LPWAN (LoRaWAN, NB-IoT, Sigfox): เครือข่ายไร้สายพลังงานต่ำระยะไกลสำหรับ IIoT
ในโรงงานอุตสาหกรรม มีเซ็นเซอร์และอุปกรณ์ติดตามจำนวนมากที่ส่งข้อมูลน้อย ไม่เร่งด่วน แต่กระจายอยู่ในพื้นที่กว้าง เช่น เซ็นเซอร์ระดับน้ำในถังเก็บ เซ็นเซอร์ติดตามตำแหน่งพาเลตในลาน เซ็นเซอร์อุณหภูมิในห้องเก็บของเย็น หรือมิเตอร์วัดไฟฟ้ากระจายในนิคมอุตสาหกรรม การต่อสายหรือใช้เครือข่ายความเร็วสูงกับอุปกรณ์เหล่านี้ไม่คุ้มค่า LPWAN (Low-Power Wide Area Network) จึงเป็นคำตอบ เป็นเทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายที่ออกแบบมาเพื่อส่งข้อมูลปริมาณน้อยในระยะไกล ขณะที่ใช้พลังงานต่ำมากจนแบตเตอรี่หนึ่งก้อนสามารถทำงานได้นาน 5–15 ปี หลักการของ LPWAN LPWAN แลกเปลี่ยน bandwidth และ latency ที่ต่ำ กับ range ที่ยาวและ power consumption ที่ต่ำมาก โดยมีคุณสมบัติเฉพาะดังนี้: ระยะส่งไกล — 10–15 กิโลเมตรในพื้นที่ชนบท และ 2–5 กิโลเมตรในเขตเมือง จากเสาเพียงต้นเดียว ใช้พลังงานต่ำ — แบตเตอรี่อายุ 5–15 ปี ขึ้นกับจำนวนครั้งที่ส่งข้อมูลต่อวัน อัตราข้อมูลต่ำ — ตั้งแต่ 100 bps ถึงไม่กี่ kbps เพียงพอสำหรับค่าเซ็นเซอร์ ไม่เหมาะกับภาพหรือเสียง ลงทุนต่อโหนดต่ำ — โมดูลมีจุดเริ่มต้นที่เข้าถึงได้ง่าย ทำให้ประหยัดเมื่อติดตั้งจำนวนมาก Penetration ดี — คลื่นความถี่ต่ำ (sub-GHz) ทะลุผนังและใต้ดินได้ดีกว่าคลื่น 2.4 GHz LoRaWAN: เครือข่ายไร้สายแบบเปิด LoRaWAN ใช้เทคนิค LoRa (Long Range) modulation แบบ Chirp Spread Spectrum (CSS) ทำงานบนย่านความถี่ unlicensed sub-GHz (เช่น 920–923 MHz ในไทย) โครงสร้างเป็นแบบ star-of-stars topology ที่อุปกรณ์ปลายทางส่งไปยัง gateway หลายตัว แล้ว forward ไปยัง network server กลาง LoRaWAN แบ่งอุปกรณ์เป็นสาม class ตามพฤติกรรมการสื่อสาร: Class A — ส่งข้อมูลแล้วเปิดรับสั้นๆ สองหน้าต่าง ประหยัดไฟที่สุด เหมาะกับเซ็นเซอร์ที่ส่งข้อมูลเอง (uplink) เช่น ระดับน้ำ Class B — เปิดรับตามตารางเวลาที่กำหนด (scheduled) นอกเหนือจาก Class A ทำให้ server ส่งคำสั่งลงมาได้พร้อมเวลาที่แน่นอน Class C —…
