เทคโนโลยี NB-IoT กับ LoRa อันไหนดีกว่ากัน? : ตอนที่ 2 และข้อสรุป

จากตอนที่ 1 : กล่าวถึงการครอบคลุมของเครือข่ายและเวลาที่ใช้ในการเตรียมการของ LoRaIoT เมื่อเปรียบเทียบกับ NB-IoT ในส่วนของคอมโพเน้นท์ของ LoRa และ LoRaWAN ecosystem

 

 

 

 

 

 

ต้นทุนของอุปกรณ์ ต้นทุนของเครือข่ายและ hybrid model

อุปกรณ์ปลายทางสำหรับโปรโตคอล LoRaWAN นั้นง่ายกว่าเมื่อเทียบกับ NB-IoT และสามารถที่จะจัดหาได้ ง่ายด้วยราคาต่ำเพราะเป็น microcontroller ที่ใช้กันแพร่หลาย การมอดูเลชั่นของ NB-IoT และโปรโตคอลมีความซับซ้อนทำให้ต้องเพิ่มพื้นที่ซิลิคอนและเพิ่มต้นทุนสำหรับโซลูชั่น NB-IoT และ 3GPP มีการประกาศค่าลิขสิทธิ์ IP (IP royalties) ซึ่ง ณ วันนี้ค่าลิขสิทธิ์สำหรับโทรศัพท์เซลลูลาร์เป็น 5 ดอลลาร์ ซึ่งแพงมากสำหรับ IoT อย่างไรก็ตามการทำให้ค่าลิขสิทธิ์ต่ำลงจะเป็นการกัดกร่อนราคาค่าลิขสิทธิ์ทางตลาดเซลลูลาร์ 3GPP community จำเป็นต้องหาทางออกในการจัดการปัญหาค่าลิขสิทธิ์แพงสำหรับ IoT โดยที่ยังคงรักษาแหล่งรายได้ของการสื่อสารเซลลูลาร์

 

ด้วยเทคนิคการรวมกันแบบหนาแน่น (highly integrated) โมดูล LoRa ราคาต่ำพร้อมแล้วสำหรับการใช้งาน และสิ่งใหม่ที่มีออฟชันของการรวมกันจะออกมาเร็ววันนี้ และไม่มีเรื่องของค่าลิขสิทธิ์ที่จะเป็นรายได้ของ LoRa Alliance community ดังนั้น จึงเป็นไปได้ที่ราคาของโมดูล LoRaWAN ecosystem ต่ำกว่า 4 ดอลลาร์ ในวันนี้โมดูล LoRaWAN ที่ผ่านการรับรอง (Certifed LoRaWAN modules) จะอยู่ในช่วง 7-10 ดอลลาร์ แต่คาดว่าจะลดลงได้ เป็น 4-5 ดอลลาร์สำหรับการใช้งานที่จำนวนมากใน ecosystem และอีกทางเลือกหนึ่ง ณ วันนี้ ราคาของ cellular LTE module ก็พยายามที่จะทำให้ต่ำกว่า 20 ดอลลาร์

 

สำหรับ IoT และ LPWAN ความแตกต่างในโมเดลของการใช้งานจะถูกใช้เพื่อทำให้ต้นทุนค่าใช้จ่ายในการ ลงทุน (CapEx) และค่าใช้จ่ายในการดำเนินการ (OpEx) ต่ำลงเมื่อเปรียบเทียบกับโมเดลแบบเดิมที่เป็น tower เพียง อย่างเดียว การใช้งาน LoRaWAN จะมีต้นทุนต่ำมากด้วยการใช้ประโยชน์จากการผสมกันของ tower ดั้งเดิม, industrial gateway, และ in-home pico gateway ราคาของ tower top gateway ประมาณ 1,000 ดอลลาร์, industrial gateway น้อยกว่า 500 ดอลลาร์, และ pico cell gateway ต้นทุนต่ำมีราคาประมาณ 100 ดอลลาร์ แต่ สำหรับ NT-IoT นั้นการอัพเกรด 4G LTE base station ที่มีอยู่แล้วสามารถใช้ต้นทุนสูงถึง 15,000 ดอลลาร์

 

