מהפכת ה-IoT לטווח רחוק: כיצד LoRaWAN משנה ערים חכמות וחקלאות

נכון לאמצע 2024 חוברו ברחבי העולם מעל 350 מיליון מכשירים וחיישנים של LoRaWAN, עם תחזיות לעבור 3.5 מיליארד עד 2030.
ברית ה-LoRa נוסדה ב-2015, LoRaWAN אושר רשמית כתקן עולמי של ITU בסוף 2021, והמערכת האקולוגית כוללת מעל 500 חברות חברות.
LoRaWAN משתמשת בטופולוגיית "כוכב של כוכבים" שבה יחידות קצה שולחות נתונים לשערים, שמעבירים אותם לשרת רשת מרכזי, וכל שער בטווח יכול לקלוט שידורים מהמכשיר.
LoRaWAN מאפשרת טווח ארוך במיוחד וצריכת חשמל נמוכה, כאשר שערים קולטים אותות ממרחק של 2–3 ק"מ באזורים עירוניים צפופים, מעל 15 ק"מ באזורים כפריים, עד 30 מייל (48 ק"מ) בקו ראייה בתנאים אידיאליים, וחיי סוללה טיפוסיים של 5–10 שנים לכל חיישן.
LoRaWAN פועלת בתחום תדרי ISM בלתי מורשים (למשל, 868 מגה-הרץ באירופה ו-915 מגה-הרץ בצפון אמריקה) עם כללים אזוריים כמו מגבלת duty-cycle של 1% באירופה, מה שמאפשר רשתות פרטיות ועלות שערים של כמה מאות דולרים.
במונטווידאו, אורוגוואי, נפרסו 70,000 פנסי רחוב מחוברים ל-LoRaWAN על פני שטח של 200 קמ"ר כדי להפחית את צריכת האנרגיה בעד 80%.
באופליקה, אלבמה, שבע אנטנות LoRaWAN מכסות שטח של 52 מייל רבוע כדי לחבר חיישנים לאורך מסילות רכבת ותשתיות עירוניות נוספות עם מספר מינימלי של שערים.
בחקלאות, LoRaWAN תומכת בחיישני לחות קרקע ואקלים באוסטרליה להגדלת יעילות המים והתפוקה, עם כרמים באירופה ושאטו כפריה בלבנון שמיישמים חיישני גפן ומעקב קרקע לאופטימיזציית השקיה.
עד 2024, חיבור LoRaWAN מהחלל הוצע על ידי לפחות שלוש חברות, כולל Lacuna Space ו-Wyld Networks, שהופכות לוויינים לשערי LoRaWAN.
הקונברגנציה והאינטרופרביליות מתקדמות, עם מפעילי Sigfox שהצטרפו לברית LoRa ב-2023 דרך UnaBiz ומאמצים לקידום IPv6 מעל LoRaWAN וקבוצת עבודה רגולטורית לתיאום ספקטרום וציות.

מהפכה שקטה בקישוריות עירונית וחקלאית

דמיינו פנסי רחוב ש-מתאימים את עצמם אוטומטית כדי לחסוך באנרגיה, או גידולים חקלאיים ש-מודיעים לחקלאים מתי הם זקוקים למים – והכול דרך רשת אלחוטית שנמתחת למרחקים ארוכים ופועלת על סוללות קטנות במשך שנים. זו ההבטחה של LoRaWAN (רשת רחבת טווח לטווח ארוך), טכנולוגיית רשת IoT חסכונית בחשמל שמניעה בשקט ערים חכמות וחקלאות חכמה ברחבי העולם. בשנים האחרונות, LoRaWAN הפכה ל-פלטפורמה מובילה לאינטרנט של הדברים (IoT), עם מעל 350 מיליון מכשירים וחיישנים מחוברים ברחבי העולם נכון לאמצע 2024 lora-alliance.org. מומחי תעשייה צופים שעד 2030 LoRaWAN תסייע לדחוף את חיבורי ה-IoT החסכוניים בחשמל מעבר ל-3.5 מיליארד, ולאפשר "IoT מסיבי" בקנה מידה עולמי lora-alliance.org. דוח זה בוחן כיצד LoRaWAN פועלת, מדוע יש לה יתרונות על פני טכנולוגיות אחרות, וכיצד היא נפרסת מרחובות הערים ועד לשדות הכפר – משנה את התחבורה, ניהול הפסולת, ההשקיה, ניטור בעלי חיים ועוד בתהליך.

