لورا LoRa : كيف تعمل شبكة إنترنت الأشياء LoRa ؟

ما هو لورا LoRa ؟

لورا LoRa
لورا LoRa

ما هو لورا LoRa ؟

LoRa هو الاسم الذي يطلق على تقنية تعديل الموجة الراديوية التي تعتمد عليها شبكات LoRaWAN. تم إنشاؤه من قبل مهندسين فرنسيين من شركة Cycleo الناشئة في جرينوبل. الشركة ، التي تأسست عام 2009 ، تم شراؤها في عام 2012 مقابل 21 مليون دولار من قبل المتخصص الأمريكي في أشباه الموصلات Semtech. كان لدى الشركتين محافظ براءات اختراع متكاملة للغاية. ولدت شبكة LoRaWAN من هذا الاستحواذ. تمتلك Semtech الملكية الفكرية لرقائق LoRa التي يجب إرفاقها بالكائنات المتصلة حتى تتواصل على الشبكة. مصنعوهم يدفعون له إتاوات . “

ما هو لوراوان LoRaWAN ؟

لورا وان LoRaWAN
لورا وان LoRaWAN

LoRaWAN هو بروتوكول اتصالات لاسلكي يسمح بالاتصال بسرعة منخفضة للأشياء المتصلة. يبث في فرنسا على نطاق تردد 868 ميغا هرتز. تُرسل الإشارة الراديوية عبر عرض طيفي كبير لتقليل مخاطر التداخل مع الإشارات الزائفة. يتيح بروتوكول الاتصال هذا إمكانية إرسال البيانات في الداخل وتحت الأرض (في الداخل العميق) وفي الهواء الطلق (في الهواء الطلق).

LoRaWAN هو بروتوكول بينما يشير LoRa إلى الطبقة المادية للشبكة “، يوضح Rémi Lorrain ، مدير شبكة LoRaWAN في Semtech. تقع LoRaWAN ضمن فئة شبكات LPWAN (شبكة واسعة النطاق منخفضة الطاقة ، بالفرنسية).

على عكس شبكات المحمول التقليدية ، مثل 4G أو 5G ، التي يمكنها نقل كميات كبيرة من المعلومات ، فإن LoRaWAN ليست مصممة لتلبية احتياجات أجهزة مكبرات الصوت ، مثل الهواتف الذكية. يمكن لتقنية تعديل التردد هذه فقط تعميم حزم البيانات الصغيرة ، المنبعثة من مستشعرات درجة الحرارة أو الرطوبة على سبيل المثال. يمكنه الإرسال ما بين 0.3 و 50 كيلو بت في الثانية (تتكيف سرعة الشبكة مع كل كائن حتى لا تلتهم الكثير من عرض النطاق الترددي ).

يمكن أن تنتقل هذه المعلومات عبر مسافات أطول من تلك الموجودة على شبكات الاتصالات التقليدية. يمكن لأي كائن متصل في LoRaWAN إرسال رسالة إلى محطة تقع على مسافة كيلومتر واحد تقريبًا في منطقة حضرية و 20 كيلومترًا في منطقة ريفية مسطحة. 

ما هي تغطية شبكات LoRaWAN؟

كل مشغل LoRaWAN لديه شبكته الخاصة وبالتالي خريطة التغطية الخاصة به. يقدم 170 مشغلًا في جميع أنحاء العالم (رقم مايو 2022) شبكة LoRaWAN في أكثر من 162 دولة ، في الولايات المتحدة (مع Senet و SemTech) ، في بلجيكا ( Proximus و Wireless Belgie) ، في سويسرا (Swisscom) ، أو حتى في جنوب إفريقيا ( فاست نت). شبكة LoRaWAN مفتوحة المصدر تسمى The Things Network منتشرة في 89 دولة. يوضح ريمي لورين ، مدير شبكة LoRaWAN في Semtech: “لكي يتم تعريف الشبكة على أنها تتمتع بتغطية وطنية ، يجب أن تغطي 80٪ من سكان البلاد بجودة خدمة خارجية. في أوروبا ، وصل اثنا عشر مشغلًا إلى هذا المستوى”. ، خلال ندوة عبر الويب نظمتها ChipSelect.

