อุปกรณ์เทคโนโลยีการสื่อสาร

ถ้าพูดถึงการสื่อสาร การเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ IoT ต่างๆ ในปัจจุบันที่เป็นที่รู้จักกันดีและใช้กันอย่างแพร่หลาย  ไม่ว่าจะเป็น 2G/3G/4G cellular, Bluetooh, WIFI แต่คุณรู้หรือไม่ว่า ในโลกของเทคโนโลยีนั้น ยังมีการสื่อสารข้อมูลอีกมากมาย ที่หลายคนยังไม่รู้จัก ซึ่งใน blog วันนี้ แอดมินจะพาทุกท่านไปทำความรู้จักกับ มาตรฐานการสื่อสารข้อมูลที่นิยมใช้กันสำหรับอุปกรณ์ IoT ว่ามีอะไรบ้าง

1. Bluetooth

Bluetooth (บลูทูธ) เป็นเทคโนโลยีในการสื่อสารแบบระยะใกล้ ซึ่งได้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาด consumer product ไม่ว่าจะเช่น มือถือ โน๊ตบุค เป็นต้น ซึ่งในปัจจุบัน Bluetooth ได้เพิ่มความสามารถในการสื่อสารโดยไม่จำเป็นต้อง Pairing กันเพื่อส่งข้อมูลเหมือนในอดีตแล้ว ซึ่งเราจะเรียกว่า “Bluetooth Low Energy (BLE) ซึ่งนำมาใช้ทั้งใน Smart Phone, Smart Watch หรืออุปกรณ์ Wearable ต่างๆ และยังออกแบบมาเน้นการประหยัดพลังงานอีกด้วย

• Standard: Bluetooth 4.2 core specification
• Frequency: 2.4GHz (ISM)
• Range: 50-150m (Smart/BLE)
• Data Rates: 1Mbps (Smart/BLE)

2. Zigbee

ZigBee นั้นเป็น Protocol ที่ทำงานอยู่บน IEEE802.15.4 ซึ่งจะเป็นมาตรฐานสำหรับงาน Wireless Sensor Network โดยเฉพาะ จะเหมาะใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์เครือข่ายเน้นประหยัดพลังงาน ซึ่งในปัจจุบันก็เริ่มมีอุปกรณ์ IoT ที่ใช้คลื่น ZigBee จำหน่ายกันแล้ว

โดยระยะในการส่งข้อมูลของ ZigBee นั้นจะเป็นการส่งข้อมูลในระยะเฉลี่ยประมาณ 100 เมตร ซึ่งมักจะนำมาใช้กันในงานภาคอุตสาหกรรมมากกว่า

• Standard: ZigBee 3.0 based on IEEE802.15.4
• Frequency: 2.4GHz
• Range: 10-100m
• Data Rates: 250kbps

3. Z-Wave

Z-Wave คือ เทคโนโลยีการสื่อสารแบบ low- power RF ที่หลักๆ แล้ว ออกแบบมาเพื่อการใช้งานอย่าง Home Automation (ระบบบ้านอัจฉริยะ) เช่น ใช้ในการควบคุม การเปิด-ปิดไฟ หรือ ควบคุม sensor ต่างๆ  เป็นการสื่อสารที่มีความเสถียรภาพ ทำงานอยู่บนคลื่นความถี่ต่ำว่า 1GHz เพื่อที่จะได้หลีกเลี่ยงการรบกวนของคลื่นความถี่ 2.4 GHz อย่าง WIFI, Bluetooth หรือ ZigBee

Z-Wave Protocol นั้นพัฒนาได้ง่ายกว่า protocol แบบอื่นด้วยซ้ำ เพียงแต่ว่า อุปกรณ์ที่รองรับนั้นถูกจำกัดไว้ด้วยบริษัท Sigma Designs ถ้าเทียบกับเทคโนโลยี wireless อื่น เช่น ZigBee ที่มีผู้ผลิตมากกว่านั่นเอง

• Standard: Z-Wave Alliance ZAD12837 / ITU-T G.9959
• Frequency: 900MHz (ISM)
• Range: 30m
• Data Rates: 9.6/40/100kbit/s

4. 6LowPAN

6LowPAN  ย่อมาจาก IPv6 Low-power wireless Personal Area Network เป็นมาตรฐานการสื่อสารที่สร้างโดยกลุ่ม Internet Engineering Task Force (IETF) ที่สร้างขึ้นมาเพื่อที่จะนำ IPv6 ใช้งานร่วมกับมาตรฐาน IEEE 802.15.4 ได้ มีจุดเด่นตรงที่ สามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์ LowPower ได้หลายแบบ สามารถทำ Mesh Network ได้ และในปัจจุบัน ยังสามารถทำงานได้กับ Bluetooth อีกด้วย

• Standard: RFC6282
• Frequency: (adapted and used over a variety of other networking media including Bluetooth Smart (2.4GHz) or ZigBee or low-power RF (sub-1GHz)
• Range: N/A
• Data Rates: N/A

5. Thread

Thread เป็น IP-Base IPv6 networking Protocol ใหม่ล่าสุด ที่ออกแบบมาใช้กับงาน Smart Home ​โดยเฉพาะ ซึ่งเป็น Royalty Free Protocol ออกแบบโดย Thread Group ที่นำไปใช้บน IEEE802.15.4 จึงมีคุณสมบัติเช่นเดียวกับ Zigbee ในเรื่องของการทำ Mesh Networking หรือ เน้นการประหยัดพลังงาน

• Standard: Thread, based on IEEE802.15.4 and 6LowPAN
• Frequency: 2.4GHz (ISM)
• Range: N/A
• Data Rates: N/A

