عندما تتجاوز التقنيات حدود اعتماد معينة، يتغير شيء ما في السوق. يطلق عليها نقطة التحول لأن حجم القاعدة المثبتة ونجاحها يصل إلى نقطة يثق فيها العملاء بالتكنولوجيا ويصبح تقدمها لا يمكن إيقافه. هذا ما حدث لسوق إنترنت الأشياء مع LoRaWAN، كما يقول Semtech وتحالف LoRa.
مع اعتماد السوق لأكثر من 125 مليون جهاز متصل على مستوى العالم ونمو بنسبة 25% على أساس سنوي، يحدث هذا التحول الآن لشبكات المنطقة الواسعة منخفضة الطاقة (LPWAN) المستندة إلى LoRaWAN.
إن الحدث المهم ليس فقط بسبب الأرقام الأولية، ولكن بسبب ما تكشفه أنماط النشر. يتجاوز عدد شبكات المشغلين الفردية الآن 10 ملايين جهاز، مع اقتراب الشبكات المتعددة من هذا النطاق بفضل النمو الذي يتراوح بين 30% و50% سنويًا. هذه ليست مرحلة تجريبية – إنها شبكات إنتاج تدعم التطبيقات ذات المهام الحرجة عبر المرافق والمدن الذكية والعمليات الصناعية والتطبيقات الناشئة التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي.
معيار البنية التحتية
ينبع نضج LoRaWAN كبنية تحتية للاتصال من تقارب العوامل الفنية والسوقية التي تغلبت على عوائق التبني السابقة.
يظل أداء الراديو أساسيًا لنمو التكنولوجيا. تم تصميم LoRaWAN للأجهزة التي تعمل بالبطاريات والتي تحافظ على اتصال متعدد الكيلومترات لمدة 5-10 سنوات على بطارية واحدة. يعالج النطاق الطويل لـ LoRa والاستهلاك المنخفض جدًا للطاقة اقتصاديات النشر التي لا يمكن لبدائل الطاقة الأعلى مطابقتها. يتيح الاختراق الداخلي العميق وانتشار الإشارات الحضرية حالات الاستخدام مثل عدادات المرافق في الطابق السفلي وأجهزة استشعار مواقف السيارات والشاشات البيئية.
أدى اعتراف قطاع تقييس الاتصالات بـ LoRaWAN كمعيار دولي لشبكة LPWAN في عام 2021 إلى تسريع ثقة المؤسسات وضمانات قابلية التشغيل البيني. يمكن للمؤسسات التي تنشر البنية التحتية لـ LoRaWAN اليوم أن تعتمد على تنوع الموردين، وتوافر المعدات، والدعم التكنولوجي طويل المدى – وهي المخاوف التي حدت تاريخيًا من اعتماد LPWAN.
يتناقض اتساع النظام البيئي المتاح الآن بشكل حاد مع ظروف السوق السابقة. يعمل أكثر من 600 جهاز معتمد ومئات من مشغلي الشبكات والآلاف من موفري الحلول على خلق ضغط تنافسي يدفع الابتكار مع تقليل مخاطر النشر. تتمتع المنظمات التي تختار اتصال LoRaWAN بإمكانية الوصول إلى سلاسل التوريد القائمة وخبرة التكامل المثبتة.
ومن الأهمية بمكان أن مرونة نشر الشبكة تميز LoRaWAN عن البدائل الخلوية. يمكن للمؤسسات تنفيذ شبكات خاصة للتحكم التشغيلي والأمن، والاستفادة من الشبكات العامة للنشر السريع، أو تصميم أساليب هجينة تحقق التوازن بين كلا المتطلبات. وهذا يوفر إمكانية عكس الشبكة، وهي القدرة على الانتقال بين المشغلين أو نماذج الشبكة دون استبدال الأجهزة وبالتالي حماية استثمارات البنية التحتية مع الحفاظ على الاختيارية الإستراتيجية.
متطلبات الذكاء الاصطناعي
تعمل الحوسبة المتطورة والذكاء الاصطناعي على تغيير بنيات بيانات إنترنت الأشياء بشكل أساسي وخلق فرص جديدة لتطور LoRaWAN.
