LoRa คืออะไรวัน?

LoRaWAN เป็นข้อกำหนดเครือข่ายพื้นที่กว้างพลังงานต่ำ (LPWAN) ที่สร้างขึ้นสำหรับอุปกรณ์ไร้สายที่ใช้แบตเตอรี่ LoRa-Alliance ระบุว่ามีการใช้งาน LoRa ในเซ็นเซอร์หลายล้านตัวแล้ว ส่วนประกอบหลักบางส่วนที่เป็นรากฐานของข้อกำหนดนี้ ได้แก่ การสื่อสารแบบสองทิศทาง บริการเคลื่อนที่ และบริการระบุตำแหน่ง

สิ่งหนึ่งที่ LoRaWAN แตกต่างจากสเปคเครือข่ายอื่นๆ คือการใช้สถาปัตยกรรมแบบดาว (Star Architecture) โดยมีโหนดกลางที่โหนดอื่นๆ ทั้งหมดเชื่อมต่ออยู่ และเกตเวย์ทำหน้าที่เป็นบริดจ์แบบโปร่งใสที่ส่งข้อความระหว่างอุปกรณ์ปลายทางและเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายกลางในแบ็กเอนด์ เกตเวย์เชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายผ่านการเชื่อมต่อ IP มาตรฐาน ในขณะที่อุปกรณ์ปลายทางใช้การสื่อสารไร้สายแบบฮอปเดียวไปยังเกตเวย์หนึ่งหรือหลายเกตเวย์ การสื่อสารปลายทางทั้งหมดเป็นแบบสองทิศทาง และรองรับมัลติคาสต์ ทำให้สามารถอัปเกรดซอฟต์แวร์ผ่านระบบไร้สายได้ LoRa-Alliance ซึ่งเป็นองค์กรไม่แสวงหาผลกำไรที่เป็นผู้กำหนดสเปค LoRaWAN ระบุว่าวิธีนี้ช่วยยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่และทำให้สามารถเชื่อมต่อได้ระยะไกล

เกตเวย์หรือสถานีฐานที่รองรับ LoRa เพียงตัวเดียวสามารถครอบคลุมพื้นที่ทั้งเมืองหรือหลายร้อยตารางกิโลเมตรได้ แน่นอนว่าระยะครอบคลุมขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของสถานที่นั้นๆ แต่ LoRa และ LoRaWAN อ้างว่ามีงบประมาณการเชื่อมต่อ (link budget) ซึ่งเป็นปัจจัยหลักในการกำหนดระยะการสื่อสาร ซึ่งมากกว่าเทคโนโลยีการสื่อสารมาตรฐานอื่นๆ

คลาสจุดสิ้นสุด

LoRaWAN มีอุปกรณ์ปลายทางหลากหลายประเภทเพื่อตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกัน ซึ่งสะท้อนให้เห็นจากการใช้งานที่หลากหลาย ข้อมูลจากเว็บไซต์ของบริษัทระบุว่าอุปกรณ์เหล่านี้ ได้แก่:

• อุปกรณ์ปลายทางแบบสองทิศทาง (คลาส A):อุปกรณ์ปลายทางคลาส A อนุญาตให้มีการสื่อสารแบบสองทิศทาง โดยที่การส่งข้อมูลอัปลิงก์ของอุปกรณ์ปลายทางแต่ละเครื่องจะตามด้วยหน้าต่างรับดาวน์ลิงก์ระยะสั้นสองหน้าต่าง ช่องการส่งข้อมูลที่อุปกรณ์ปลายทางกำหนดไว้จะขึ้นอยู่กับความต้องการในการสื่อสารของตัวเอง โดยมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามเวลาแบบสุ่ม (โปรโตคอลประเภท ALOHA) การทำงานคลาส A นี้เป็นระบบอุปกรณ์ปลายทางที่ใช้พลังงานต่ำที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการสื่อสารดาวน์ลิงก์จากเซิร์ฟเวอร์เพียงไม่นานหลังจากที่อุปกรณ์ปลายทางได้ส่งข้อมูลอัปลิงก์แล้ว การสื่อสารดาวน์ลิงก์จากเซิร์ฟเวอร์ในเวลาอื่นจะต้องรอจนกว่าจะถึงการอัปลิงก์ตามกำหนดการครั้งถัดไป
• อุปกรณ์ปลายทางแบบสองทิศทางพร้อมช่องรับตามกำหนดเวลา (คลาส B)นอกจากหน้าต่างรับข้อมูลแบบสุ่มคลาส A แล้ว อุปกรณ์คลาส B ยังเปิดหน้าต่างรับข้อมูลเพิ่มเติมตามเวลาที่กำหนด เพื่อให้อุปกรณ์ปลายทางเปิดหน้าต่างรับข้อมูลตามเวลาที่กำหนด อุปกรณ์ปลายทางจะได้รับบีคอนที่ซิงโครไนซ์เวลาจากเกตเวย์ ซึ่งจะทำให้เซิร์ฟเวอร์ทราบเมื่ออุปกรณ์ปลายทางกำลังรับฟังข้อมูลอยู่
• อุปกรณ์ปลายทางแบบสองทิศทางพร้อมช่องรับสูงสุด (คลาส C):อุปกรณ์ปลายทางของคลาส C จะมีหน้าต่างรับสัญญาณเปิดเกือบตลอดเวลา และจะปิดเฉพาะเมื่อส่งสัญญาณเท่านั้น