنوورەکان بە خاچ: تەنیا پەیامی بچووک؛ ماوەی ناردن سنووردارە (ڕێژەی کارکردن)؛ وەڵامی خاو، کاتی ڕاستەقینە نییە؛ باندی هاوبەش، دەستتێوەردانی ڕادیۆیی؛ لەوانەیە دەروازەی خۆتت پێویست بێت.
Strengths and limits side by side.خاڵە بەهێز و سنوورەکان لە تەنیشت یەکتر.CêIT

Why LoRaWAN is popularبۆچی LoRaWAN بەناوبانگە

Free bands, but not unlimited messagesباندی بێمۆڵەت، بەڵام پەیامی بێسنوور نا

So the real limit depends on the airtime of each message. Under the 30-second budget, a 10-byte reading fits about 486 times a day at SF7, but only about 20 times at SF12.

کەواتە سنووری ڕاستەقینە بەستراوە بە هەر پەیامێک. بە بودجەی ⁦30⁩ چرکە، خوێندنەوەیەکی ⁦10⁩ نزیکەی ⁦486⁩ جار لە ڕۆژێکدا بە ⁦SF7⁩ جێی دەبێتەوە، بەڵام تەنیا نزیکەی ⁦20⁩ جار بە ⁦SF12⁩.

Bar chart titled free bands, but a daily airtime budget: The Things Network’s fair use allows 30 seconds of uplink airtime per device per day. For one 10-byte reading, SF7 takes 61.7 ms: 486 messages a day; SF9 takes 205.8 ms: 145 messages a day; SF12 takes 1,482.8 ms: 20 messages a day. Note: the law (1 % duty cycle) allows more; the community network allows less. Airtimes from The Things Network’s calculator, EU868, 125 kHz.هێڵکارییەکی ستوونی: باندە بێمۆڵەتەکان، بەڵام بودجەیەکی ڕۆژانەی ماوەی ناردن: بەکارهێنانی گونجاوی The Things Network ڕۆژانە 30 چرکە ماوەی ناردنی ناردنی سەرەوە بۆ هەر ئامێرێک ڕێگە دەدات. بۆ خوێندنەوەیەکی 10 بایتی، SF7 61.7 ms دەخایەنێت: 486 پەیام لە ڕۆژێکدا؛ SF9 205.8 ms: 145 پەیام؛ SF12 1482.8 ms: 20 پەیام. تێبینی: یاسا بە ڕێژەی کارکردنی 1 % زیاتر ڕێگە دەدات؛ ڕایەڵە کۆمەڵگەییەکە کەمتر.
The slower the spreading factor, the fewer messages fit into a day. تا خاوتر بێت، پەیامی کەمتر لە ڕۆژێکدا جێی دەبێتەوە.CêIT