كانت تدفقات بيانات أجهزة استشعار إنترنت الأشياء التقليدية تعتمد على حمولات الحزمة مثل قراءات درجة الحرارة أو حالة الحركة أو القياس عن بعد البسيط على سبيل المثال التي تم قياسها بالبايت. تتطلب التطبيقات التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي ملفات تعريف بيانات مختلفة بشكل أساسي. تتطلب المقاطع الصوتية ما بين 10 كيلو بايت إلى 100 كيلو بايت، وتحتاج بيانات الصورة إلى ما بين 50 كيلو بايت إلى 500 كيلو بايت، ويمكن أن يتجاوز توزيع نموذج الذكاء الاصطناعي عدة ميغابايت. ويعكس سوق الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء العالمي هذا التحول، حيث من المتوقع أن ينمو من 11 مليار دولار في عام 2025 إلى 48 مليار دولار بحلول عام 2033 بمعدل نمو سنوي مركب 20٪.
تتقدم تقنية LoRa لتلبية هذه المتطلبات. إضافة تعديل الاتصال السريع طويل المدى (FLRC) الذي يدعم معدلات البيانات التي تصل إلى 2.6 ميجابت في الثانية مع الحفاظ على خصائص الطاقة المنخفضة الأساسية لعمليات النشر التي تعمل بالبطارية. تربط هذه الإمكانية بين اتصال أجهزة الاستشعار التقليدية ومتطلبات نقل البيانات عالية السرعة التي تتطلبها التطبيقات الناشئة.
يتيح التقارب تطبيقات إنترنت الأشياء المختلفة معمارياً. ستدمج أجهزة الاستشعار المستقبلية معالجة الذكاء الاصطناعي المحلية – تحليل البيانات الصوتية لتحديد أحداث معينة، ومعالجة الصور لاكتشاف الظروف، واتخاذ قرارات متقدمة قبل نقل الشبكة.
على سبيل المثال، يمكن لمستشعر اكتشاف كسر الزجاج تحليل الصوت محليًا باستخدام نماذج الذكاء الاصطناعي ونقل أحداث الإنذار فقط من خلال شبكات LoRaWAN بدلاً من تدفق البيانات الصوتية الأولية بشكل مستمر. يعمل هذا الأسلوب على تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير، وإطالة عمر البطارية، وتقليل متطلبات النطاق الترددي للشبكة مع تمكين منطق التطبيق المتطور.
حقيقة القوة
يعد سرد 5G RedCap بتحويل اتصال إنترنت الأشياء، لكن واقع النشر يحكي قصة مختلفة.
بينما يتم نشر LoRaWAN عبر بنية تحتية واسعة النطاق للشبكة العالمية. يظل 5G RedCap في الغالب في مراحل المواصفات والتجريب، مع توفر تجاري محدود وجداول زمنية غير مؤكدة للنشر.
تعتبر اختلافات استهلاك الطاقة حاسمة بالنسبة للتطبيقات التي تعمل بالبطارية. تعمل أجهزة LoRaWAN لمدة تتراوح بين 5 و10 سنوات قبل أن تحتاج إلى بطاريات جديدة. تتطلب تقنيات 5G، بما في ذلك متغيرات RedCap، طاقة أعلى بكثير، مما يتطلب غالبًا استبدال البطارية بشكل متكرر أو توصيلات طاقة دائمة. بالنسبة للمراقبة البيئية عن بعد، وأجهزة الاستشعار الزراعية، وقياس المرافق، والتطبيقات الصناعية الموزعة، تحدد كفاءة الطاقة هذه الجدوى التقنية.
تعالج التقنيات متطلبات السوق المختلفة. تتفوق تقنية 5G حيث يكون النطاق الترددي العالي وزمن الوصول المنخفض للغاية ضروريين، على سبيل المثال النطاق العريض للأجهزة المحمولة، والواقع المعزز، والأتمتة الصناعية التي تتطلب استجابة بالميلي ثانية. تعمل LoRaWAN على تحسين التطبيقات التي تعطي الأولوية لطول عمر البطارية، والتغطية واسعة النطاق، والاختراق الداخلي العميق، وتكاليف النشر المنخفضة، وهي الخصائص التي تحدد معظم حالات استخدام إنترنت الأشياء.
توسيع التطبيقات
تشير حالات الاستخدام الناشئة إلى أن نمو LoRaWAN سوف يتسارع بما يتجاوز المسارات الحالية.