"LoRaWAN ביססה את מעמדה כטכנולוגיית LPWAN מובילה ובסיסית בשוק… אנחנו הופכים את ה-IoT ההמוני למציאות ומדרגים פריסות במהירות." – אלפר יגין, מנכ"ל LoRa Alliance (2024) lora-alliance.org

מה זה LoRaWAN? ארכיטקטורה ותכונות עיקריות

LoRaWAN הוא פרוטוקול פתוח וארכיטקטורת רשת שנועדו לחיבור low-power, long-range התקנים לאינטרנט. הוא מבוסס על LoRa (קיצור של "Long Range"), טכנולוגיית מודולציית רדיו אלחוטית שהומצאה על ידי Semtech. בפשטות, LoRa היא שיטת אות רדיו מיוחדת – המשתמשת במודולציית spread-spectrum מצויצת (chirped) – שמאפשרת להתקנים זעירים לשלוח נתונים למרחק של מספר קילומטרים תוך צריכת חשמל מינימלית tektelic.com. LoRaWAN הוא פרוטוקול התקשורת וארכיטקטורת המערכת שפועלים מעל רדיו LoRa, ומגדירים כיצד התקנים מצטרפים לרשת, כיצד הנתונים מוצפנים, וכיצד שרתי הרשת מנהלים את הנתוניםstatetechmagazine.com.

ארכיטקטורת רשת: LoRaWAN משתמשת בstar-of-stars topology. חיישנים אלחוטיים קטנים ("end nodes") בשטח שולחים נתונים באמצעות רדיו LoRa אל gateways סמוכים (נקראים גם תחנות בסיס). שערים אלו הם התקני ממסר פשוטים – הם מעבירים את נתוני החיישן דרך האינטרנט או תשתית אחרת לnetwork server מרכזי statetechmagazine.com. שרת הרשת מאמת התקנים, מסנן מנות כפולות, ומנתב נתונים לapplication servers הרלוונטיים (למשל, לוח בקרה של עיר חכמה או אפליקציית שליטה בהשקיה לחקלאי). ארכיטקטורה זו מאפשרת לשער בודד לשרת thousands of devices, ומספר שערים יכולים לספק כיסוי חופף עם built-in redundancy iotforall.com. חשוב לציין, התקני LoRaWAN אינם מתחברים לשער קבוע יחיד – כל שידור של התקן יכול להיקלט על ידי any שער LoRaWAN בטווח, מה שממקסם את הסיכוי למסירה מוצלחת ומאפשר כיסוי רחב-שטח.

צריכת חשמל נמוכה וטווח ארוך: כפי שמשתמע מהשם, LoRaWAN מותאם לטווחים ארוכים במיוחד ולצריכת חשמל נמוכה. הודות למקלטים הרגישים במיוחד של LoRa, שער LoRaWAN יכול לקלוט אותות חיישנים ממכשירים מרחק של קילומטרים רבים – עד 2–3 ק"מ באזורים עירוניים צפופים (עם בניינים) ו-15 ק"מ או יותר באזורים כפריים פתוחים statetechmagazine.com , atomsenses.com. בתנאים אידיאליים, Semtech מדווחת על קישורי LoRa של 30 מייל (48 ק"מ) בקו ראייה באזורים כפריים statetechmagazine.com. זה עולה בהרבה על טווח ה-Wi-Fi או ה-Bluetooth ואפילו על רוב אותות הסלולר, ומאפשר כיסוי עירוני או חקלאי רחב עם מספר קטן של שערים בלבד. במקביל, מכשירי LoRaWAN צורכים מעט מאוד אנרגיה: הם מבלים את רוב הזמן במצב שינה ומתעוררים רק כדי לשדר מנות נתונים קטנות. חיישן LoRaWAN טיפוסי המופעל באמצעות סוללה יכול לפעול במשך 5 עד 10 שנים על סוללה אחת tektelic.com – יתרון מרכזי ליישומים כמו חיישנים בשטח מרוחק או מדחני חניה, שבהם החלפת סוללות תכופה אינה מעשית.