What LoRaWAN is not forLoRaWAN بۆ چی نییە

  • Large data: one message carries at most 222 bytes, and only 51 at the slowest rates — no photos, audio or video.
  • Continuous monitoring: devices send now and then, not a constant stream. Only Class C devices listen all the time, and they need mains power.
  • Real-time control: LoRaWAN cannot promise low latency (delay) or low jitter, the variation of the delay from one message to the next. A Class A device hears a command only after its next uplink.
  • Protected airwaves: the open bands are shared, so other radios can cause interference and the data rate may drop. Mobile operators using GSM, 4G or 5G pay governments large licence fees for frequencies that only they may use, so their links are protected; LoRa’s open bands need no licence, but anyone may use them.
  • گەورە: یەک پەیام زۆرترین ⁦222⁩ هەڵدەگرێت و لە خاوترین خێراییەکاندا تەنیا ⁦51⁩ — نە وێنە، نە دەنگ، نە ڤیدیۆ.
  • چاودێریی بەردەوام: ئامێرەکان جارجار دەنێرن، نەک بە بەردەوامی. تەنیا ئامێرەکانی پۆلی C هەموو کاتێک گوێ دەگرن و کارەبای ماڵیان پێویستە.
  • کۆنترۆڵی : ناتوانێت بەڵێنی کەم یان کەم بدات، واتە گۆڕانی لە پەیامێکەوە بۆ پەیامێکی تر. ئامێرێکی پۆلی A تەنیا دوای داهاتووی گوێی لە فەرمانێک دەبێت.
  • هەوای پارێزراو: باندە کراوەکان هاوبەشن، بۆیە ڕادیۆکانی تر دەتوانن دروست بکەن و دابەزێت. کۆمپانیاکانی مۆبایل کە ، ⁦4G⁩ یان ⁦5G⁩ بەکار دەهێنن پارەیەکی زۆری مۆڵەت بە حکومەت دەدەن بۆ ئەو تەنیا خۆیان بەکاریان دەهێنن، بۆیە بەستەرەکانیان پارێزراوە؛ باندە کراوەکانی مۆڵەتیان ناوێت، بەڵام هەموو کەس دەتوانێت بەکاریان بهێنێت.
Two parts. Top: a Class A valve sends every 15 minutes, at 10:00, 10:15 and 10:30, each uplink followed by a short receive window. At 10:02 you press open; the command waits at the server for 13 minutes and is delivered in RX1 after the 10:15 uplink. Bottom: jitter, the delay changes from message to message: five messages take 1.2 s, 3.5 s, 0.8 s, 2.9 s and 1.6 s; fine for a meter reading, not for steering or alarms.دوو بەش. سەرەوە: سەمامێکی پۆلی A لە 10:00، 10:15 و 10:30 دەنێرێت و دوای هەر ناردنێکی سەرەوە پەنجەرەیەکی کورتی وەرگرتن هەیە. لە 10:02 دوگمەی «بیکەرەوە» دادەگریت؛ فەرمانەکە 13 خولەک لە ڕاژەکارەکەدا چاوەڕێ دەکات و لە RX1ـدا دوای ناردنی سەرەوەی 10:15 دەگات. خوارەوە: لەرزینی دواکەوتن، دواکەوتن لە پەیامێکەوە بۆ پەیامێکی تر دەگۆڕێت: پێنج پەیام 1.2 s، 3.5 s، 0.8 s، 2.9 s و 1.6 s دەخایەنن؛ بۆ خوێندنەوەی پێوەرێک باشە، بەڵام بۆ ئاراستەکردن و ئاگاداری نا.
A command can wait a quarter of an hour; delays also vary.فەرمانێک دەتوانێت چارەکە کاتژمێرێک چاوەڕێ بکات؛ دەگۆڕێت.CêIT

Public, community and private networksڕایەڵەکانی گشتی، کۆمەڵگەیی و تایبەت

To use LoRaWAN you need a gateway within reach and a network server. There are three ways to get them: a public operator that sells coverage, a community network built by volunteers, or your own private network — your own gateway and an open-source network server.

بۆ بەکارهێنانی پێویستت بە دەروازەیەکی نزیک و هەیە. سێ ڕێگە هەیە بۆ بەدەستهێنانیان: کۆمپانیایەکی گشتی کە داپۆشین دەفرۆشێت، کۆمەڵگەیی کە خۆبەخشان دروستیان کردووە، یان تایبەتی خۆت — دەروازەی خۆت و .

The best-known community network is The Things Network (TTN), a free, open LoRaWAN network that runs on The Things Stack. As of November 2026 its website lists more than 250,000 members in over 150 countries. Anyone can register devices for free, and anyone can add a gateway, which extends the coverage for everyone.

ناسراوترین کۆمەڵگەیی The Things Networkـە ⁦(TTN)⁩، کراوە و بێبەرانبەر کە لەسەر The Things Stack کار دەکات. تا تشرینی دووەمی ⁦2026⁩ ماڵپەڕەکەی زیاتر لە ⁦250,000⁩ ئەندام لە زیاتر لە ⁦150⁩ وڵاتدا پیشان دەدات. هەموو کەس دەتوانێت بە بێبەرانبەری ئامێر تۆمار بکات و هەموو کەس دەتوانێت دەروازەیەک زیاد بکات، کە داپۆشین بۆ هەمووان فراوان دەکات.

