อัปเกรด LoRa! รองรับการสื่อสารผ่านดาวเทียมหรือไม่? จะมีแอปพลิเคชันใหม่ๆ อะไรบ้างที่จะถูกปลดล็อก?

บรรณาธิการ: Ulink Media

ในช่วงครึ่งหลังของปี 2021 SpaceLacuna บริษัทสตาร์ทอัพด้านอวกาศจากอังกฤษ ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุในเมืองดวิงเกลู ประเทศเนเธอร์แลนด์เป็นครั้งแรก เพื่อสะท้อนสัญญาณ LoRa กลับมาจากดวงจันทร์ นับเป็นการทดลองที่น่าประทับใจอย่างยิ่งในแง่ของคุณภาพของข้อมูลที่บันทึกได้ เนื่องจากข้อความหนึ่งมีเฟรม LoRaWAN® ที่สมบูรณ์

Lacuna Speed ​​ใช้ชุดดาวเทียมวงโคจรต่ำของโลกเพื่อรับข้อมูลจากเซ็นเซอร์ที่ผสานรวมกับอุปกรณ์ LoRa และเทคโนโลยีคลื่นความถี่วิทยุภาคพื้นดินของ Semtech ดาวเทียมจะลอยอยู่เหนือขั้วโลกทุก ๆ 100 นาที ที่ระดับความสูง 500 กิโลเมตร ขณะที่โลกหมุน ดาวเทียมจะครอบคลุมโลก ดาวเทียมใช้ LoRaWAN ซึ่งช่วยประหยัดแบตเตอรี่ และข้อความจะถูกเก็บไว้เป็นระยะเวลาสั้นๆ จนกว่าจะผ่านเครือข่ายสถานีภาคพื้นดิน จากนั้นข้อมูลจะถูกส่งไปยังแอปพลิเคชันบนเครือข่ายภาคพื้นดิน หรือสามารถดูได้บนแอปพลิเคชันบนเว็บ

ครั้งนี้สัญญาณ LoRa ที่ส่งโดย lacuna Speed ​​ใช้เวลา 2.44 วินาที และรับโดยชิปตัวเดียวกัน โดยมีระยะการแพร่กระจายประมาณ 730,360 กิโลเมตร ซึ่งอาจเป็นระยะทางการส่งข้อความ LoRa ที่ยาวที่สุดเท่าที่เคยมีมา

เมื่อพูดถึงการสื่อสารผ่านดาวเทียมภาคพื้นดินด้วยเทคโนโลยี LoRa ได้มีการบรรลุความสำเร็จครั้งสำคัญในการประชุม TTN (TheThings Network) ในเดือนกุมภาพันธ์ 2561 ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการนำ LoRa มาประยุกต์ใช้ในอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งผ่านดาวเทียม ในระหว่างการสาธิตสด เครื่องรับสามารถรับสัญญาณ LoRa จากดาวเทียมในวงโคจรต่ำได้

ปัจจุบัน การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยี IoT ระยะไกลพลังงานต่ำที่มีอยู่ เช่น LoRa หรือ NB-IoT เพื่อการสื่อสารโดยตรงระหว่างอุปกรณ์ IoT และดาวเทียมที่โคจรรอบโลก ถือเป็นส่วนหนึ่งของตลาด WAN พลังงานต่ำ เทคโนโลยีเหล่านี้เป็นแอปพลิเคชันที่น่าสนใจ จนกระทั่งมูลค่าเชิงพาณิชย์ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง

Semtech เปิดตัว LR-FHSS เพื่อเติมเต็มช่องว่างทางการตลาดในการเชื่อมต่อ IoT

Semtech ได้ดำเนินการเกี่ยวกับ LR-FHSS มาเป็นเวลาหลายปีและได้ประกาศอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับการเพิ่มการรองรับ LR-FHSS ให้กับแพลตฟอร์ม LoRa ในช่วงปลายปี 2021

LR-FHSS เรียกว่า LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum เช่นเดียวกับ LoRa เป็นเทคโนโลยีการมอดูเลตแบบฟิสิคัลเลเยอร์ที่มีประสิทธิภาพส่วนใหญ่เหมือนกับ LoRa ไม่ว่าจะเป็นความไว การรองรับแบนด์วิดท์ ฯลฯ

ในทางทฤษฎี LR-FHSS สามารถรองรับโหนดปลายทางได้หลายล้านโหนด ซึ่งช่วยเพิ่มความจุของเครือข่ายได้อย่างมาก และช่วยแก้ปัญหาความแออัดของช่องสัญญาณที่ก่อนหน้านี้เป็นข้อจำกัดการเติบโตของ LoRaWAN นอกจากนี้ LR-FHSS ยังมีคุณสมบัติป้องกันการรบกวนสูง ช่วยลดการชนกันของแพ็กเก็ตโดยการปรับปรุงประสิทธิภาพสเปกตรัม และมีความสามารถในการมอดูเลตความถี่แบบกระโดดข้ามอัปลิงก์

ด้วยการผสานรวม LR-FHSS ทำให้ LoRa เหมาะสมกับการใช้งานที่มีเทอร์มินัลหนาแน่นและแพ็กเก็ตข้อมูลขนาดใหญ่ ดังนั้น โปรแกรมดาวเทียม LoRa ที่ผสานรวมคุณสมบัติ LR-FHSS จึงมีข้อดีหลายประการ:

1. สามารถเข้าถึงความจุเทอร์มินัลของเครือข่าย LoRa ได้ 10 เท่า

2. ระยะการส่งสัญญาณไกลขึ้นถึง 600-1600 กม.

3. ป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น

4. ลดต้นทุนได้จริง รวมถึงต้นทุนการบริหารจัดการและการปรับใช้ (ไม่จำเป็นต้องพัฒนาฮาร์ดแวร์เพิ่มเติมและมีความสามารถในการสื่อสารผ่านดาวเทียมเป็นของตัวเอง)

ตัวรับส่งสัญญาณ LoRaSX1261, SX1262 และแพลตฟอร์ม LoRaEdgeTM ของ Semtech รวมถึงเกตเวย์อ้างอิง V2.1 ได้รับการรองรับโดย lr-fhss แล้ว ดังนั้น ในการใช้งานจริง การอัปเกรดซอฟต์แวร์และการเปลี่ยนเทอร์มินัลและเกตเวย์ LoRa จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่ายและความสามารถในการป้องกันสัญญาณรบกวนเป็นอันดับแรก สำหรับเครือข่าย LoRaWAN ที่มีการใช้งานเกตเวย์ V2.1 แล้ว ผู้ให้บริการสามารถเปิดใช้งานฟังก์ชันใหม่นี้ผ่านการอัปเกรดเฟิร์มแวร์เกตเวย์อย่างง่ายดาย

LR แบบบูรณาการ – FHSS
LoRa ยังคงขยายพอร์ตโฟลิโอแอปของตนต่อไป

BergInsight สถาบันวิจัยตลาดอินเทอร์เน็ตในทุกสิ่ง (IoT) ได้เผยแพร่รายงานการวิจัยเกี่ยวกับดาวเทียม IoT ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าแม้จะมีผลกระทบเชิงลบจากโควิด-19 แต่จำนวนผู้ใช้ดาวเทียม IoT ทั่วโลกยังคงเพิ่มขึ้นเป็น 3.4 ล้านคนในปี 2563 คาดการณ์ว่าผู้ใช้ดาวเทียม IoT ทั่วโลกจะเติบโตที่อัตรา CagR 35.8% ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า และจะสูงถึง 15.7 ล้านคนในปี 2568

ในปัจจุบันมีเพียง 10% ของภูมิภาคต่างๆ ของโลกเท่านั้นที่สามารถเข้าถึงบริการสื่อสารผ่านดาวเทียม ซึ่งเปิดพื้นที่ตลาดที่กว้างขวางสำหรับการพัฒนา IoT ผ่านดาวเทียม ตลอดจนโอกาสสำหรับ IoT ผ่านดาวเทียมพลังงานต่ำ