ตัวอย่างแอพพลิเคชัน

 NB-IoT หรือ LoRa : เทคโนโลยีไหนเหมาะสมกับแอพพลิเคชั่นแบบไหน

ความต้องการในแอพพลิเคชั่น, เทคนิคที่แตกต่างกัน, โมเดลในการใช้งาน, ต้นทุนอุปกรณ์, และเวลาในการเตรียมการเป็นตัวควบคุมว่าเทคโนโลยีไหนจะถูกใช้สำหรับการรวมกำลังการผลิตให้ตรงตามชนิด จากที่ได้กล่าว มาแล้วว่าไม่มีเทคโนโลยีอันหนึ่งอันใดที่จะรองรับทุกแอพพลิเคชันต่างๆ ของ IoT ได้อย่างเท่าเทียมกัน ด้านล่างนี้จะเป็นกรณีการใช้งานแอพพลิเคชั่นต่างๆ ที่จะอภิปรายสรุปให้เห็นว่าเทคโนโลยีอันไหนที่จะเหมาะสมกับความต้องการ

 

A : Electric Metering

ในตลาดมิเตอร์ไฟฟ้า บริษัทด้านสาธารณูปโภคต้องการอัตราการรับส่งข้อมูลที่สูง, มีการรับส่งข้อมูลบ่อยครั้ง, และมีเวลาแฝง (latency) ที่ต่ำ ด้วยเหตุที่มิเตอร์ไฟฟ้ามีแหล่งจ่ายกำลังงานที่สามารถใช้ประโยชน์ได้อยู่แล้ว จึงไม่ต้องการกำลังไฟฟ้าขนาดต่ำมากและแบตเตอรรี่ที่ยาวนานแต่อย่างใด บริษัท สาธารณูปโภคจำเป็นต้องมีการมอนิเตอร์ grid แบบ real-time เพื่อสร้างการตัดสินใจ แบบทันทีทันใดโดยอาศัยโหลด, ช่วงเวลาที่ไม่มีกระแสไฟฟ้า, และการขัดจังหวะอื่นๆ แม้ว่ามิเตอร์ไฟฟ้าสามารถจะอิมพลีเม้นท์ด้วยระบบ LoRaWAN ที่เป็น Class C เพื่อให้ได้ low latency แต่ด้วยเหตุผลที่มีการต้องการอัตราข้อมูลในการรับส่งที่สูงและมีการสื่อสารกันบ่อย เทคโนโลยี NB-IoT จึงเหมาะสมที่สุดสำหรับแอพพลิเคชันนี้ นอกจากนั้นมิเตอร์ไฟฟ้าถูกติดตั้งไว้ในตำแหน่งที่อยู่กับที่ในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นจึงง่ายต่อการใช้งานผ่านระบบเซลลูลาร์ที่มีบริการ NB-IoT ครอบคลุม

 

 

B : Precision Farming

ในด้านเกษตรกรรมนั้น ต้องการเซนเซอร์ต้นทุนต่ำที่สามารถใช้งานแบตเตอรี่ได้นาน เซนเซอร์ตรวจจับความชื้นอุณหภูมิ และภาวะเป็นด่าง สามารถปรับปรุงผลผลิตให้ดีขึ้นและลดการใช้น้ำ เซนเซอร์มีความจำเป็นที่จะต้องอัพเดตข้อมูลของตัวเองสองสามครั้งต่อชั่วโมง ตามสภาพที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรง ซึ่ง LoRa และ LoRaWAN เป็นสิ่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความต้องการแบบนี้ นอกจากนั้น หลายๆ ฟาร์มไม่อยู่ในพื้นที่บริการของระบบเซลลูลาร์หรือแม้แต่ 4G/LTE เทคโนโลยี NB-IoT จึงไม่ใช่ออฟชั่นที่จะใช้งานได้ในอนาคตอันใกล้

 

 

 C : Manufacturing Automation

การมินิเตอร์เครื่องจักรในโรงงานสามารถป้องกันการบำรุงรักษาที่เกิดจาก line down และสามารถควบคุมระยะไกลเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ มีเซนเซอร์หลายชนิดที่ต้องการสำหรับการทำงานอัตโนมัติของในโรงงาน บางแอพพลิเคชั่นต้องการการสื่อสารที่บ่อยและต้องมีการรับประกัน QoS ดังนั้น NB-IoT จึงเหมาะสมมากกว่า LoRa ความต้องการเซ็นเซอร์ต้นทุนต่ำอื่นๆ ที่ต้องการให้สามารถใช้แบตเตอรี่ได้นาน เช่น การติดตามอุปกรณ์เครื่องมือ (track equipment), การมอนิเตอร์สถานะและเงื่อนไขเทคโนโลยี LoRa จะมีความเหมาะสม ด้วยเหตุที่มีความต้องการที่หลากหลายสำหรับงานโรงงานผลิตเทคโนโลยีท่ีเหมาะสมจึงเป็นทั้ง NB-IoT และ LoRa

 

D :  Intelligent Building

การมอนิเตอร์อุณหภูมิ/ความชื้นสัมพัทธ์, ความปลอดภัย, ความชื้น, การเข้าถือครองพื้นที่, HVAC, การไหลของน้ำและปลั๊กไฟสามารถจัดให้สำหรับผู้จัดการอาคารด้วยการเตือนอลาร์มโดยตรงไปยังมือถือ ทั้งนี้ ก็เพื่อป้องกันอันตรายและสามารถตอบสนองต่อการร้องขอได้ทันทีโดยไม่ต้องใช้ระบบมอนิเตอร์แบบ manual การใช้งานและการทำความสะอาด อาคารสามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ความต้องการสำหรับ เซ็นเซอร์กับงานดังกล่าวนี้ใช้แบบต้นทุนต่ำและแบตเตอรี่สามารถใช้ได้

 

E : Retail Point of Sale Terminal

(PoS)

ระบบ Point of Sale (PoS) เนื่องจากต้องการการสื่อสารเพื่อรับส่งข้อมูลกันบ่อย ระบบแบบนี้ต้องมีการจัดให้มีระบบจ่ายไฟที่ไม่จำกัดเพียง battery lifetime เพียงอย่างเดียว และเป็นระบบที่ต้องการ latency time และ turn-around time ที่ต่อเนื่องจาก latency time ที่น้ำจะจำกัดจำนวนของ transaction ได้ ด้วยเหตุที่ต้องมี QoS และมีการสื่อสารที่บ่อย เทคโนโลยี NB-IoT จึงเหมาะสมที่สุดสำหรับแอพพลิเคชั่นแบบนี้

 

F : Pallet Tracking

for Logistics

คุณลักษณะหลักที่จะปลดล็อคตลาด pallet tracking ที่มีปริมาณสูงก็คือต้นทุนและ battery lifetime ปัจจุบันนี้การติดตาม pallet เพื่อให้ทราบตำแหน่งหรือสภาวะของสินค้าเป็นสิ่งที่พึงปรารถนากันอย่างสูง การติดตาม pallet เป็นตัวอย่างที่ดีของการนำโซลูชั่นแบบฮายบริดมาใช้ บริษัทลอจิสติกส์สามารถมีโซลูชั่นของตัวเองเพื่อที่จะรับประกันความคุ้มครองโรงงานของเขา เกตเวย์ต้นทุนต่ำสามารถติดตั้งได้ง่ายเพื่อให้ครอบคลุมการคัดแยกโรงงาน และยังถูกใช้งานบนยานพาหนะเป็นเกตเวย์เคลื่อนที่ LoRaWAN public network สามารถใช้ประโยชน์ได้เมื่ออยู่ด้าน นอกโรงงานหรือเมื่อสินค้ามาถึงตำแหน่งของลูกค้า ระบบ 4G/LTE for NB-IoT อาจจะไม่สามารถใช้งานได้กับทุกตำแหน่งของการขนส่งที่โดยทั่วไปจะเป็นพื้นที่ชนบทและ LoRa ยังมีคุณสมบัติทางเทคนิคที่เป็นหนึ่งเดียวที่สามารถสื่อสารได้ อย่างมีความน่าเชื่อถือมากกว่าสัญญาณแบบ narrow band เมื่อมีการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ด้วยคุณสมบัติที่ต้นทุนต่ำ, สามารถใช้งานแบตเตอรี่ได้นานและมีความสามารถเป็น private solution ที่รับประกันการครอบคลุมพื้นที่ในทุกประเภทโรงงาน LoRa จึงเป็นเทคโนโลยีที่ดีที่สุดสาหรับงานแบบนี้

 

ข้อสรุป

ไม่มีแชมเปี้ยนแห่ง IoT แต่ละแอพพลิเคชันจะมีความต้องการและข้อพิจารณาจำเพาะของตัวเองทำให้นำไปสู่การใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกัน บทความน้ีได้อธิบายความแตกต่างทางเทคนิคและสภาพได้อย่างเสียอย่างในเชิง พาณิชย์ของ NB-IoT และ LoRa และทั้งคู่จะมีตำแหน่งของตัวเองในตลาด IoT โดย LoRa จะรองรับแอพพลิเคชันที่ใช้ต้นทุนต่ำและปริมาณสูง ส่วน NB-IoT จะรองรับแอพพลิเคชันที่มีคุณค่าสูงและจะต้องจ่ายสำหรับ QoS ที่สูง

 

บทความโดย : อดิศร ขาวสังข์ แปลจาก A White Paper by Hardy Schmidbauer prepared for the LoRaAlliance, September 2016

 

Share this Article: