อัพเกรด LoRa! จะรองรับการสื่อสารผ่านดาวเทียมหรือไม่ และจะมีแอปพลิเคชั่นใหม่ๆ อะไรบ้างที่จะถูกปลดล็อก?

บรรณาธิการ: Ulink Media

ในช่วงครึ่งหลังของปี 2021 บริษัทสตาร์ทอัพด้านอวกาศของอังกฤษ SpaceLacuna ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุในเมือง Dwingeloo ประเทศเนเธอร์แลนด์เป็นครั้งแรก เพื่อสะท้อนสัญญาณ LoRa กลับมาจากดวงจันทร์ การทดลองนี้ถือเป็นประสบการณ์ที่น่าประทับใจในแง่ของคุณภาพการเก็บข้อมูล เนื่องจากข้อความหนึ่งมีเฟรม LoRaWAN® ที่สมบูรณ์ด้วย

Lacuna Speed ​​ใช้ดาวเทียมวงโคจรต่ำของโลกชุดหนึ่งเพื่อรับข้อมูลจากเซ็นเซอร์ที่ผสานรวมกับอุปกรณ์ LoRa และเทคโนโลยีคลื่นความถี่วิทยุภาคพื้นดินของ Semtech ดาวเทียมจะลอยอยู่เหนือขั้วของโลกทุกๆ 100 นาทีที่ระดับความสูง 500 กิโลเมตร เมื่อโลกหมุน ดาวเทียมจะครอบคลุมพื้นที่ทั่วโลก ดาวเทียมใช้ LoRaWAN ซึ่งช่วยประหยัดอายุแบตเตอรี่ และข้อความจะถูกเก็บไว้เป็นเวลาสั้นๆ จนกว่าจะผ่านเครือข่ายสถานีภาคพื้นดิน จากนั้นข้อมูลจะถูกส่งต่อไปยังแอปพลิเคชันบนเครือข่ายภาคพื้นดินหรือสามารถดูได้บนแอปพลิเคชันบนเว็บ

ครั้งนี้ สัญญาณ LoRa ที่ส่งโดย lacuna Speed ​​กินเวลานาน 2.44 วินาที และได้รับโดยชิปตัวเดียวกัน โดยมีระยะการแพร่กระจายประมาณ 730,360 กิโลเมตร ซึ่งอาจเป็นระยะทางการส่งข้อความ LoRa ที่ยาวที่สุดเท่าที่เคยมีมา

เมื่อพูดถึงการสื่อสารผ่านดาวเทียมบนพื้นดินที่ใช้เทคโนโลยี LoRa ได้มีการบรรลุจุดสำคัญในงานประชุม TTN (TheThings Network) ในเดือนกุมภาพันธ์ 2018 ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการนำ LoRa มาประยุกต์ใช้ในอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งผ่านดาวเทียม ในระหว่างการสาธิตสด เครื่องรับสามารถรับสัญญาณ LoRa จากดาวเทียมในวงโคจรต่ำได้

ปัจจุบัน การใช้เทคโนโลยี IoT ระยะไกลที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น LoRa หรือ NB-IoT เพื่อให้การสื่อสารโดยตรงระหว่างอุปกรณ์ IoT กับดาวเทียมในวงโคจรรอบโลกถือเป็นส่วนหนึ่งของตลาด WAN ที่ใช้พลังงานต่ำ เทคโนโลยีเหล่านี้เป็นแอปพลิเคชันที่น่าสนใจ จนกระทั่งมูลค่าเชิงพาณิชย์ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง

Semtech เปิดตัว LR-FHSS เพื่อเติมเต็มช่องว่างทางการตลาดในการเชื่อมต่อ IoT

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

LR-FHSS เรียกว่า LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum เช่นเดียวกับ LoRa เป็นเทคโนโลยีการมอดูเลตแบบเลเยอร์ทางกายภาพที่มีประสิทธิภาพส่วนใหญ่เหมือนกับ LoRa เช่น ความไว การรองรับแบนด์วิดท์ เป็นต้น

ในทางทฤษฎีแล้ว LR-FHSS สามารถรองรับโหนดปลายทางได้หลายล้านโหนด ซึ่งช่วยเพิ่มความจุของเครือข่ายได้อย่างมาก และช่วยแก้ปัญหาความแออัดของช่องสัญญาณที่จำกัดการเติบโตของ LoRaWAN ก่อนหน้านี้ นอกจากนี้ LR-FHSS ยังมีคุณสมบัติป้องกันการรบกวนสูง ช่วยลดการชนกันของแพ็กเก็ตโดยปรับปรุงประสิทธิภาพสเปกตรัม และมีความสามารถในการมอดูเลตความถี่แบบอัพลิงก์

ด้วยการผสานรวม LR-FHSS ทำให้ LoRa เหมาะกับการใช้งานที่มีเทอร์มินัลหนาแน่นและแพ็กเก็ตข้อมูลขนาดใหญ่ ดังนั้น โปรแกรมดาวเทียม LoRa ที่มีคุณสมบัติ LR-FHSS ในตัวจึงมีข้อดีหลายประการ:

1. สามารถเข้าถึงความจุของเทอร์มินัลเครือข่าย LoRa ได้ 10 เท่า

2. ระยะการส่งสัญญาณไกลขึ้นถึง 600-1,600 กิโลเมตร

3. ป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น

4. ลดต้นทุนได้ รวมถึงต้นทุนการบริหารจัดการและการปรับใช้ (ไม่จำเป็นต้องพัฒนาฮาร์ดแวร์เพิ่มเติม และมีความสามารถในการสื่อสารผ่านดาวเทียมเป็นของตัวเอง)

ทรานซีฟเวอร์ LoRaSX1261, SX1262 และแพลตฟอร์ม LoRaEdgeTM ของ Semtech รวมถึงการออกแบบอ้างอิงเกตเวย์ V2.1 ได้รับการรองรับโดย lr-fhss แล้ว ดังนั้นในแอปพลิเคชันในทางปฏิบัติ การอัปเกรดซอฟต์แวร์และการเปลี่ยนเทอร์มินัลและเกตเวย์ LoRa สามารถปรับปรุงความจุของเครือข่ายและความสามารถในการป้องกันการรบกวนก่อน สำหรับเครือข่าย LoRaWAN ที่มีการใช้งานเกตเวย์ V2.1 แล้ว ผู้ให้บริการสามารถเปิดใช้งานฟังก์ชันใหม่ได้ผ่านการอัปเกรดเฟิร์มแวร์เกตเวย์อย่างง่าย

LR แบบบูรณาการ – FHSS
LoRa ยังคงขยายพอร์ตโฟลิโอแอปของตนต่อไป

BergInsight ซึ่งเป็นสถาบันวิจัยตลาดอินเทอร์เน็ตออฟธิงส์ ได้เผยแพร่รายงานการวิจัยเกี่ยวกับอินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียม ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าแม้ COVID-19 จะส่งผลเสียต่ออุตสาหกรรม แต่จำนวนผู้ใช้อินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียมทั่วโลกยังคงเพิ่มขึ้นเป็น 3.4 ล้านรายในปี 2020 คาดว่าผู้ใช้อินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียมทั่วโลกจะเติบโตในอัตรา CagR ที่ 35.8% ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า และจะแตะระดับ 15.7 ล้านรายในปี 2025

ในปัจจุบันมีเพียง 10% ของภูมิภาคต่างๆ ของโลกเท่านั้นที่สามารถเข้าถึงบริการสื่อสารผ่านดาวเทียมได้ ซึ่งเปิดพื้นที่ตลาดที่กว้างขวางสำหรับการพัฒนา IoT ดาวเทียม รวมถึงโอกาสสำหรับ IoT ดาวเทียมพลังงานต่ำอีกด้วย

นอกจากนี้ LR-FHSS ยังช่วยขับเคลื่อนการใช้งาน LoRa ทั่วโลก การเพิ่มการสนับสนุนสำหรับ LR-FHSS ให้กับแพลตฟอร์มของ LoRa จะไม่เพียงแต่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อไปยังพื้นที่ห่างไกลได้อย่างมีประสิทธิภาพและทั่วถึงมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังเป็นก้าวสำคัญสู่การใช้งาน IoT ขนาดใหญ่ในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นอีกด้วย จะช่วยส่งเสริมการใช้งาน LoRa ทั่วโลกและขยายการใช้งานนวัตกรรมต่างๆ ต่อไป:

• รองรับบริการดาวเทียม IoT

LR-FHSS ช่วยให้ดาวเทียมสามารถเชื่อมต่อกับพื้นที่ห่างไกลอันกว้างใหญ่ทั่วโลกได้ ช่วยสนับสนุนความต้องการในการระบุตำแหน่งและส่งข้อมูลในพื้นที่ที่ไม่มีเครือข่ายครอบคลุม กรณีการใช้งาน LoRa ได้แก่ การติดตามสัตว์ป่า การระบุตำแหน่งตู้คอนเทนเนอร์บนเรือในทะเล การระบุตำแหน่งปศุสัตว์ในทุ่งหญ้า โซลูชันเกษตรอัจฉริยะเพื่อปรับปรุงผลผลิตพืชผล และการติดตามทรัพย์สินในการกระจายสินค้าทั่วโลกเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของห่วงโซ่อุปทาน

• รองรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลบ่อยยิ่งขึ้น

ในแอปพลิเคชัน LoRa ก่อนหน้านี้ เช่น โลจิสติกส์และการติดตามทรัพย์สิน อาคารและสวนสาธารณะอัจฉริยะ บ้านอัจฉริยะ และชุมชนอัจฉริยะ จำนวนเซมาโฟร์ที่ควบคุมด้วย LoRa ในอากาศจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากสัญญาณที่ยาวขึ้นและการแลกเปลี่ยนสัญญาณที่ถี่ขึ้นในแอปพลิเคชันเหล่านี้ ปัญหาความแออัดของช่องสัญญาณที่เกิดขึ้นจากการพัฒนา LoRaWAN ยังสามารถแก้ไขได้โดยการอัพเกรดเทอร์มินัล LoRa และเปลี่ยนเกตเวย์

• เพิ่มการครอบคลุมความลึกภายในอาคาร

นอกจากการขยายความจุเครือข่ายแล้ว LR-FHSS ยังช่วยให้โหนดปลายทางในร่มที่ลึกขึ้นภายในโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายเดียวกันได้ ทำให้โครงการ IoT ขนาดใหญ่มีความสามารถในการปรับขนาดได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่น LoRa เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมในตลาดมิเตอร์อัจฉริยะระดับโลก และการครอบคลุมภายในอาคารที่เพิ่มขึ้นจะช่วยเสริมความแข็งแกร่งให้กับตำแหน่งของเทคโนโลยีนี้ต่อไป

มีผู้เล่นเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ในอินเทอร์เน็ตดาวเทียมพลังงานต่ำ

โครงการดาวเทียม LoRa ในต่างประเทศยังคงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง

McKinsey คาดการณ์ว่า IoT ที่ใช้บนอวกาศอาจมีมูลค่า 560,000 ถึง 850,000 ล้านดอลลาร์ภายในปี 2025 ซึ่งอาจเป็นเหตุผลหลักที่ทำให้บริษัทจำนวนมากหันมาจับจองตลาดนี้ ในปัจจุบัน ผู้ผลิตเกือบสิบรายเสนอแผนเครือข่าย IoT ผ่านดาวเทียม

จากมุมมองของตลาดต่างประเทศ ดาวเทียม IoT ถือเป็นนวัตกรรมที่สำคัญในตลาด IoT LoRa ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งผ่านดาวเทียมพลังงานต่ำ ได้ถูกนำไปใช้งานในตลาดต่างประเทศมากมาย:

ในปี 2019 Space Lacuna และ Miromico เริ่มการทดลองเชิงพาณิชย์ของโครงการ LoRa Satellite iot ซึ่งประสบความสำเร็จในการนำไปใช้ในด้านเกษตรกรรม การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม หรือการติดตามทรัพย์สินในปีถัดมา ด้วยการใช้ LoRaWAN อุปกรณ์ iot ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่สามารถยืดอายุการใช้งานและประหยัดต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา

IRNAS ร่วมมือกับ Space Lacuna เพื่อสำรวจการใช้งานใหม่ๆ ของเทคโนโลยี LoRaWAN รวมถึงการติดตามสัตว์ป่าในแอนตาร์กติกาและทุ่นโดยใช้เครือข่าย LoRaWAN เพื่อปรับใช้เครือข่ายเซ็นเซอร์หนาแน่นในสภาพแวดล้อมทางทะเลเพื่อรองรับการใช้งานจอดเรือและการล่องแพ

Swarm (เข้าซื้อกิจการโดย Space X) ได้บูรณาการอุปกรณ์ LoRa ของ Semtech เข้ากับโซลูชันการเชื่อมต่อเพื่อเปิดใช้งานการสื่อสารสองทางระหว่างดาวเทียมในวงโคจรต่ำของโลก เปิดโอกาสให้มีการใช้งานอินเทอร์เน็ตออฟธิงส์ (IoT) ใหม่ๆ สำหรับ Swarm ในด้านต่างๆ เช่น โลจิสติกส์ การเกษตร รถยนต์ที่เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต และพลังงาน

Inmarsat ได้ร่วมมือกับ Actility เพื่อก่อตั้งเครือข่าย Inmarsat LoRaWAN ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มบนเครือข่ายหลัก Inmarsat ELERA ที่จะมอบโซลูชันมากมายให้แก่ลูกค้า IoT ในภาคส่วนต่างๆ เช่น เกษตรกรรม พลังงาน น้ำมันและก๊าซ การทำเหมืองแร่ และโลจิสติกส์

ในที่สุด

ในตลาดต่างประเทศไม่เพียงแต่มีแอปพลิเคชันที่ครบถ้วนสมบูรณ์สำหรับโครงการนี้เท่านั้น Omnispace, EchoStarMobile, Lunark และบริษัทอื่นๆ อีกมากมายกำลังพยายามใช้ประโยชน์จากเครือข่าย LoRaWAN เพื่อเสนอบริการ IoT ในต้นทุนที่ต่ำกว่า ด้วยความจุที่มากขึ้นและการครอบคลุมที่กว้างขึ้น

แม้ว่าเทคโนโลยี LoRa จะสามารถใช้เพื่อเติมช่องว่างในพื้นที่ชนบทและมหาสมุทรที่ขาดการครอบคลุมอินเทอร์เน็ตแบบดั้งเดิมได้ก็ตาม แต่ก็เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการจัดการกับ "อินเทอร์เน็ตของทุกสิ่ง"

อย่างไรก็ตามจากมุมมองของตลาดในประเทศการพัฒนา LoRa ในด้านนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น เมื่อเปรียบเทียบกับต่างประเทศ จะพบว่า LoRa เผชิญกับความยากลำบากมากกว่า: ในด้านความต้องการ การครอบคลุมเครือข่าย Inmarsat นั้นดีมากแล้ว และสามารถส่งข้อมูลได้ทั้งสองทิศทาง ดังนั้นจึงไม่แข็งแกร่ง ในแง่ของการใช้งาน จีนยังคงค่อนข้างจำกัด โดยเน้นไปที่โครงการคอนเทนเนอร์เป็นหลัก เมื่อพิจารณาจากเหตุผลข้างต้น จึงเป็นเรื่องยากสำหรับบริษัทดาวเทียมในประเทศที่จะส่งเสริมการใช้งาน LR-FHSS ในแง่ของเงินทุน โครงการประเภทนี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านเงินทุนเนื่องจากความไม่แน่นอนขนาดใหญ่ โครงการขนาดใหญ่หรือเล็ก และวงจรที่ยาวนาน