6.WiFi

Wi-Fi ( ย่อมาจาก Wireless Fidelity )หรือที่คนทั่วๆไปรู้จักกันในนาม Wireless LAN หรือ WLAN เป็นเครือข่ายไร้สาย ที่เป็นที่นิยมใช้ตามบ้าน หรือ สำนักงานต่างๆ ทั่วไป ภายใต้มาตรฐาน IEEE 802.11ใช้คลื่นวิทยุความถี่ 2.4 GHz  จุดเด่นคือสามารถส่งข้อมูลในปริมาณมากๆ ได้ แต่ก็ใช้พลังงานมากตามไปด้วยเช่นกัน

• Standard: Based on 802.11n (most common usage in homes today)
• Frequencies: 2.4GHz and 5GHz bands
• Range: Approximately 50m
• Data Rates: 600 Mbps maximum, but 150-200Mbps is more typical, depending on channel frequency used and number of antennas (latest 802.11-ac standard should offer 500Mbps to 1Gbps)

7.Cellular

GSM/ 3G/ 4G Cellular Protocol นั้นมีจุดเด่นที่เหมาะกับการนำไปใช้งาน IoT Application ที่สามารถสื่อสารในระยะไกลๆ หรือ ปริมาณมากๆ โดยได้เปรียบตรงที่ สามารถส่งข้อมูลได้ทีละมากๆ และมีประสิทธิภาพสูง แต่ข้อจำกัดคือ เรื่องของค่าใช้จ่าย และ การใช้พลังงานที่สูงเกินไปกับบาง application ได้

• Standard: GSM/GPRS/EDGE (2G), UMTS/HSPA (3G), LTE (4G)
• Frequencies: 900/1800/1900/2100MHz
• Range: 35km max for GSM; 200km max for HSPA
• Data Rates (typical download): 35-170kps (GPRS), 120-384kbps (EDGE), 384Kbps-2Mbps (UMTS), 600kbps-10Mbps (HSPA), 3-10Mbps (LTE)

8.NFC

NFC ย่อมาจาก Near Field Communication เป็นเทคโนโลยีที่ทำให้อุปกรณ์ 2 ตัวสื่อสารกันได้ในระยะใกล้ๆ ไม่เกิน 10 ซม. ส่งผ่านข้อมูลได้ง่าย เพียงแค่แตะ แล้วอ่านข้อมูลได้เลย ประหยัดพลังงาน ซึ่งปัจจุบันถูกนำไปใช้ในการชำระเงินค่าโดยสาร ค่าสินค้า รวมถึงนำไปใช้ส่งข้อมูลมัลติมีเดียต่างๆ ด้วย นอกจากนี้ บางบริษัทก็นำ NFC ไปใช้เป็น Secure Keycard/Business Card เพื่อการรักษาความปลอดภัยด้วย

• Standard: ISO/IEC 18000-3
• Frequency: 13.56MHz (ISM)
• Range: 10cm
• Data Rates: 100–420kbps

9.Sigfox

Sigfox เป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีทางเลือก ที่ถูกสร้างขึ้นมาโดยบริษัทฝรั่งเศสในปี 2009 ที่ใช้ Ultra Narrow Band (UNB) ที่ออกแบบมาให้ใช้งานที่ความเร็วในการส่งข้อมูล 10 – 1,000 bit ต่อวินาที เน้นการเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ใช้พลังงานน้อยเช่น มิเตอร์ไฟฟ้า หรือ smart watch ต่างๆ โดยจะใช้คลื่นความถี่ที่ใช้งานของ Sigfox จะอยู่ในย่าน 868MHz สำหรับยุโรป และ 902MHz สำหรับสหรัฐฯ โดยเป็นคลื่นที่ไม่ต้องขออนุญาต

ปัจจุบัน มีการใช้งานอยู่ใน 45 ประเทศ และจะครอบคลุมถึง 50 ประเทศภายในปี 2018 นี้

• Standard: Sigfox
• Frequency: 900MHz
• Range: 30-50km (rural environments), 3-10km (urban environments)
• Data Rates: 10-1000bps

10.Neul 

Neul Protocol จะมีคุณสมบัติคล้ายๆ กับ Sigfox และทำงานบนคลื่นความถี่  sub-1GHz โดยสามารถส่งข้อมูลได้ตั้งแต่ ไม่กี่ bps ถึง 100kbps ภายในระยะ 10 กิโลเมตร

• Standard: Neul
• Frequency: 900MHz (ISM), 458MHz (UK), 470-790MHz (White Space)
• Range: 10km
• Data Rates: Few bps up to 100kbps

11. LoRaWAN

LoRaWAN ย่อมาจาก  Low-Power Wide-Area Network ซึ่งก็คือ เครือข่ายไร้สายที่สามารถครอบคลุมพื้นที่ได้กว้างไกล สื่อสารตลอดเวลา ส่งข้อมูลไม่เยอะในแต่ละครั้ง แต่ใช้พลังงานต่ำ ซึ่งเหมาะกับการใช้งาน IoT หรือ Internet of Things นั่นเอง

ล่าสุดทาง กสทช. อนุญาตให้ใช้งาน LoRa ย่านคลื่นความถี่ 920-925 MHz กำลังส่งสูงสุดไม่เกิน 4 วัตต์ได้แล้ว 

• Standard: LoRaWAN
• Frequency: Various
• Range: 2-5km (urban environment), 15km (suburban environment)
• Data Rates: 0.3-50 kbps.

จริงๆ แล้ว มาตรฐานในการสื่อสารยังมีอีกมากมาย ซึ่งขึ้นอยู่กับผู้ผลิต hardware แต่ละยี่ห้อและกฏหมายของแต่ละประเทศ ที่จะนำมาเป็นมาตรฐานในการเลือกใช้

Credit: blog.ibcon