เมื่อสองสามปีก่อน “การติดตามดาวเทียม” มักหมายถึงงบประมาณด้านพลังงานมหาศาล ฮาร์ดแวร์ราคาแพง และขั้นตอนการทำงานที่ดูเหมือนกับการวิศวกรรมอวกาศ แต่ปัจจุบันแตกต่างออกไป ไม่ได้ง่ายขึ้นอย่างน่าอัศจรรย์… แต่ สามารถใช้งานได้.

เราได้ยินคำพูดเดิมๆ จากผู้ประกอบการฟาร์มปศุสัตว์และทีมงานโลจิสติกส์ในพื้นที่ห่างไกลว่า “ฉันไม่ต้องการบรอดแบนด์ ฉันต้องการหลักฐานการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตและสัญญาณเตือนภัยทุกที่” เอ็นทีเอ็น ในที่สุดก็ตรงกับความต้องการนั้น และเมื่อคุณจับคู่ตามมาตรฐานแล้ว เอ็นทีเอ็น ด้วยการรายงานที่เป็นระบบระเบียบและกลยุทธ์เครือข่ายแบบผสมผสาน ทำให้เริ่มดูเป็นไปได้จริงสำหรับปศุสัตว์ ตู้คอนเทนเนอร์ ปั๊มน้ำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และสิ่งอื่นใดที่อยู่นอกเหนือขอบเขตการครอบคลุมของสัญญาณโทรศัพท์มือถือ.

3GPP NTN มีความหมายอย่างไรต่ออุปกรณ์ IoT ผ่านดาวเทียม

3GPP ใช้ เครือข่ายนอกภาคพื้นดิน (เอ็นทีเอ็น(สำหรับเครือข่ายโทรศัพท์มือถือที่ขยายออกไปในอากาศผ่านดาวเทียมและแพลตฟอร์มระดับสูง) นึกภาพว่าเป็นโทรศัพท์มือถือ แต่สถานีฐานตั้งอยู่บนดาวเทียมหรือแพลตฟอร์มทางอากาศ. ⁽¹⁾

การเปิดตัวเวอร์ชัน 17 มีความสำคัญเพราะเป็นการนำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงอย่างเป็นทางการ เอ็นทีเอ็น เข้าสู่แผนงาน 5G และ IoT รวมถึง NR over เอ็นทีเอ็น และ IoT ผ่าน เอ็นทีเอ็น. แก่นหลักของมาตรฐานนั้นคือสิ่งที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง เอ็นทีเอ็น ตั้งแต่การผสานรวมเฉพาะกลุ่มไปจนถึงการใช้งานซ้ำได้. ⁽²⁾

ทีนี้มาถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในทางปฏิบัติ: คุณสามารถออกแบบอุปกรณ์ที่สื่อสารผ่านเครือข่ายเซลลูลาร์ IoT แบบ "ปกติ" จากนั้นจึงเพิ่มฟังก์ชันเพิ่มเติมเข้าไป เอ็นทีเอ็น ใช้เป็นส่วนขยายความครอบคลุมแทนการใช้งานระบบดาวเทียมแยกต่างหากทั้งหมด. ⁽⁴⁾

เหตุใดระบบ NTN ผ่านดาวเทียมจึงใช้งานได้จริงหลังจากเวอร์ชัน 17

มาตรฐาน + แถบสเปกตรัมที่กำหนดไว้

สอดคล้องกับ 3GPP เอ็นทีเอ็น การใช้งานกับย่านความถี่ดาวเทียม FR1 เฉพาะ เช่น n255 และ n256 ซึ่งมีช่วงความถี่รับส่งสัญญาณขึ้นและลงที่กำหนดไว้ มาตรฐาน ETSI TS 38.108 ได้เผยแพร่ช่วงความถี่เหล่านั้นไว้ (ตัวอย่างเช่น n255 และ n256 ในย่านความถี่ 1.5–2.2 GHz). ⁽³⁾

การเชื่อมต่อแบบไฮบริดกลายเป็นสถาปัตยกรรมมาตรฐาน

รูปแบบที่ชนะนั้นดูน่าเบื่อ และนั่นก็ดีแล้ว: ใช้ลิงก์ภาคพื้นดินเมื่อมี จากนั้นค่อยถอยกลับไปใช้รูปแบบอื่นหากไม่ได้ผล เอ็นทีเอ็น เมื่อคุณไม่ทำเช่นนั้น ภาพรวมของ Telenor ระบุทิศทางนี้อย่างชัดเจนว่าเป็นอุปกรณ์ที่สามารถเชื่อมต่อได้ทั้งเครือข่ายเซลลูลาร์และดาวเทียม โดยมีตรรกะของอุปกรณ์ที่จัดการข้อจำกัดเฉพาะของดาวเทียม. ⁽⁴⁾

แนวคิดการสื่อสาร IoT ได้รับชัยชนะ

ทีมต่างๆ เลิกขอแผนที่แบบเรียลไทม์ทุกวินาทีแล้ว พวกเขาเริ่มขอสิ่งต่อไปนี้แทน:

• สถานที่ตั้งในเหตุการณ์สำคัญต่างๆ,
• การละเมิดขอบเขตทางภูมิศาสตร์,
• ความผิดปกติของการเคลื่อนไหว,
• การตรวจสอบเป็นระยะ.

นั่นคือลักษณะการจราจรที่แท้จริง เอ็นทีเอ็น จัดการได้ดีที่สุด. ⁽⁴⁾

คำอธิบายสถาปัตยกรรมระบบติดตามแบบไฮบริดดาวเทียม + เครือข่ายเซลลูลาร์

ในแคตตาล็อกของ Lansitec นั้น เอ็นทีเอ็น แท็กติดตามปศุสัตว์ มุ่งเป้าไปที่ความเป็นจริงแบบผสมผสานนี้โดยตรง: มันรวมเข้าด้วยกัน โลราวัน + เอ็นทีเอ็น + NB-IoT + BLE 5.0 + GNSS พร้อมแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ 500 mAh และแผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็ก (0.34 W) เพื่อการใช้งานภาคสนามที่ยาวนาน.

รายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ที่สำคัญในโลกแห่งความเป็นจริง:

• ความแม่นยำของ GNSS: ระบุไว้ที่ < 2.5 เมตร (CEP50) พร้อมรองรับ GPS/BeiDou.
• การตรวจจับการเคลื่อนไหว: มีเซ็นเซอร์วัดความเร่งแบบ 3 มิติ ช่วยให้คุณสามารถสร้างรายงานจากความเคลื่อนไหวได้ แทนที่จะใช้ตัวจับเวลาแบบคงที่. 
• แถบความถี่ดาวเทียม: รายการแท็ก เอ็นทีเอ็น แถบความถี่ n255/n256 และยังแยกอัตราการรับส่งข้อมูลสูงสุดตามประเภทวงโคจร (LEO เทียบกับ GEO) ในตารางข้อมูลจำเพาะอีกด้วย.

ประเด็นสุดท้ายนี้อาจดูเล็กน้อยแต่สำคัญ: ข้อกำหนดของอุปกรณ์ยอมรับว่าการเลือกวงโคจรจะส่งผลต่อความหมายของคำว่า "ดีพอ".

ดาวเทียม LEO เทียบกับดาวเทียม GEO สำหรับ IoT: ความแตกต่างที่สำคัญสำหรับการติดตามปศุสัตว์

คุณไม่จำเป็นต้องมีปริญญาเอกที่นี่ แต่คุณต้องมีความคาดหวังที่ถูกต้อง.

ประเภทวงโคจร	ระดับความสูงทั่วไป	สิ่งที่คุณจะรู้สึกได้ในระหว่างการปฏิบัติงาน	ในที่ที่เหมาะสมที่สุด
สิงห์	~500–1,500 กม.	การใช้เสาอากาศขนาดเล็กและมีความหน่วงต่ำกว่านั้นเป็นไปได้ แต่ดาวเทียมมีการเคลื่อนที่ ดังนั้นความต่อเนื่องของการครอบคลุมจึงขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของกลุ่มดาวเทียม	ฝูงสัตว์เคลื่อนที่, ทรัพย์สินที่เคลื่อนย้ายได้, โลจิสติกส์ข้ามพรมแดน
จีโอ	~36,000 กม.	“มีพื้นที่ครอบคลุมแบบ "คงที่" แต่มีความหน่วงสูงกว่า และมักมีภาระการส่งข้อมูลของอุปกรณ์สูงกว่า	ไซต์ระยะไกลที่กำหนดไว้ การรายงานสถานะเป็นระยะ

ลักษณะวงโคจรเหล่านั้นเป็นตัวกำหนดวิธีการจัดกำหนดการส่งข้อความและระดับการบีบอัดข้อมูลในเครื่อง. ⁽⁴⁾

การออกแบบ IoT ผ่านดาวเทียมแบบไฮบริด: กลยุทธ์การติดตามแบบหลายระดับ

เมื่อเราติดตั้งระบบติดตามระยะไกล เราไม่ได้พยายามทำให้ทุกการเชื่อมต่อมีคุณภาพเท่าเทียมกัน เราจัดลำดับชั้นไว้ดังนี้:

ระดับ 1: เดินทางบ่อย ราคาถูก และให้บริการในพื้นที่

ใช้ BLE หรือ โลราวัน เมื่อสัตว์หรือทรัพย์สินเคลื่อนผ่านใกล้โครงสร้างพื้นฐานที่รู้จัก (เช่น คอกสัตว์ จุดให้น้ำ ทางลาดขนถ่ายสินค้า) คุณจะได้รับข้อมูลจำนวนมากโดยไม่ต้องเสียภาษีดาวเทียม.

ระดับ 2: กระจายตัวเบาบาง ทั่วโลก มีความยืดหยุ่น

ใช้ เอ็นทีเอ็น สำหรับ:

• หลักฐานแสดงตำแหน่งรายวัน,
• ออกจากขอบเขตทางภูมิศาสตร์ (geofence),
• การเคลื่อนไหวที่ผิดปกติ,
• อุปกรณ์ทำงานและมีการเต้นของหัวใจ.

แพ็กเกจนี้จะคุ้มครองคุณในวันที่แย่ ไม่ใช่แค่ในวันที่สบายๆ เท่านั้น.

ระดับ 3: เฉพาะกรณีพิเศษเท่านั้น

เพิ่มอัตราการส่งข้อความชั่วคราวเมื่อมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น (เช่น การดัดแปลงแก้ไข การเดินทางที่ไม่คาดคิด เหตุการณ์ตื่นตระหนก รูปแบบการโจรกรรม) จากนั้นจึงลดอัตราการส่งข้อความลง.

นี่คือวิธีที่จะรักษาอายุการใช้งานแบตเตอรี่และต้นทุนให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม แม้ในระดับการใช้งานจำนวนมากก็ตาม.

วิธีเพิ่มประสิทธิภาพอายุการใช้งานแบตเตอรี่ในอุปกรณ์ IoT ดาวเทียม

คุณสามารถนำสิ่งเหล่านี้ไปใช้ได้เกือบทั้งหมดด้วยกฎง่ายๆ ดังนี้:

• ทำให้ไกปืนเคลื่อนไหว, ไม่ใช่เวลา “รายงานเมื่อกำลังเคลื่อนที่ เงียบเมื่อพักผ่อน” ช่วยลดปริมาณการจราจรได้อย่างรวดเร็ว.
• ใช้ขอบเขตทางภูมิศาสตร์เป็นตัวกรอง, ไม่ใช่แค่ส่งสัญญาณเตือน ส่งข้อความ “ฉันยังอยู่ข้างใน” เพียงวันละครั้ง (หรือน้อยกว่านั้น).
• จงทะนุถนอมข้อมูลสำคัญราวกับเป็นทองคำ. บรรจุเฉพาะข้อมูลที่คุณต้องการใช้งานเท่านั้น ได้แก่ เวลา ตำแหน่ง สถานะ แบตเตอรี่ และสถานะเซ็นเซอร์เพียงหนึ่งรายการ.

แบบจำลองการใช้งานจริงของระบบติดตามปศุสัตว์ด้วยดาวเทียม

เป้าหมาย: ช่วยให้สามารถมองเห็นปศุสัตว์และทรัพย์สินที่อยู่ห่างไกลได้แม้ในขณะที่ไม่มีสัญญาณครอบคลุม โดยไม่ต้องเปลี่ยนแท็กทุกตัวให้กลายเป็นอุปกรณ์ที่ส่งข้อมูลผ่านดาวเทียมตลอดเวลา.

บริบทของฮาร์ดแวร์ (Lansitec): ที่ เอ็นทีเอ็น แท็กติดตามปศุสัตว์ รวม GNSS + โลราวัน + เอ็นทีเอ็น + NB-IoT + BLE พร้อมด้วยมาตรวัดความเร่ง 3 มิติ และระบบช่วยพลังงานแสงอาทิตย์.

ลำดับความครอบคลุมที่แท็กนี้ปฏิบัติตาม

หลักตรรกะที่ง่ายที่สุดในทางปฏิบัติมีลักษณะดังนี้:

• ใช้ภาคพื้นดินก่อน (โลราวัน หรือ NB-IoT หากมีให้บริการ).
• ใช้ เอ็นทีเอ็น เฉพาะเมื่อจำเป็นเท่านั้น (ไม่มีการเชื่อมต่อภาคพื้นดิน หรือสัญญาณเตือนภัยเร่งด่วน).
• บันทึกข้อมูลไว้ในเครื่องและส่งต่อในภายหลัง เมื่อแท็กกลับมาอยู่ใกล้บริเวณที่มีสัญญาณครอบคลุม.

ลำดับขั้นดังกล่าวสอดคล้องกับวิธีการใช้งาน IoT ผ่านดาวเทียมแบบไฮบริดในทางปฏิบัติโดยทั่วไป นั่นคือ ดาวเทียมทำหน้าที่เป็นตัวสำรองเพื่อความยืดหยุ่น ไม่ใช่เป็นท่อส่งสัญญาณที่เชื่อมต่อตลอดเวลา.

ลำดับขั้นตอนชีวิตประจำวันของปศุสัตว์

ที่ฟาร์ม (บริเวณที่มีสัญญาณครอบคลุมดี)

คุณติดตั้ง โลราวัน ควรฉีดพ่นสารเคมีให้ครอบคลุมบริเวณจุดสำคัญที่สัตว์มักผ่าน เช่น โรงนา ประตู รางน้ำ ก้อนเกลือ บริเวณขนถ่ายสินค้า (ไม่จำเป็นต้องฉีดพ่นให้ครอบคลุมทั่วทั้งบริเวณ)

• อุปกรณ์นี้บันทึกการเคลื่อนไหวและตำแหน่งพิกัด GNSS.
• เมื่อมัน "มองเห็น"“ โลราวัน, มันจะอัปโหลด ชุดข้อมูลที่แสดงได้แก่ ตำแหน่งสุดท้ายที่ทราบ แบตเตอรี่ และข้อมูลการเคลื่อนไหวบางส่วน.
• คุณจะได้รับข้อมูลที่ครบถ้วนกว่าที่นี่ เพราะราคาถูก เข้าถึงได้ง่าย และประหยัดพลังงาน.

อยู่กลางทุ่งโล่ง (ไม่มีสัญญาณภาคพื้นดิน)

ตอนนี้แท็กนั้นได้รับการบำบัดแล้ว เอ็นทีเอ็น เหมือนเชือกฉุกเฉินบวกกับการตรวจสอบประจำวัน.

• มันส่ง การตรวจสอบ "ยืนยันว่ายังมีชีวิตอยู่" ตามกำหนดการหนึ่งครั้ง“ ข้อความ (ตัวอย่างเช่น วันละครั้ง).
• มันส่ง ข้อความกิจกรรม แจ้งเตือนทันทีหากมีสิ่งใดละเมิดขอบเขตที่คุณให้ความสำคัญ เช่น การออกจากพื้นที่ที่กำหนดโดยระบบภูมิศาสตร์ การเคลื่อนไหวผิดปกติ หรือการดัดแปลงแก้ไข.
• สิ่งอื่นๆ จะถูกเก็บไว้จนกว่าสัตว์จะกลับมายังจุดที่มีการคุ้มครอง.

การขนส่งและวันตลาด (การรายงานข่าวแบบผสมผสานและไม่ต่อเนื่อง)

นี่คือจุดเด่นของรถยนต์ไฮบริด.

• อาจพบอุปกรณ์ NB-IoT ใกล้กับเมืองต่างๆ แท็กนี้สามารถส่งข้อมูลอัปเดตได้โดยไม่ต้องใช้ดาวเทียม.
• ในพื้นที่อับสัญญาณ, เอ็นทีเอ็น รักษาข้อมูลร่องรอยการใช้งานให้น้อยที่สุดและมีฟังก์ชันแจ้งเตือน.
• เมื่อรถบรรทุกกลับมาถึงลานจอดรถที่มีหลังคาคลุมอีกครั้ง แท็กจะอัปโหลดข้อมูลค้างส่งผ่านระบบภาคพื้นดินและรีเซ็ตเป็น "โหมดเงียบ"“

กลยุทธ์การรายงาน IoT ผ่านดาวเทียมสำหรับการทำงานที่ใช้พลังงานต่ำ

นี่คือนโยบายที่เป็นรูปธรรมที่คุณสามารถทดลองใช้ได้โดยไม่ต้องเสียเวลาไปกับข้อความมากมาย ให้ถือว่านี่เป็นเพียงการตั้งค่าเริ่มต้น ไม่ใช่กฎธรรมชาติ.

เงื่อนไข	ลิงก์ที่แนะนำ	ประเภทข้อความ	เนื้อหาทั่วไป	เหตุผลที่มันได้ผล
สัตว์กำลังพักผ่อนอยู่ภายในรั้ว	ไม่มี (ร้านค้า)	ไม่มีการเชื่อมต่ออัปโหลด	บันทึกเฉพาะในเครื่องเท่านั้น	ประหยัดพลังงาน หลีกเลี่ยงการจราจรติดขัดโดยไม่จำเป็น
สัตว์กำลังเคลื่อนไหวอยู่ภายในรั้ว	โลราวัน หรือ NB-IoT หากมีอยู่	อัปเดตแบบกลุ่ม	ตำแหน่งสุดท้าย + สรุปการเคลื่อนไหว	ใช้ข้อมูลที่มีความหนาแน่นสูงเฉพาะเมื่อราคาถูกเท่านั้น
การฝ่าฝืนรั้วหรือ “การเดินทางที่ไม่คาดคิด”	มีสินค้าพร้อมจำหน่ายหรือไม่ มิฉะนั้น เอ็นทีเอ็น	เตือน	ตำแหน่ง + แฟล็กเหตุการณ์ + เวลา	คุณต้องดำเนินการตามนี้ ดังนั้นส่งมาเลยตอนนี้
ไม่มีความคุ้มครองเป็นระยะเวลานาน	เอ็นทีเอ็น	หลักฐานการมีชีวิตอยู่	การระบุตำแหน่ง GNSS ครั้งเดียว + แบตเตอรี่	รักษาการมองเห็นได้ทุกที่

สิ่งนี้สอดคล้องกับแนวคิด IoT ที่ทำให้การใช้งานดาวเทียมเป็นไปได้จริง: ข้อมูลขนาดเล็ก ทำงานตามเหตุการณ์ และเน้นการใช้งานแบบไฮบริดเป็นหลัก.

ใช้รูปแบบเดียวกันสำหรับสินทรัพย์ที่อยู่ห่างไกล (ปั๊มน้ำ ตู้คอนเทนเนอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า)

เปลี่ยนคำว่า “การบุกรุกรั้ว” เป็น “การดัดแปลง” หรือ “การเคลื่อนย้ายในขณะที่ไม่ควรเคลื่อนย้าย”.

• ที่โกดังหรือลานจอดรถ: การเชื่อมต่อภาคพื้นดินจะอัปโหลดสถานะบ่อยครั้ง.
• ในระหว่างการขนส่งหรือในพื้นที่ห่างไกล: เอ็นทีเอ็น ส่งข้อความเช็คอินและแจ้งเตือนเป็นครั้งคราว.
• กลับมาที่ศูนย์กลางอีกครั้ง: เคลียร์งานที่ค้างอยู่ผ่านทางภาคพื้นดิน.

เอกสารอ้างอิงและแหล่งข้อมูลเพิ่มเติม:

1. ภาพรวมของ 3GPP เรื่อง “เครือข่ายนอกภาคพื้นดิน (NTN)”
2. ภาพรวมคุณสมบัติของ 3GPP รุ่น 17 (รวมถึง NR over NTN และ IoT over NTN)
3. ETSI, TS 138 108 (รวมถึงแถบคลื่นความถี่ NTN ของดาวเทียม เช่น n255 และ n256 และช่วงความถี่ของแถบคลื่นเหล่านั้น)
4. Telenor IoT, “การเชื่อมต่อ IoT ผ่านดาวเทียม” (คำอธิบายเชิงปฏิบัติเกี่ยวกับระบบไฮบริดเซลลูลาร์ + ดาวเทียม, วงโคจรต่ำเทียบกับวงโคจรคงที่ และความท้าทายในการปฏิบัติงาน)