LoRaWAN คืออะไร? แล้วมันเกี่ยวข้องกับ IoT อย่างไร?

LoRa หรือ LoRaWAN คือเครือข่ายสื่อสารที่ส่งข้อมูลกำลังต่ำแบบไร้สาย และ เป็นระบบเครือข่ายที่สามารถส่งสัญญาณทางไกล หรือ “Long Range (LoRa)” โดยเป็นระบบที่สร้างขึ้นเพื่อรองรับตลาด M2M และ IoT ซึ่ง LoRaWAN ถือเป็นระบบการเชื่อมต่อข้อมูลกำลังต่ำต้นแบบสำหรับการสื่อสารทางไกล ด้วยคลื่นสัญญาณวิทยุที่ถูกออกแบบขึ้นเพื่อรองรับกับสัญญาณในระดับที่ต่ำมาก และจะได้มาซึ่งการส่งผ่านสัญญาณกำลังต่ำในระยะทางที่ต้องการ

ด้วยระบบการปรับสัญญาณและอินเตอร์เฟสในรูปแบบวิทยุของ LoRaWAN ที่ถูกออกแบบและปรับขึ้นเพื่อให้ได้มาซึ่งรูปแบบการสื่อสารตามที่ต้องการมากที่สุดในการนำไปใช้กับตลาด IoT และ M2M

ณ ปัจจุบัน LoRaWAN ได้นำไปใช้งานร่วมกับแผงควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์อย่างบอร์ด Arduino เพื่อให้นักพัฒนาหลายๆรายสามารถนำไปใช้งานได้

LoRa Alliance

ด้วยระบบต่างๆที่มีอย่างมากมายในท้องตลาด ในเชิงอุตสาหกรรมจึงได้ทำการพัฒนาและสนับสนุนให้ใช้ระบบไร้สายของ LoRa ซึ่งตัวบริษัทเองมีชื่อว่า LoRa Alliance ซึ่งเปิดตัวบริษัทในงาน Mobile World Congress เมื่อเดือนมีนาคมปี 2015 ด้วยวัตถุประสงค์ที่บริษัทจะดำเนินธุรกิจด้วยมาตรฐานระดับสากล และมีระบบที่สามารถเชื่อมต่อกับตลาด IoT ในชื่อ LPWAN

ด้วยการที่ LoRa ถูกพัฒนาขึ้นตามพื้นฐานของระบบ Semtech จึงทำให้มาตรฐานของระบบสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ในหลากหลายบริษัท ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ระบบความสัมพันธ์นั้นเพิ่มสูงขึ้นและมีความเชื่อมโยงกันมากขึ้นด้วยรูปแบบการเชื่อมต่อที่หลากหลาย รวมไปถึงการเพิ่มขึ้นของอัตราการใช้งานและการเป็นที่ยอมรับ

รายนามผู้ร่วมก่อตั้งบริษัท LoRa Alliance ได้แก่ Actility Cisco Eolane IBM Kerlink IMST MultiTech Sagemcom Semtech และ Microchip Technology รวมไปถึงผู้ให้บริการระบบโทรคมนาคมชั้นนำอย่าง Bouygues Telecom KPN SingTel Proximus Swisscom และ FastNet (เป็นส่วนหนึ่งของบริษัท Telkom South Africa)                            

ความสำคัญของเทคโนโลยีระบบ LoRaWAN

องค์ประกอบสำคัญต่างๆของเทคโนโลยีระบบ LoRa มีดังต่อไปนี้:

• สื่อสารทางไกลในระยะ: 15 – 20 ก.ม.
• มีช่องรับสัญญาณนับล้าน
• มีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนาน: ยาวนานกว่า 10 ปี

ส่วนประกอบต่างๆของเทคโนโลยีระบบ LoRa ที่สามารถนำไปใช้งานและเชื่อมต่อเข้ากับระบบได้ ดังต่อไปนี้:

• อินเตอร์เฟสของ LoRa PHY / RF interface: ในทางกายภาพของ LoRa หรือ PHY คือส่วนสำคัญในการทำงานของระบบ โดยที่จะเป็นตัวควบคุมดูแลทิศทางการส่งสัญญาณ RF ซึ่งจะเป็นการส่งสัญญาณกันไปมาระหว่างช่องรับสัญญาณกับจุดหมายปลายทาง เช่น การส่งสัญญาณระหว่างเซ็นเซอร์กับตัวรับสัญญาณของ LoRa ซึ่งส่วนกสยภาพหรือส่วนอินเตอร์เฟสของวิทยุจะควบคุมดูแลสัญญาณต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น คลื่นความถี่ รูปแบบการปรับคลื่น ระดับกำลังส่งสัญญาณ การส่งสัญญาณละถ่ายทอดสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ตัวรับสัญญาณและอุปกรณ์อื่นๆ
• ซอฟต์แวร์ LoRa protocol stack: นอกเหนือจากส่วนกายภาพของ LoRa แล้ว ทางบริษัท LoRa Alliance  ยังได้กำหนดการใช้งานเพื่อเปิดซอฟต์แวร์ Protocol Stack โดยการเปิดใช้งานซอฟต์แวร์ดังกล่าวนั้นจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของ LoRa ได้ เนื่องจากบริษัทรูปแบบต่างๆที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการพัฒนาและใช้งานระบบ LoRa สามารถดำเนินการร่วมกัน จึงมีความสะดวกในการใช้งาน และมีต้นทุนในการเชื่อมต่อเข้ากับอุปกรณ์ IoT ที่น้อย
• โครงสร้างเครือข่ายของ LoRa หรือ (LoRaWAN): นอกเหนือจากส่วนประกอบ RF ของระบบไร้สาย LoRa ยังมีส่วนประกอบโครงสร้างเครือข่ายอื่นๆ เช่น โครงสร้างของระบบทั้งหมด ช่องสื่อสารภาคพื้นดิน เซิฟเวอร์และแอพพลิเคชั่นคอมพิวเตอร์ทั้งหมด ซึ่งโครงสร้างเครือข่ายโดยรวมจะเรียกว่า LoRaWAN

แอพพลิเคชั่นตัวอย่าง

เทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายของ LoRa นั้นสามารถนำไปใช้งานได้ผ่านรูปแบบแอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย

ด้วยกำลังการส่งสัญญาณต่ำในระยะไกลนั้นหมายความว่า จะสามารถส่งสัญญาณไปยังจุดหมายปลายทางได้หลากหลายสถานที่ ไม่ว่าจะเป็นทั้งภายในและภายนอกอาคารก็ต่างให้ประสิทธิภาพในการสื่อสารร่วมกับส่วนรับสัญญาณได้ดีไม่แตกต่างกัน

ด้วยตัวระบบที่ง่ายต่อการใช้งานและสามารถนำไปใช้ร่วมกับอุปกรณ์เชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต และแอพพลิเคชั่นระบบ IoT และ M2M ได้อย่างหลากหลาย

แอพพลิเคชั่นที่มีไว้ใช้งานร่วมกับเทคโนโลยีไร้สาย LoRa ประกอบไปด้วย ตัววัดสัญญาณอัจฉริยะ ระบบตรวจสอบสินค้าคงคลัง ข้อมูลตู้ขายสินค้าอัตโนมัติ และระบบตรวจสอบต่างๆ เช่น ระบบภายในอุตสาหกรรมยานยนตร์ และแอพพลิเคชั่นโทรศัพท์ต่างๆ ซึ่งอาจกล่าวได้ว่าสามารถใช้งานได้ในทุกที่ที่ต้องการรายงานและควบคุมข้อมูล

เทคโนโลยี LoRa นั้นจะมีประโยชน์กับหลายๆแอพพลิเคชั่น เนื่องด้วยความสามารถในการส่งสัญญาณได้ในระยะไกล อีกทั้งยังสามารถเชื่อมต่อและเปิดใช้งานตัวรับสัญญาณใหม่ได้อย่างสะดวกง่ายดายด้วยสัญญาณที่ครอบคลุม