في مايو 2022 ، قدم 170 مشغلًا شبكات LoRaWAN في جميع أنحاء العالم. © LoRa Alliance

إذا بدا ، في فرنسا ، أن شبكات LoRaWAN العامة في تراجع مع إغلاق شبكة Objenious في نهاية عام 2024 وشبكة Orange المحتمل اعتبارًا من نهاية عام 2027 ، فإن الظاهرة المعاكسة تحدث في العالم: وفقًا لـ وفقًا لـ بالنسبة إلى تحالف LoRa ، نمت الشبكات العامة بنسبة 66٪ بين عامي 2019 و 2022. يقود هذا التوسع مشغلو شبكات الأقمار الصناعية والمجتمع المحلي والمشغلون المعفيون من الترخيص. شبكة مجتمع هيليوم ، على سبيل المثال ، أضافت أكثر من 83000 نقطة ساخنة جديدة كل شهر منذ بداية العام. وقال تحالف LoRa في بيان إن “توفر خدمة التجوال في أكثر من 23 دولة” أدى أيضًا إلى تسريع نمو الشبكة وتغطيتها العالمية. ” هذا التحول في أنواع الشبكات وموفري الشبكات متوقع وعلامة على سوق صحي وديناميكي. هؤلاء اللاعبون الجدد يتمتعون بالمرونة والقدرة على النمو بما يتجاوز قيود البنية التحتية للشبكة الموجودة مسبقًا. لقد نجحوا في بناء نماذج أعمال مربحة لتعظيم قيمة شبكات LoRaWAN الخاصة بهم وتلبية الاحتياجات المتغيرة لعمليات نشر LPWAN IoT ، “كما تقول دونا مور ، الرئيس التنفيذي ورئيس تحالف LoRa.

LoRa مقابل Sigfox

من المستحيل ذكر LoRa دون ذكر منافستها الرئيسية Sigfox . في حين أن الأولى عبارة عن شبكة مفتوحة (مفتوحة المصدر) ، والتي يمكن تطويرها وتشغيلها من قبل أي شركة بمجرد أن تشتري رقائق LoRa ، فإن الثانية هي ملكية خاصة. تم تطويره ونشره في جميع أنحاء العالم من قبل شركة تحمل نفس الاسم ومقرها في تولوز. لتسريع تثبيت البنية التحتية للاتصالات التي تدعم شبكتها ، تقيم Sigfox شراكات مع المشغلين الذين ينشرون هوائياتها في هذا المجال. اليوم ، Sigfox موجود في 75 دولة.

علاوة على ذلك ، فإن تحديد الموقع الجغرافي بدون GPS في LoRa يكون أكثر دقة (من 20 إلى 100 متر اعتمادًا على عدد الهوائيات) من Sigfox (من 10 إلى أقل من كيلومتر واحد) ، حتى لو كان يستهلك المزيد من الطاقة. لا يوجد حل أفضل من الآخر بداهة ، كل شيء هو مسألة حل وسط.

تحالف لورا LoRa

لتعزيز تقنيتها ، أنشأت Semtech تحالف LoRa في مارس 2015 مع بعض 15 شركة شريكة ، بما في ذلك IBM و Microchip و Actility. لديها أكثر من 500 شركة عضوا. من خلال مضاعفة عدد المشغلين والمستخدمين لتقنيتها ، تأمل Semtech في أن تصبح شبكة LPWAN الرئيسية وأن تثبت نفسها كمعيار فعلي في السوق. يرأس تحالف LoRa منذ عام 2018 دونا مور ، التي ترأست سابقًا الشركة الأمريكية SpireSpark ، التي تصمم وتبني وتدير برامج الشهادات والامتثال العالمية. تصادق المنظمة على المستشعرات والكائنات الأخرى المتصلة التي تم تصنيعها بواسطة أعضائها وتضمين LoRa. L ‘