LR-FHSS จะผลักดันการใช้งาน LoRa ทั่วโลก การเพิ่มการสนับสนุน LR-FHSS ให้กับแพลตฟอร์มของ LoRa ไม่เพียงแต่จะช่วยให้ LoRa มอบการเชื่อมต่อที่คุ้มค่าและครอบคลุมทั่วถึงในพื้นที่ห่างไกลเท่านั้น แต่ยังเป็นก้าวสำคัญสู่การใช้งาน IoT ขนาดใหญ่ในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นอีกด้วย จะช่วยส่งเสริมการใช้งาน LoRa ทั่วโลกและขยายขอบเขตการใช้งานที่เป็นนวัตกรรมต่อไป:

• รองรับบริการดาวเทียม IoT

LR-FHSS ช่วยให้ดาวเทียมสามารถเชื่อมต่อกับพื้นที่ห่างไกลอันกว้างใหญ่ทั่วโลก รองรับความต้องการในการระบุตำแหน่งและการส่งข้อมูลในพื้นที่ที่ไม่มีเครือข่ายครอบคลุม กรณีการใช้งาน LoRa ประกอบด้วยการติดตามสัตว์ป่า การระบุตำแหน่งตู้คอนเทนเนอร์บนเรือในทะเล การระบุตำแหน่งปศุสัตว์ในทุ่งหญ้า โซลูชันการเกษตรอัจฉริยะเพื่อปรับปรุงผลผลิตพืชผล และการติดตามสินทรัพย์การกระจายสินค้าทั่วโลกเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของห่วงโซ่อุปทาน

• รองรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลบ่อยยิ่งขึ้น

ในการใช้งาน LoRa ก่อนหน้านี้ เช่น โลจิสติกส์และการติดตามทรัพย์สิน อาคารและสวนสาธารณะอัจฉริยะ บ้านอัจฉริยะ และชุมชนอัจฉริยะ จำนวนเซมาโฟร์ที่มอดูเลตด้วย LoRa ในอากาศจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากสัญญาณที่ยาวขึ้นและการแลกเปลี่ยนสัญญาณที่ถี่ขึ้นในแอปพลิเคชันเหล่านี้ ปัญหาความแออัดของช่องสัญญาณที่เกิดจากการพัฒนา LoRaWAN สามารถแก้ไขได้ด้วยการอัพเกรดเทอร์มินัล LoRa และการเปลี่ยนเกตเวย์

• เพิ่มการครอบคลุมความลึกภายในอาคาร

นอกจากการขยายขีดความสามารถของเครือข่ายแล้ว LR-FHSS ยังช่วยให้โหนดปลายทางภายในอาคารมีความลึกมากขึ้นภายในโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายเดียวกัน ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการปรับขนาดของโครงการ IoT ขนาดใหญ่ ยกตัวอย่างเช่น LoRa คือเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมในตลาดมิเตอร์อัจฉริยะทั่วโลก และการขยายขอบเขตการครอบคลุมภายในอาคารจะช่วยเสริมความแข็งแกร่งให้กับเทคโนโลยีนี้

มีผู้เล่นเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ในอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งผ่านดาวเทียมพลังงานต่ำ

โครงการดาวเทียม LoRa ในต่างประเทศยังคงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง

McKinsey คาดการณ์ว่า IoT บนอวกาศอาจมีมูลค่า 560,000 - 850,000 ล้านดอลลาร์ภายในปี 2025 ซึ่งอาจเป็นเหตุผลหลักที่ทำให้หลายบริษัทหันมาสนใจตลาดนี้ ปัจจุบัน ผู้ผลิตเกือบสิบรายเสนอแผนเครือข่าย IoT บนดาวเทียมแล้ว

จากมุมมองของตลาดต่างประเทศ ดาวเทียม IoT ถือเป็นนวัตกรรมสำคัญในตลาด IoT LoRa ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอินเทอร์เน็ตในทุกสิ่ง (Internet of Things) ผ่านดาวเทียมพลังงานต่ำ ได้ถูกนำไปใช้งานอย่างแพร่หลายในตลาดต่างประเทศ:

ในปี 2562 Space Lacuna และ Miromico ได้เริ่มการทดลองเชิงพาณิชย์ของโครงการ LoRa Satellite IoT ซึ่งประสบความสำเร็จในการนำไปประยุกต์ใช้กับการเกษตร การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม หรือการติดตามทรัพย์สินในปีถัดมา การใช้ LoRaWAN ช่วยให้อุปกรณ์ IoT ที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่สามารถยืดอายุการใช้งานและประหยัดต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา

IRNAS ร่วมมือกับ Space Lacuna เพื่อสำรวจการใช้งานใหม่ๆ ของเทคโนโลยี LoRaWAN รวมถึงการติดตามสัตว์ป่าในแอนตาร์กติกาและทุ่นโดยใช้เครือข่าย LoRaWAN เพื่อปรับใช้เครือข่ายเซ็นเซอร์ที่มีความหนาแน่นสูงในสภาพแวดล้อมทางทะเลเพื่อรองรับการใช้งานจอดเรือและการล่องแพ

Swarm (ซึ่ง Space X ได้เข้าซื้อกิจการ) ได้ผสานรวมอุปกรณ์ LoRa ของ Semtech เข้ากับโซลูชันการเชื่อมต่อ เพื่อให้สามารถสื่อสารสองทางระหว่างดาวเทียมในวงโคจรต่ำของโลกได้ เปิดโอกาสให้ Swarm นำเสนอการใช้งานอินเทอร์เน็ตในทุกสิ่ง (IoT) ในรูปแบบใหม่ๆ ในด้านต่างๆ เช่น โลจิสติกส์ เกษตรกรรม รถยนต์เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต และพลังงาน

Inmarsat ได้ร่วมมือกับ Actility เพื่อก่อตั้งเครือข่าย Inmarsat LoRaWAN ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มบนเครือข่ายแกนหลัก Inmarsat ELERA ที่จะมอบโซลูชันมากมายให้แก่ลูกค้า IoT ในภาคส่วนต่างๆ รวมถึงภาคเกษตรกรรม พลังงาน น้ำมันและก๊าซ การทำเหมืองแร่ และโลจิสติกส์

ในที่สุด

ในตลาดต่างประเทศ ไม่เพียงแต่มีแอปพลิเคชันที่พัฒนาแล้วมากมายสำหรับโครงการนี้เท่านั้น Omnispace, EchoStarMobile, Lunark และบริษัทอื่นๆ อีกมากมายกำลังพยายามใช้ประโยชน์จากเครือข่าย LoRaWAN เพื่อนำเสนอบริการ IoT ในต้นทุนที่ต่ำลง ด้วยความจุที่มากขึ้น และการครอบคลุมที่กว้างขึ้น

แม้ว่าเทคโนโลยี LoRa จะสามารถใช้เพื่อเติมเต็มช่องว่างในพื้นที่ชนบทและมหาสมุทรที่ขาดการครอบคลุมอินเทอร์เน็ตแบบดั้งเดิมได้ แต่ก็เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการจัดการกับ "อินเทอร์เน็ตของทุกสิ่ง"

อย่างไรก็ตาม จากมุมมองของตลาดภายในประเทศ การพัฒนา LoRa ในด้านนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น เมื่อเทียบกับต่างประเทศ LoRa เผชิญความยากลำบากมากกว่า ในด้านความต้องการ เครือข่าย Inmarsat ครอบคลุมพื้นที่ได้ดีมากอยู่แล้ว และสามารถส่งข้อมูลได้ทั้งสองทิศทาง จึงยังไม่แข็งแกร่งนัก ในด้านการใช้งาน ประเทศจีนยังมีข้อจำกัดอยู่บ้าง โดยส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่โครงการคอนเทนเนอร์ ด้วยเหตุผลดังกล่าวข้างต้น ทำให้ผู้ประกอบการดาวเทียมในประเทศไม่สามารถส่งเสริมการใช้ LR-FHSS ได้ ในด้านเงินทุน โครงการประเภทนี้ส่วนใหญ่ต้องพึ่งพาเงินทุน เนื่องจากความไม่แน่นอนสูง โครงการขนาดใหญ่หรือเล็ก และวงจรการใช้งานที่ยาวนาน