LoRaWAN ทำงานอย่างไร? เหตุใดจึงสำคัญสำหรับ IoT?

LoRaWAN หรือเครือข่ายพื้นที่ไร้สายระยะไกลมีประโยชน์ในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำในระยะทางไกล สรุปก็คือ มันเป็นโปรโตคอลไร้สายมาตรฐานแบบเปิดที่สร้างโดย LoRa Alliance

ปัจจุบัน LoRaWAN กำลังแข่งขันกับ LTE-M (LTE สำหรับเครื่องจักร), NB-IoT (Narrow-Band), SigFox และโปรโตคอลอื่นๆ อีกมากมาย โปรโตคอลทั้งหมดเหล่านี้เรียกรวมกันว่า LPWAN หรือ Low Power Wide Area Network

ดังที่แสดงในตารางด้านล่าง LPWAN ทำงานด้วยพลังงานที่ต่ำกว่า (20dBm) อัตราบิตที่ต่ำกว่า (สูงสุด 10Mbps) และเครือข่าย IoT ระยะไกล (<10>

LPWAN มีแอปพลิเคชันที่แตกต่างเมื่อเปรียบเทียบกับบริการเซลลูลาร์ทั่วไป เช่น LTE, GSM หรือ WiMAX ที่นี่ ความเร็วข้อมูลที่รวดเร็วมีความสำคัญน้อยกว่าการรองรับอุปกรณ์หลายเครื่อง เพิ่มความครอบคลุมและลดการใช้พลังงาน

เนื่องจากมีสิ่งต่างๆ นับพันล้านรายการที่เชื่อมต่อกันใน Internet of Things LoRaWAN และโปรโตคอล LPWAN อื่นๆ จึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ

LoRaWAN ทำงานอย่างไร?

ลักษณะพื้นฐานอย่างหนึ่งของ LoRaWAN คือการทำงานในช่วงสเปกตรัมที่ไม่มีใบอนุญาตต่ำกว่า 1GHz ในขณะที่ WiFi ทำงานที่ความถี่ลิขสิทธิ์ที่สูงกว่า2.4GHz และ 5GHzและ 4G ระหว่าง 2 ถึง 8GHz

ปัจจุบัน ISM band ระดับภูมิภาคบางส่วนใน LoRaWAN ได้แก่ EU 868, EU 433, US 915 (อเมริกา) และ AS 430 (เอเชีย) โครงสร้างของ LoRaWAN ประกอบด้วยสองชั้น: เลเยอร์วิทยุทางกายภาพ, LoRa (ระยะไกล) และเลเยอร์เครือข่ายที่มีแพลตฟอร์ม LoRaWAN อยู่ ขณะนี้ไม่มีเอกสารออนไลน์เกี่ยวกับเลเยอร์ทางกายภาพ แต่ผู้คนกำลังพยายามถอดรหัสมัน

โทโพโลยีพื้นฐานของ LoRaWAN ได้มาจากอินพุต LoRa Alliance ประกอบด้วยสองส่วนสำคัญ

สถาปัตยกรรมดาวระยะไกลประกอบด้วยเซิร์ฟเวอร์เครือข่าย LoRaWAN ส่วนกลางที่เชื่อมต่อกับเกตเวย์ LoRa ระดับกลาง

จากเกตเวย์เหล่านั้น โหนดปลายทางจะเชื่อมต่อกับโมดูลสำหรับ แอป พลิ เคชันและแพลตฟอร์ม IoTการสื่อสารเกิดขึ้นทั้งสองทิศทาง

เว็บไซต์ LoRa Alliance ให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ LoRaWAN รวมถึงกรณีศึกษาและรายละเอียดทางเทคนิค (ดูเพิ่มเติมที่: lora-alliance.org)

วิธีการเชื่อมต่อ?