على سبيل المثال، تحتاج تطبيقات المنزل الذكي إلى التطور لتتجاوز حدود شبكة Wi-Fi والبلوتوث. يعالج LoRaWAN حالات الاستخدام الداخلية والخارجية على حد سواء مع إمكانات متعددة البروتوكولات تدعم التطبيقات المتنوعة: مراقبة الألواح الشمسية، وأنظمة الأمان، وأدوات التحكم في المرآب، والإضاءة الخارجية، وأجهزة استشعار صندوق البريد، ومراقبة الحدائق، والضوابط البيئية.
يدعم LoRaWAN بروتوكولات متعددة خاصة بالتطبيقات، مثل Amazon Sidewalk، وMeshtastic، وwM-Bus، وWi-SUN FSK، وZ-Wave، لإنشاء منصات اتصال موحدة للأتمتة الشاملة دون تجزئة البروتوكول.
يعمل التقارب متعدد البروتوكولات على تقليل تعقيد الشركة المصنعة وتكاليف النشر مع توفير المرونة الإقليمية ومرونة التطبيقات. تعمل الأجهزة التي تتكيف مع معايير مختلفة دون تغييرات في الأجهزة على تسريع قابلية التوسع العالمية وتبسيط إدارة سلسلة التوريد.
آثار السوق
يوضح التقاء النمو القوي للأجهزة، وتوسيع عمليات نشر الشبكة، والتطور التكنولوجي نحو منصات جاهزة للذكاء الاصطناعي، والدعم الشامل للنظام البيئي، أن LoRaWAN قد انتقلت إلى ما بعد التبني المبكر إلى نقطة التحول في التبني السائد.
ستجد المنظمات التي تقوم بتقييم حلول الاتصال طويلة المدى ومنخفضة الطاقة، عندما تأتي إلى LoRaWAN، أنظمة بيئية ناضجة مع عمليات نشر مثبتة، وتوافر واسع النطاق للأجهزة، وممارسات تكامل راسخة، وخرائط طريق تكنولوجية واضحة.
يؤكد إنجاز 125 مليون جهاز على قدرة LoRaWAN على تقديم خدمات على نطاق واسع عبر تطبيقات متنوعة بما في ذلك الزراعة الذكية، وتتبع الأصول الصناعية، وقياس المرافق، والاستشعار البيئي، والحوسبة المتطورة المدعومة بالذكاء الاصطناعي.
بالنسبة لمشغلي الشبكات وبائعي المعدات وقادة إنترنت الأشياء في المؤسسات، فإن إنجاز السوق الذي حققته LoRaWAN يخلق ضرورات استراتيجية. أصبحت LoRaWAN بنية تحتية أساسية لعمليات نشر إنترنت الأشياء واسعة النطاق التي تعمل بالبطارية. يتحول السؤال من ما إذا كان بإمكان LoRaWAN تقديم المساعدة إلى كيفية استفادة المؤسسات من الزخم الراسخ والاستثمار في النظام البيئي.
ومع تسارع نمو النشر، أصبحت تطبيقات المنزل الذكي الجديدة متاحة عبر الإنترنت، كما يعمل تكامل الذكاء الاصطناعي على توسيع إمكانيات التطبيقات، ويتم وضع LoRaWAN كاتصال مثبت للبنية التحتية للمدينة الذكية من الجيل التالي، والعمليات الصناعية، ومبادرات الاستدامة القائمة على البيانات. لقد وصلت نقطة التحول لمنح المؤسسات تقنية مثبتة يمكنهم توحيدها للاستفادة من هذا السوق سريع النمو.
عن المؤلف
أوليفييه بوجارد هو المدير الأول لنظام LoRa البيئي في Semtech، وهو المنصب الذي يشغله منذ عام 2017. وهو يشغل منصب رئيس مجلس إدارة LoRa Alliance، حيث يقود أيضًا المبادرات الرئيسية، بما في ذلك المبادرات التنظيمية والتسويقية. مع أكثر من 18 عامًا من الخبرة في مجال M2M/IoT اللاسلكي، شغل Beaujard سابقًا مناصب قيادية في التسويق وتطوير الأعمال في Sierra Wireless، الآن Semtech.