بوابات LoRaWAN

الأجهزة التي تستخدم تقنية LoRa متصلة بالإنترنت من خلال البوابات . بشكل ملموس ، لنشر شبكة LoRaWAN ، يقوم المشغلون العامون أو الخاصون بتثبيت محطات قاعدية مجهزة بهوائيات مصنعة من قبل الشركات المصنعة لمعدات الاتصالات. يجب أن تكون هذه الأجهزة متصلة بالإنترنت لإرسال البيانات التي تتلقاها إلى الويب ، بحيث يمكن استشارتها من قبل الشركات والأفراد الذين يستخدمون كائنات LoRa المتصلة. تم تجهيز الأجهزة الذكية الموجودة بالقرب من هذه الهوائيات بشريحة LoRa ، والتي تتيح لها الاتصال بشكل دوري بالشبكة لإرسال المعلومات أو استقبالها. تم نشر أكثر من مليون بوابة في جميع أنحاء العالم ، وفقًا للأرقام الصادرة عن Semtech. 

تطبيقات في المدن الذكية

المدينة الذكية هي أحد القطاعات الأربعة الرئيسية التي يتم نشر LoRa من أجلها. تتيح هذه التقنية نقل حزم صغيرة من البيانات ، مثل القياسات المأخوذة بواسطة مستشعر درجة الحرارة أو الرطوبة أو حتى مستشعر الضغط. يمكن لعداد الماء أو الكهرباء ، على سبيل المثال ، إرسال تقرير استهلاك مرة واحدة يوميًا ، على وجه الخصوص لتمكين توفير الطاقة. من خلال وضع كاشفات اهتزاز صغيرة أسفل الطريق في نقاط إستراتيجية مختلفة ، يمكن للمدن على سبيل المثال معرفة عدد المركبات التي تمر في أوقات مختلفة من اليوم وإعادة تنظيم خطة المرور الخاصة بها بشكل أكثر ذكاءً.

كن حذرًا ، فالأجهزة التي تتصل في LoRa ليست متصلة بشكل دائم بالشبكة ، لتجنب استهلاك الكثير من الطاقة. يتم تشغيلها بشكل دوري (مرة واحدة في الأسبوع ، يوميًا أو كل ساعة ، حسب الاستخدام). لذلك لا يمكن أن تكون البيانات العابرة في LoRa ذات طبيعة بحيث يتم توصيلها بشكل عاجل (معلومات حول الأداء السليم لجهاز تنظيم ضربات القلب ، على سبيل المثال).

رموز QR لتكامل LoRaWAN

بعد تحسين مواصفات LoRaWAN 1.0.4، قدم تحالف LoRa في 8 ديسمبر 2020 حلاً جديدًا: رموز QR لتحديد الجهاز. سيتمكن المصنعون من طباعتها على الأجهزة ، مما يسمح للعملاء بالحصول على جميع بيانات الاعتماد المطلوبة لإضافة أجهزة إلى شبكتهم. “يوفر تنفيذ إدارة الشبكة القائمة على رمز الاستجابة السريعة مزايا هائلة من خلال أتمتة عملية يدوية سابقة. وتستند هذه الفوائد إلى التحسينات الأخيرة التي أدخلناها على مواصفات LoRaWAN 1.0.4 ، والتي توفر الآن كل ما هو ضروري لتسهيل تطوير واختبار الشهادات ونشر LoRaWAN هذا الالتزام بسهولة الاستخدام هو هدف استراتيجي لـ

LoRaWAN و RFID

سوف تصبح LoRa تقنية داعمة لمعايير GS1. أعلن تحالف LoRa ومنظمة معايير الخدمات اللوجستية GS1 عن اتفاقية في أوائل مارس للجمع بين المعيارين. هدفهم: توفير كفاءة أكبر وإمكانية أكبر للتشغيل البيني لسلسلة التوريد وحلول الصيانة ، مع تبسيط تبادل البيانات بين الأنظمة المختلفة وأصحاب المصلحة.