Useful places to look: the LoRa Alliance (lora-alliance.org); The Things Network (thethingsnetwork.org); TTN Mapper’s coverage heatmap (ttnmapper.org/heatmap), which shows where gateways have heard devices; and TTN’s Kurdistan Region community (thethingsnetwork.org/community/kurdistan), founded in 2019. As of November 2026 its page lists only a few online gateways, so a project here usually brings its own. Before installing one, check the frequency rules for Iraq (regional plans).

شوێنی بەسوود بۆ گەڕان: LoRa Alliance (⁦lora-alliance.org⁩)؛ The Things Network (⁦thethingsnetwork.org⁩)؛ نەخشەی گەرمیی داپۆشینی TTN Mapper (⁦ttnmapper.org/heatmap⁩)، کە پیشان دەدات دەروازەکان لە کوێ ئامێریان بیستووە؛ هەروەها کۆمەڵگەی هەرێمی کوردستانی TTN (⁦thethingsnetwork.org/community/kurdistan⁩)، کە لە ⁦2019⁩ دامەزراوە. تا تشرینی دووەمی ⁦2026⁩ لاپەڕەکەی تەنیا چەند دەروازەیەکی سەرهێڵ پیشان دەدات، بۆیە پرۆژەیەک لێرە زۆربەی جار دەروازەی خۆی دەهێنێت. پێش دانانی، یاساکانی بۆ عێراق بپشکنە (پلانە هەرێمییەکان).

Sending a reading from the MKR WAN 1310ناردنی خوێندنەوەیەک لە ⁦MKR WAN 1310⁩ـەوە

Now the device side, end to end. In Packing a reading you packed a DHT11 reading into 3 bytes. This sketch for the MKR WAN 1310 uses the MKRWAN library to join a network with OTAA and send those 3 bytes every 15 minutes. First register the device in your network’s console (for example TTN): you type in the board’s DevEUI, which the sketch prints, and the console gives you the JoinEUI and the AppKey for the secrets file.

ئێستا لای ئامێرەکە، لە سەرەتاوە تا کۆتایی. لە پەستاوتنی خوێندنەوەیەک خوێندنەوەیەکی ⁦DHT11⁩ـت پەستاندە ناو 3 . ئەم بۆ ⁦MKR WAN 1310⁩ MKRWAN بەکار دەهێنێت بۆ ئەوەی بە OTAA پەیوەست بێت بە و ئەو 3 هەر ⁦15⁩ خولەک جارێک بنێرێت. سەرەتا ئامێرەکە لە کۆنسۆڵی تۆمار بکە (بۆ نموونە لە TTNـدا): DevEUIـی بۆردەکە، کە چاپی دەکات، دەنووسیت و کۆنسۆڵەکە JoinEUI و AppKey بۆ فایلی نهێنییەکان دەداتێ.

The keys, kept in their own fileکلیلەکان، لە فایلێکی جیاداarduino_secrets.hARDUINORuns on a phone (or an emulator)لەسەر مۆبایل کار دەکات
// Keys from your network console. Never share this file or put it on the internet.
#define SECRET_APP_EUI "0000000000000000"                   // JoinEUI (AppEUI): 16 hex digits
#define SECRET_APP_KEY "00000000000000000000000000000000"   // AppKey: 32 hex digits
Explain the codeڕوونکردنەوەی کۆدەکە
Lineدێڕی 2-3

Placeholders: paste your own values from the console. Never upload this file to GitHub or share it: anyone with the AppKey can pretend to be your device.

جێگرەوەن: نرخەکانی خۆت لە کۆنسۆڵەکەوە دابنێ. هەرگیز ئەم فایلە مەخە سەر GitHub و بە کەسی مەدە: هەر کەسێک AppKeyـی هەبێت دەتوانێت خۆی وەک ئامێرەکەت پیشان بدات.

Join with OTAA and send 3 bytes every 15 minutesپەیوەستبوون بە OTAA و ناردنی 3 بایت هەر ⁦15⁩ خولەک جارێکlorawan_send.inoARDUINORuns on a phone (or an emulator)لەسەر مۆبایل کار دەکات
// Join a LoRaWAN network by OTAA and send a packed DHT11 reading every 15 minutes (MKR WAN 1310)
#include <MKRWAN.h>
#include <DHT.h>
#include "arduino_secrets.h"   // SECRET_APP_EUI and SECRET_APP_KEY

LoRaModem modem;
DHT dht(2, DHT11);                       // DHT11 data pin on pin 2

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial);                       // wait for the Serial Monitor
  dht.begin();
  if (!modem.begin(EU868)) {             // the frequency plan of your region
    Serial.println("The LoRa module did not start");
    while (true) {}
  }
  Serial.print("Device EUI: ");
  Serial.println(modem.deviceEUI());     // copy it into the network console
  if (!modem.joinOTAA(SECRET_APP_EUI, SECRET_APP_KEY)) {
    Serial.println("Join failed: move near a window and try again");
    while (true) {}
  }
  Serial.println("Joined the network");
}

void loop() {
  float t = dht.readTemperature();
  float h = dht.readHumidity();
  if (isnan(t) || isnan(h)) {            // no reading: send nothing this time
    Serial.println("DHT11 read failed");
    delay(2000);
    return;
  }
  int16_t t10 = (int16_t)round(t * 10);  // 24.5 -> 245
  uint8_t payload[3];
  payload[0] = (t10 >> 8) & 0xFF;        // high byte
  payload[1] = t10 & 0xFF;               // low byte
  payload[2] = (uint8_t)round(h);        // humidity in %

  modem.setPort(1);                      // FPort 1 = "our reading format"
  modem.beginPacket();
  modem.write(payload, 3);
  int err = modem.endPacket(false);      // false = unconfirmed uplink
  if (err > 0) {
    Serial.println("Sent 3 bytes");
  } else {
    Serial.println("Not sent: wait and try again later");
  }
  delay(15UL * 60UL * 1000UL);           // the next reading in 15 minutes
}
Explain the codeڕوونکردنەوەی کۆدەکە
Lineدێڕی 11

Waits until the Serial Monitor is opened. On a battery in the field no computer opens it, so delete this line there, or the board waits for ever and never sends.

چاوەڕێ دەکات تا دەکرێتەوە. لەسەر لە کێڵگەدا هیچ نایکاتەوە، بۆیە لەوێ ئەم دێڕە بسڕەوە، دەنا بۆردەکە بۆ هەمیشە چاوەڕێ دەکات و هەرگیز نانێرێت.

Lineدێڕی 13

EU868 must match your region’s frequency plan (for Iraq the LoRa Alliance suggests EU868 or EU433).

EU868 دەبێت لەگەڵ ناوچەکەت یەک بگرێتەوە (بۆ عێراق ⁦LoRa Alliance EU868⁩ یان ⁦EU433⁩ پێشنیار دەکات).

Lineدێڕی 19

joinOTAA() sends the Join-request and waits for the Join-accept; it returns 0 if no gateway answered.

joinOTAA() ⁦Join-request⁩ دەنێرێت و چاوەڕێی ⁦Join-accept⁩ دەکات؛ ئەگەر هیچ دەروازەیەک وەڵامی نەدایەوە 0 دەگەڕێنێتەوە.

Lineدێڕی 34-38

The same 3-byte packing as in the LoRa lesson: temperature × 10 in two bytes, humidity in one.

هەمان پەستاوتنی 3 وانەی : پلەی گەرمی × ⁦10⁩ لە دوو ، شێ لە یەکێکدا.

Lineدێڕی 40

The port (FPort) tells the server which message format this is.

پۆرتەکە ⁦(FPort)⁩ بە دەڵێت ئەمە کام شێوازی پەیامە.

Lineدێڕی 43

false = an unconfirmed uplink: no acknowledgement, so no downlink is used.

false = بێ دڵنیاکردنەوە: نییە، بۆیە هیچ بەکار نایەت.

Lineدێڕی 49

Every 15 minutes: 96 messages a day, well inside the duty cycle and the fair-use budget.

هەر ⁦15⁩ خولەک: ⁦96⁩ پەیام لە ڕۆژێکدا، بە باشی لە ناو و بودجەی بەکارهێنانی گونجاودا.

What you will see. The CêIT checker cannot imitate a LoRa radio or a network, so this sketch was only checked for mistakes in the code, not run. From its code: the Serial Monitor first shows Device EUI: and the board’s ID; if a gateway hears the join, Joined the network; then Sent 3 bytes every 15 minutes. With no gateway in range the join fails and the sketch stops with its message. In the network’s console each uplink appears with its counter, port 1, the three bytes and the gateways that heard it with their signal strength.

چی دەبینیت. پشکنەری CêIT ناتوانێت لاسایی ڕادیۆی یان بکاتەوە، بۆیە ئەم تەنیا بۆ هەڵەی کۆد پشکنرا، نەک کارپێکرا. بەپێی کۆدەکەی: سەرەتا Device EUI: و ناسنامەی بۆردەکە پیشان دەدات؛ ئەگەر دەروازەیەک پەیوەستبوونەکە ببیستێت، Joined the network؛ پاشان هەر ⁦15⁩ خولەک جارێک Sent 3 bytes. ئەگەر هیچ دەروازەیەک ئەوەندە نزیک نەبێت، پەیوەستبوون سەرناکەوێت و بە پەیامەکەی خۆی ڕادەوەستێت. لە کۆنسۆڵی هەر بە ژمارەکەی، پۆرتی 1، سێ و ئەو دەروازانەی بیستوویانە لەگەڵ هێزی دەردەکەوێت.

Four steps from left to right. MKR WAN 1310: 00 F5 28, packs and sends. Gateways: encrypted, forward unchanged. LoRaWAN servers: AES-128, check and decrypt. Payload formatter: decodeUplink(), bytes to numbers. Its result, temperature 24.5 and humidity 40 as JSON, then goes to your app or database by MQTT, webhooks (HTTP) and more.چوار هەنگاو لە چەپەوە بۆ ڕاست. MKR WAN 1310: 00 F5 28، دەپەستێنێت و دەینێرێت. دەروازەکان: شفرەکراو، وەک خۆی دەنێرن. ڕاژەکارەکانی LoRaWAN: AES-128، دەپشکنن و شفرەکە دەکەنەوە. شیکەرەوەی ناوەڕۆکی پاکێت: decodeUplink()، بایت ← ژمارە. ئەنجامەکەی، پلەی گەرمی 24.5 و شێی 40 وەک JSON، پاشان بە MQTT، webhook (HTTP) و زیاتر دەچێت بۆ ئەپ یان بنکەدراوەکەت.
Three bytes travel encrypted and come out as a reading.سێ بە شفرەکراوی دەڕۆن و وەک خوێندنەوەیەک دەردەچن.CêIT

Sending a reading from the MKR WAN 1310ناردنی خوێندنەوەیەک لە ⁦MKR WAN 1310⁩ـەوە

Turning the bytes back into a readingگەڕاندنەوەی بایتەکان بۆ خوێندنەوە

On the network side, The Things Stack can run a small JavaScript function, a payload formatter, on every uplink. decodeUplink() receives the bytes and the port and returns the reading as JSON. The application server then passes it on, for example by MQTT or a webhook — the protocols of the next lesson, Sending IoT data.

لە لای ، The Things Stack دەتوانێت بچووکی JavaScript، واتە شیکەرەوەی ⁦(payload formatter)⁩، لەسەر هەموو کار پێ بکات. decodeUplink() و پۆرتەکە وەردەگرێت و خوێندنەوەکە وەک JSON دەگەڕێنێتەوە. پاشان دەینێرێت، بۆ نموونە بە MQTT یان webhook — وانەی داهاتوو، ناردنی دراوەی IoT.

An uplink payload formatter (The Things Stack)شیکەرەوەی ناوەڕۆکی پاکێتی ناردنی سەرەوە ⁦(The Things Stack)⁩JSRuns on the serverلەسەر ڕاژەکاری وێب کار دەکات
// Uplink payload formatter: turns our 3 bytes back into a reading
function decodeUplink(input) {
  var b = input.bytes;
  if (input.fPort !== 1 || b.length !== 3) {
    return { errors: ["unknown message format"] };
  }
  var t10 = (b[0] << 8) | b[1];      // 0x00F5 = 245
  if (t10 > 32767) t10 -= 65536;     // negative temperatures
  return {
    data: { temperature: t10 / 10, humidity: b[2] }
  };
}
Explain the codeڕوونکردنەوەی کۆدەکە
Lineدێڕی 4-6

Reject anything that is not our 3-byte format on port 1.

هەر شتێک کە شێوازی 3 ئێمە لەسەر پۆرتی 1 نەبێت ڕەت دەکرێتەوە.

Lineدێڕی 7-8

Join the two bytes; numbers above 32767 are negative in 16-bit two’s complement.

دوو پێکەوە دەلکێنرێن؛ ژمارەی سەرووی ⁦32767⁩ لە ⁦16⁩ نەرێنین.

Common mistakesهەڵە باوەکان

Exercisesڕاهێنانەکان

ExerciseڕاهێنانTrace one messageشوێنی یەک پەیام هەڵبگرە

Put these in order for one reading from a water meter: (a) the application server decrypts and decodes it; (b) two gateways hear it; (c) the meter broadcasts an uplink; (d) the network server removes the duplicate; (e) your app shows the reading; (f) the gateways forward it over the backhaul.

ئەمانە بۆ یەک خوێندنەوەی پێوەرێکی ئاو ڕیز بکە: ⁦(a)⁩ شفرەکەی دەکاتەوە و دەیخوێنێتەوە؛ ⁦(b)⁩ دوو دەروازە دەیبیستن؛ ⁦(c)⁩ پێوەرەکە پەخش دەکات؛ ⁦(d)⁩ دووپاتەکە لادەبات؛ ⁦(e)⁩ ئەپەکەت خوێندنەوەکە پیشان دەدات؛ ⁦(f)⁩ دەروازەکان بە دەینێرن.

Show answerوەڵامەکە پیشان بدە

c → b → f → d → a → e. The meter broadcasts; both gateways hear it and forward their copies; the network server keeps one; the application server decrypts and decodes it; your app shows it.

c → b → f → d → a → e. پێوەرەکە پەخشی دەکات؛ هەردوو دەروازەکە دەیبیستن و کۆپییەکانیان دەنێرن؛ یەکێکیان دەهێڵێتەوە؛ شفرەکەی دەکاتەوە و دەیخوێنێتەوە؛ ئەپەکەت پیشانی دەدات.

ExerciseڕاهێنانChoose the classپۆلەکە هەڵبژێرە

Which device class fits each device? (a) a battery water meter that reports once a day; (b) a mains-powered street-light controller that must switch within seconds of a command; (c) a battery parking sensor that sometimes needs a new setting within a few minutes.

کام بۆ هەر ئامێرێک گونجاوە؟ ⁦(a)⁩ پێوەرێکی ئاوی کە ڕۆژانە جارێک خوێندنەوە دەنێرێت؛ ⁦(b)⁩ کۆنترۆڵەرێکی گڵۆپی شەقام کە بە کارەبای ماڵ کار دەکات و دەبێت لە ماوەی چەند چرکەیەکدا دوای فەرمانێک بیگۆڕێت؛ ⁦(c)⁩ پارکینگی کە جارجار لە ماوەی چەند خولەکێکدا ڕێکخستنێکی نوێی دەوێت.

Show answerوەڵامەکە پیشان بدە

(a) Class A: lowest power, and commands can wait for the daily uplink. (b) Class C: always listening, and mains power pays for it. (c) Class B: scheduled ping slots give replies within minutes and still save battery.

⁦(a)⁩ پۆلی A: کەمترین وزە و فەرمانەکان دەتوانن چاوەڕێی ڕۆژانە بکەن. ⁦(b)⁩ پۆلی C: هەمیشە گوێ دەگرێت و کارەبای ماڵ تێچووەکەی دەدات. ⁦(c)⁩ پۆلی B: کاتی گوێگرتنی دیاریکراو لە ماوەی چەند خولەکێکدا وەڵام دەگەیەنێت و هێشتا پاشەکەوت دەکات.

ExerciseڕاهێنانAn airtime budget at SF9بودجەی ماوەی ناردن بە ⁦SF9⁩

A sensor on The Things Network sends a 10-byte reading at SF9, which takes 205.8 ms on air. (a) How many readings a day fit into the 30-second fair-use budget? (b) Is one reading every 10 minutes allowed?

لەسەر The Things Network خوێندنەوەیەکی ⁦10⁩ بە ⁦SF9⁩ دەنێرێت، کە ⁦205.8 ms⁩ دەخایەنێت. ⁦(a)⁩ چەند خوێندنەوە لە ڕۆژێکدا لە بودجەی ⁦30⁩ چرکەیی بەکارهێنانی گونجاودا جێیان دەبێتەوە؟ ⁦(b)⁩ ئایا هەر ⁦10⁩ خولەک خوێندنەوەیەک ڕێگەپێدراوە؟

Show answerوەڵامەکە پیشان بدە
(a)  30÷0.2058≈145 readings a day(b)  24×6=144 readings,  144×0.2058≈29.6 s≤30 s\begin{aligned} \text{(a)}\;& 30 \div 0.2058 \approx 145 \text{ readings a day} \\ \text{(b)}\;& 24 \times 6 = 144 \text{ readings},\; 144 \times 0.2058 \approx 29.6\,\text{s} \le 30\,\text{s} \end{aligned}

Yes, but only just: 144 readings use 29.6 of the 30 seconds. A lower SF (if the gateway hears it) would leave room for more.

بەڵێ، بەڵام بە زەحمەت: ⁦144⁩ خوێندنەوە ⁦29.6⁩ چرکە لە ⁦30⁩ چرکەکە بەکار دەهێنن. SFـێکی نزمتر (ئەگەر دەروازەکە بیبیستێت) جێی زیاتر دەهێڵێتەوە.

ExerciseڕاهێنانOTAA or ABP?OTAA یان ABP؟

A company will move its 500 sensors from The Things Network to its own private network next year. Which activation should the sensors use now, and why?

کۆمپانیایەک ساڵی داهاتوو ⁦500⁩ خۆی لە The Things Networkـەوە دەگوازێتەوە بۆ تایبەتی خۆی. ئێستا کام بەکار بهێنن و بۆچی؟

Show answerوەڵامەکە پیشان بدە

OTAA. The company only registers the same DevEUIs and AppKeys on its new join server, and the sensors rejoin and get new session keys. With ABP every sensor would carry keys tied to the old network and would have to be reprogrammed one by one.

OTAA. کۆمپانیاکە تەنیا هەمان DevEUI و AppKey لەسەر نوێی تۆمار دەکات و دووپاتە پەیوەست دەبنەوە و نوێ وەردەگرن. بە ABP هەر بەستراو بە کۆنەکەی هەڵگرتووە و دەبێت یەک بە یەک دووپاتە پرۆگرام بکرێتەوە.

ExerciseڕاهێنانCorrect the claimڕستەکە ڕاست بکەرەوە

Rewrite this sentence so that it is true: “LoRaWAN is open-source software with no message limit, and each message carries 100 bytes.”

ئەم ڕستەیە بە ڕاستی بنووسەرەوە: « بێ سنووری پەیام و هەر پەیامێک ⁦100⁩ هەڵدەگرێت.»

Show answerوەڵامەکە پیشان بدە

“LoRaWAN is an open standard of the LoRa Alliance (also ITU-T Y.4480). There is no fixed message count, but airtime is limited by the duty cycle and network fair-use rules. In Europe a message carries 51 to 222 bytes, depending on the data rate.”

« LoRa Allianceـە (هەروەها ⁦ITU-T Y.4480⁩). ژمارەیەکی جێگیری پەیام نییە، بەڵام بە و یاسای بەکارهێنانی گونجاوی سنووردارە. لە ئەورووپا پەیامێک بەپێی ⁦51⁩ تا ⁦222⁩ هەڵدەگرێت.»

Summaryپوختە

  • LoRaWAN is the network protocol on the LoRa radio: LoRa is the voice (physical layer), LoRaWAN the brain (MAC layer).
  • An open standard of the LoRa Alliance since 2015, and ITU-T Y.4480 since November 2021 (= LoRaWAN 1.0.4).
  • Architecture: end devices → gateways → backhaul → network server → application server, with a join server for keys. Devices broadcast; the network server removes duplicates.
  • Security: AES-128 with two session keys; join by OTAA (recommended) or ABP.
  • Classes: A listens after each uplink (lowest power), B also at scheduled times, C almost always (mains power).
  • Strengths: kilometres, licence-free, years on a battery, cheap gateways, open. Limits: small messages, limited airtime, not real-time, shared bands.
  • Community networks such as The Things Network: 30 s of uplink airtime and 10 downlinks per device per day.
  • لەسەر ڕادیۆی : دەنگەکەیە ()، مێشکەکە (چینی MAC).
  • LoRa Allianceـە لە ⁦2015⁩ـەوە و ⁦ITU-T Y.4480⁩ـە لە تشرینی دووەمی ⁦2021⁩ـەوە (= ⁦1.0.4⁩).
  • تەلارسازی: ← دەروازەکان ← ← ← ، لەگەڵ بۆ . ئامێرەکان پەخش دەکەن؛ دووپاتەکان لادەبات.
  • ئاسایش: ⁦AES-128⁩ بە دوو ؛ پەیوەستبوون بە OTAA (پێشنیارکراو) یان ABP.
  • پۆلەکان: A دوای هەر گوێ دەگرێت (کەمترین وزە)، B هەروەها لە کاتی دیاریکراودا، C نزیکەی هەمیشە (کارەبای ماڵ).
  • خاڵە بەهێزەکان: چەند کیلۆمەتر، بێمۆڵەت، چەند ساڵ بە ، دەروازەی هەرزان، کراوە. سنوورەکان: پەیامی بچووک، سنووردار، نییە، باندی هاوبەش.
  • کۆمەڵگەیی وەک The Things Network: ڕۆژانە ⁦30⁩ چرکە و ⁦10⁩ بۆ هەر ئامێرێک.

Next: how the readings travel on from the server to apps and databases — Sending IoT data: HTTP, JSON and MQTT.

داهاتوو: خوێندنەوەکان چۆن لە دەچن بۆ ئەپ و — ناردنی دراوەی IoT: HTTP، JSON و MQTT.

Lesson complete!وانەکە تەواو بوو!

Well done. Review the key terms, then go on to the next lesson.دەستخۆش. سەیرێکی زاراوە سەرەکییەکان بکەرەوە، پاشان بڕۆ بۆ وانەی داهاتوو.

Key termsزاراوە سەرەکییەکان

Next lessonوانەی داهاتوو

Sending IoT Data: HTTP, JSON and MQTTناردنی دراوەی IoT: HTTP، JSON و MQTT

Related lecturesوانە پەیوەندیدارەکان

References and further readingسەرچاوەکان و خوێندنەوەی زیاتر

This lecture is a first edition. The Kurdish text and terminology are waiting for review by Kurdish IT teachers.ئەم وانەیە چاپی یەکەمە. دەقە کوردییەکە و زاراوەکانی چاوەڕێی پێداچوونەوەی مامۆستایانی کوردی بواری IT ن.

Appearanceڕووکار

Modeدۆخ
Styleشێواز
Coloursڕەنگەکان

Saved on this device only.تەنیا لەسەر ئەم ئامێرە پاشەکەوت دەکرێت.