สำหรับผู้ใช้รายบุคคล ข้อดีที่ใหญ่ที่สุดของ LoRaWAN คือสามารถใช้งานได้ฟรีเนื่องจากมีการกำหนดค่าแบบเปิด สิ่งที่คุณต้องมีคืออุปกรณ์เพื่อใช้ประโยชน์จากเครือข่ายท้องถิ่นที่มีการรักษาความปลอดภัย 128-AES

จากข้อมูลของ LoRa Alliance ปัจจุบัน LoRaWAN มีให้บริการในกว่า 100 ประเทศ โดยมีผู้ให้บริการชั้นนำมากกว่า 100 รายทั่วโลก เหตุผลที่ใหญ่ที่สุดที่ทำให้ได้รับความนิยมก็คือต้นทุนการจัดการเครือข่ายระยะไกลที่ต่ำ

คุณสามารถสมัครใช้งานหนึ่งในแพลตฟอร์ม LoRaWAN มากมายด้านล่าง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสถานที่ที่คุณอาศัยอยู่

• Things Network:ด้วยนักพัฒนาเกือบ 60,000 รายและเกตเวย์ LoRa มากกว่า 5,800 แห่ง Things Network จึงเป็นชุมชน LoRoWAN แบบเปิดที่ใหญ่ที่สุดในโลก ที่จอดรถอัจฉริยะ การติดตามปศุสัตว์ และการชลประทานอัจฉริยะเป็นแอปพลิเคชันเริ่มต้นบางส่วนที่ผู้ใช้สามารถพิจารณาได้
• AWS:หากคุณใช้ Things Network ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อกับระบบนิเวศ IoT ของ Amazon ได้
• เซิร์ฟเวอร์ LoRa:หากคุณต้องการเชื่อมต่อกับ Google Cloud IoT เซิร์ฟเวอร์ LoRa เสนอหนึ่งในทางเลือกที่ดีที่สุด
• Link Labs: Link Labs จัดหาฮาร์ดแวร์สำหรับโซลูชัน LoRaWAN

การใช้งานในปัจจุบัน

เนื่องจากกำลังขับน้อยกว่ามากเมื่อใช้ LoRaWAN จึงช่วยปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของอุปกรณ์ IoT โดยพื้นฐานแล้ว ด้วยเครือข่าย LoRaWAN คุณสามารถติดตั้งอุปกรณ์ปลายทางได้เพียงครั้งเดียวและ "ลืม" อุปกรณ์เหล่านั้นเป็นเวลาหลายเดือนหรือหลายปี

LoRa Alliance มีรายการผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการรับรอง LoRaWAN รวมถึงเซ็นเซอร์ เครื่องติดตาม มาตรวัดน้ำ สัญญาณควัน ฯลฯ โมดูลเหล่านี้ใช้ในการเกษตร อุตสาหกรรม แท่นขุดเจาะน้ำมัน ระบบการขนส่งอัจฉริยะ การขุด และแอปพลิเคชัน IoT เชิงอุตสาหกรรมอื่นๆ

ในเวลาเดียวกัน แพลตฟอร์ม IoT หลักทั้งหมด รวมถึง AWS, Azure, Google Cloud และ HomeKit รองรับผลิตภัณฑ์ LoRaWAN การใช้งานสำหรับผู้บริโภคบางประเภท ได้แก่ อุปกรณ์เฝ้าติดตามสำหรับทารกและผู้สูงอายุ การติดตามระดับน้ำ และการจัดการขยะ

Internet of Things กำลังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาแบบ Wild West ดังนั้น งานที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบันคือการทำให้โซลูชันถูกลงและขยายขอบเขตการเข้าถึง เครือข่ายที่ใช้พลังงานต่ำอย่าง LoRoWAN เป็นวิธีที่ดีที่สุดในการทำให้สิ่งต่างๆ ชาญฉลาดยิ่งขึ้น

อย่างไรก็ตาม ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดสำหรับ LoRoWAN คือการปรับปรุงอัตราบิตจาก 50/100 ไบต์ต่อวินาที แน่นอนว่าความเร็วดังกล่าวไม่เพียงพอที่จะส่งแม้แต่ไฟล์ภาพ การควบคุมความเร็วที่ดียิ่งขึ้นจะกลายเป็นสิ่งจำเป็นในอนาคต

ดูเพิ่มเติม:

• มีความรู้เกี่ยวกับโปรโตคอลเครือข่าย TCP/IP
• เรียนรู้และใช้ระบบการกำหนดที่อยู่ใหม่และโปรโตคอลเครือข่าย IPv6
• เรียนรู้เกี่ยวกับโปรโตคอล DNSCrypt