تم تنفيذ أول تجربة تجريبية في فرنسا مع SNCF ، بهدف تحسين الكفاءة التشغيلية وربحية نظام الجرد والمراقبة للبنية التحتية وعربات السكك الحديدية. وبالتالي تعمل علامات EPC / RFID في RFID في نطاق قصير وفي LoRaWAN على المدى الطويل. يتم أيضًا تحديد تنسيق بيانات مُخصب ، لإتقان حالات استخدام تحديد الموقع الجغرافي بواسطة الشبكات ، فضلاً عن الوصول إلى بيانات الاستشعار الإضافية للصيانة التنبؤية وإدارة الأصول. يسلط تحالف LoRa الضوء على أن المستخدمين النهائيين سيكونون قادرين على الاستفادة من انخفاض تكاليف التكامل والتشغيل من خلال اعتماد أوسع لمعايير GS1 مع LoRaWAN.

قالت دونا مور ، الرئيس التنفيذي ورئيس LoRaWAN ، في بيان: “لقد تسارعت عملية نشر LoRaWAN بشكل كبير خلال الاثني عشر شهرًا الماضية وتم وضع عام 2021 باعتباره العام لتوسيع نطاق التطبيقات على نطاق واسع في العديد من الصناعات”. ظهرت الحاجة إلى استراتيجيات شبكات RAN المتعددة لمعالجة حالات استخدام محددة. سيتم بعد ذلك اختبار الحل المشترك في قطاعات أخرى. بالنسبة إلى LoRa Alliance ، يمثل الجمع بين شبكات RFID و LoRaWAN فرصة كبيرة في السوق. “هذا يوضح الحاجة إلى نشر لغة” مستقلة عن التكنولوجيا “لتعظيم فوائد التحول الرقمي ، ورد فرانسوا ديبري ،

من خلال هذه المبادرة ، يواصل تحالف LoRa استراتيجيته لجعل الشبكة مفتوحة وقابلة للتشغيل البيني. يعد توافق LoRa مع شبكات الأقمار الصناعية وشبكات WiFi أمرًا يعمل عليه تحالف LoRa ، وقد اشترك عضو التحالف The Things Industries مع Deutsche Telekom IoT في أوائل فبراير للجمع بين LoRaWAN و LTE- السيد.

LoRaWAN في أتمتة المنزل

في مجال المنزل الذكي ، تستخدم الكائنات المتصلة بشكل أساسي شبكات Wifi أو Bluetooth . ومع ذلك ، فإن الجهات الفاعلة في تحالف LoRa مهتمون بهذا القطاع بسبب الفرص المتاحة مع صعود السيارات الكهربائية. يتم تطوير المزيد والمزيد من التطبيقات لجعل السيارة والمنزل يتواصلان. تعد شبكة LoRaWAN مفيدة أيضًا في توفير شبكة احتياطية في المنزل . 

التجوال مع LoRa

حتى تتمكن الشركات من إدارة كائناتها المتصلة في الخارج ، يبرم مشغلو LoRaWAN اتفاقيات تجوال. تم نشر أحد المواصفات في عام 2017. يمكن إجراء التجوال في P2P بين المشغلين أو عبر محور. يقول ريمي لورين: “هناك 20 شبكة عامة مترابطة ، 18 منها تستخدم مركز Actility لأنه يتيح للمشغلين توفير التكاليف وحالات التأخير في كل مرة يريدون توصيل بلد جديد”. يلاحظ مدير شبكة LoRaWAN في Semtech حاجتين: الحاجة إلى توصيل الأشياء المحمولة ، والتي تنتقل من بلد إلى آخر ، والأشياء الثابتة في الأسواق الدولية. 

119 مشاهدة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *