基于阿里云LinkWAN实现设备上云（1） LinkWAN平台简析

1 阿里云Link WAN简介

Alibaba Cloud Link WAN Core即阿里云 物联网络管理平台，简称Link WAN平台，是阿里云面向物联网领域推出的网络管理平台，旨在帮助用户搭建无线空口数据通道，实现物联网终端数据通过无线技术快速上报云端。
Link WAN平台的低功耗广域网协议目前主要采用是ICA联盟的Link WAN标准，Link WAN标准兼容LoRa联盟的LoRaWAN。
阿里云Link WAN平台核心亮点：

• 海量连接 - 亿级接入，百万并发
• 按需组网 - 三步接入，用户自组网
• 凭证分发 - 组网用户可二次售卖凭证
• 平台API - 对接用户运用平台
  
  
  图1.1 Link WAN平台核心亮点
  
  

1.1 官方产品文档

阿里云Link WAN官方产品文档
https://help.aliyun.com/product/96281.html?spm=a2c4g.750001.list.225.79117b13xUeZwW

图1.2 Link WAN官方产品文档
PS:Link WAN官方在线产品文档提供了比较详细的指导说明

1.2 ICA联盟

ICA全称 IoT Connectivity Alliance（https://www.ica-alliance.org/），旨在基于统一标准使能合作伙伴去快速连接设备、低成本构建应用，快速复制解决方案。目前ICA成员超过350家（至2018年9月），涵盖芯片、传感器、模组、智能硬件、云平台、软件、安全、系统集成各产业链合作伙伴，共建安全、互通、关联的产业联盟，推动IoT市场快速健康发展。
ICA联盟不仅是一个技术联盟、标准联盟，更是一个生态联盟。

图1.3 ICA联盟组织架构 .
不同的标准工作组负责不同标准的制定。ICA联盟目前下设5个标准工作组，分别为：

• 连接标准组
  • 致力于对物联网连接互联互通的技术体系进行规范化和标准化
• 数据标准组
  • 致力于规范数据标准，实现物联网设备间的互通互懂
• 低功耗广域标准组
  • 基于目前业界主流的物联网低功耗广域网连接协议LoRa协议（LoRaWAN）、NB-IoT等，通过联盟标准制定与实施，提供低功耗、远距离、低成本的广域网解决方案，提供安全的数据传输通道，保证数据的机密性和完整性，并提升网络系统容量、兼容多硬件。
    • 制定了Link WAN标准，Link WAN标准兼容LoRa Alliance的LoRaWAN标准，并根据470~510M频段特点重新定义了频谱使用规范等。
• 安全标准组
  • 致力于建立安全的物联网连接
• 测试认证组
  • 目标是保证相关数据标准、连接标准、服务标准等实施一致性
    

2 Link WAN平台架构

图2.1 Link WAN平台的网络架构
熟悉LoRaWAN的小伙伴会比较清楚，LoRaWAN典型系统主要包含了5大网元，分别是：

• 终端设备（End Device）
• 网关（Gateway）
• LoRaWAN网络服务器（Network Server）
• LoRaWAN网优服务器（Network Control）
• 应用服务器（Application Server）

从网元简单对照LoRa联盟定义LoRaWAN体系架构来看，Link WAN主要对应LoRaWAN标准网络架构中的NS（Network Server），另外还包含了NC（Network Control）的功能。
LoRaWAN终端设备与LoRaWAN网关由ICA联盟生态链伙伴提供。可以点击进入Link WAN平台控制台页面的“推荐硬件”具体查看，点击后将自动跳转到了LinkMarket的广域网馆 https://linkmarket.aliyun.com/tms/lora

图2.2 Link WAN 认证网关推荐


图2.3 Link WAN认证模组推荐

2.1 Link WAN标准

ICA联盟（低功耗广域网标准组）定义了Link WAN标准，Link WAN技术规范基于LoRaWAN标准规范，并对中国470MHz~510MHz频段重新定义了新的频谱规划，制定了节点接入规范（推荐的入网扫描方式、应用层限制等）、网关接入规范等。

• LoRaWAN终端设备接入Link WAN网络，需要遵循《Link WAN LoRa节点接入规范》。
• LoRaWAN网关接入Link WAN平台，需要遵循《Link WAN LoRa基站接入规范》。
  

2.2 Link WAN认证

产品认证是维护标准化产品高价值、促进生态链健康快速发展的重要保障，严格的产品认证为最终用户提供了保证。蓝牙技术联盟（SIG）具有较为严格的产品认证流程，这也是蓝牙生态得以持续快速发展的重要因素。LoRa联盟作为后起之秀，同样也非常重视联盟产品的认证工作。
Link WAN认证让设备将能够在Link WAN网络里正常工作，确保设备在Link WAN网络的互操作性和合规性等，以便快速推进商业应用的集成与落地。

2.2.1 产品认证申请

阿里云IoT技术认证 申请通道
(https://iot.aliyun.com/linkcertification)

2.2.2 阿里云IoT技术认证

阿里云IoT技术认证（Alibaba Cloud IoT Technical Certification，英文缩写AITC），是物联网平台面向合作伙伴产品的质量认可服务. 旨在通过新型的物联网检测技术服务帮助合作伙伴发现自身产品方案中存在的缺陷/问题, 缩短物联网产品研发上市时间的同时也提供商业机会推荐；

目前AITC根据产品认证的内容和程度的不同分为集成认证（Integration）、**商业认证(Commercial)**2种方案可供选择。简单来看，商业认证包含了集成认证内容（集成物联网平台提供对应服务（比如Link WAN、AliOS Things等）后的功能正确性），同时进一步包含互操作性、可靠性、安全、合规性等检测内容



图2.4 集成认证（Integration Certificate）

图2.5 商业认证（Commercial Certificate）
另外还提供3C、CE、FCC等进出口强制性检测认证以及Wi-Fi、蓝牙、GP等国际联盟认证，通过此渠道的伙伴可享受平台渠道的大客户价格及背书资格。
阿里云IoT技术认证官方帮助文档入口:

https://dev.iot.aliyun.com/doc/detail/aitc/3.0.16?spm=a2c56.12366940.0.0.a0765206xikpbq#index.html

2.3 Link WAN平台功能

阿里云Link WAN平台作为一个IoT网络管理平台，集成了连接管理（LoRaWAN网络连接）、设备（网元）管理（网关管理、中继管理、节点管理）、网络交互管理（用户凭证管理、平台API、数据流转）、安全管理等核心功能。

图2.6 Link WAN平台产品图

依托阿里云海量接入等平台技术，Link WAN平台具备大网\专网的能力，从Link WAN平台提供的功能来看，Link WAN平台把用户操作从网络运营角度划分为两大类：

• 网络运营商
  • 负责“网络管理”，即布设网关、构建网络
• 设备提供商
  • 负责“节点管理”，物联网终端产品提供商，直接使用已构建的好的网络，接入终端产品

因此超级用户可以独立运维一个网络，自建自用；也可以多个行业用户共同运维一个网络，共享共建，各司其职，扬长避短。具体可查看Link WAN产品手册《搭建与管理网络》

图2.6 物联网络管理平台

2.3.1 Link WAN平台协议数据流转

图2.7 Link WAN平台协议数据流转
LoRaWAN系统架构可以理解为一个“异构”通信系统，这种架构在物联网系统里面非常常见（比如运营商的蜂窝网络NB-IoT、ZETA、Wi-SUN等），这种架构南向主要采用无线接入（LoRaWAN\NB-IoT等），北向依托非常成熟的TCP\IP等有线通信技术、云计算、大数据、前后端等互联网技术，快速构建与实现物联网应用。也因此物联网设备的数据到云经过了非常多的通信环节。
具体从终端设备到阿里云Link WAN平台，再到阿里云物联网平台整个流程的协议数据流转来看，主要包括如下环节:

1. LoRaWAN终端设备 <->LoRaWAN网关Gateway
   采用LoRaWAN协议
2. LoRaWAN网关<->LinkWAN服务器
   采用TCP/UDP/IP协议等
3. LinkWAN平台<->阿里云物联网平台或者用户Application Server
   采用HTTP(s)\MQ等
   Link WAN平台的认证实验室可进行南向产品的前期调试与测试
4. 阿里云物联网平台<->WEB前端应用（IoT Studio）
   采用HTTP(s)\HTML\MQTT等
   

图2.8 终端设备到阿里云Link WAN平台，再到阿里云物联网平台 # 3 经验&FAQ

1. 阿里云物联网平台(Link Platform)与物联网网络管理平台(Link WAN)区别?

物联网络管理平台（Link WAN）侧重连接管理，目前主要支持的低功耗广域网络连接是LoRaWAN。可进一步查看“4 参考”章节的物理网络管理平台的产品文档
阿里云物联网平台 （Link Platform），是阿里云针对物联网领域开发人员推出的一款设备管理平台。可进一步查看“4 参考”章节的阿里云物联网平台的产品文档
Link Platform 位于Link WAN的上层，即Link WAN的数据可进一步流转到Link Platform，具体可查看《数据出口配置指南》。

图3.1 Link WAN与Link Platform关系

4 参考

• 阿里云Link WAN平台的产品文档入口
  • https://help.aliyun.com/product/96281.html?spm=a2c4g.750001.list.225.79117b13xUeZwW
• 阿里云物联网平台的产品文档入口
  • https://www.alibabacloud.com/help/zh/product/30520.htm?pm=a2c63.p38356.a1.2.2b14667fl2lJzC
• ICA联盟标准入口
  • https://www.ica-alliance.org/standardization?spm=a2c79.11824520.1271573.21.6a474ea3lyHNAM
• Link WAN产品手册 搭建与管理网络
  • https://help.aliyun.com/document_detail/96647.html