תקן פתוח ואבטחה: LoRaWAN הוא תקן פתוח, המנוהל על ידי LoRa Alliance (קבוצת תעשייה ללא מטרות רווח עם למעלה מ-500 חברות חברות). למעשה, LoRaWAN אושר רשמית כתקן עולמי על ידי איגוד התקשורת הבינלאומי (ITU) בסוף 2021 iotforall.com, מה שמדגיש את האימוץ הבינלאומי שלו. לפרוטוקול יש אבטחה מובנית באמצעות הצפנת AES-128 מקצה לקצה לכל ההודעות, וכן אימות מכשירים למניעת התחזות statetechmagazine.com. הוא גם תומך בדרישות IoT חשובות כמו תקשורת דו-כיוונית (כך שמכשירים יכולים גם לשלוח נתוני חיישן וגם לקבל פקודות) ושירותי ניידות ומיקום מכשירים (למשל, מעקב אחר מיקום משוער של נכסים באמצעות אותות רדיו) statetechmagazine.com. תכונות אלו הופכות את LoRaWAN למתאים למגוון רחב של תרחישי IoT תוך שמירה על אבטחת הנתונים.

ספקטרום ללא רישיון: LoRaWAN פועל בתחומי ISM ללא רישיון – אותו סוג של ספקטרום חופשי שבו משתמשים Wi-Fi או שלטים לדלתות מוסך – בדרך כלל בתדרים תת-ג'יגה-הרץ שמתפשטים היטב. תחומים נפוצים הם 868 מגה-הרץ באירופה, 915 מגה-הרץ בצפון אמריקה, וטווחים דומים באסיה ובמקומות נוספים statetechmagazine.com. מכיוון שמדובר בספקטרום ללא רישיון, כל אחד יכול להקים רשת LoRaWAN מבלי לרכוש רישיונות לספקטרום. אזורים שונים קובעים רגולציות לשידור (למשל, באירופה יש הגבלה של 1% מחזור עבודה על שידורי מכשירים כדי למנוע עומס). LoRaWAN מתאימה את עצמה לפי פרמטרים אזוריים כדי לעמוד בכללים המקומיים, וארגון LoRa Alliance עובד עם רגולטורים כדי לתאם את השימוש בספקטרום – ואף מרחיב את LoRaWAN לגבולות חדשים כמו קישורי IoT לווייניים (שימוש בלוויינים כתחנות ממסר LoRaWAN) על ידי תיאום ספקטרום לרשתות לא-יבשתיות lora-alliance.org.

כיצד LoRaWAN משתווה לטכנולוגיות IoT אחרות

LoRaWAN משתייכת לקטגוריית רשתות שטח רחב בהספק נמוך (LPWANs), לצד חלופות כמו Sigfox, NB-IoT/LTE-M (IoT סלולרי) ואחרות. מה מייחד את LoRaWAN?

טווח אולטרה-ארוך: בהשוואה לטכנולוגיות אלחוטיות קצרות טווח (Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth), הטווח של LoRaWAN גדול בסדרי גודל. שער LoRaWAN יחיד יכול לכסות עיר שלמה או עשרות קילומטרים רבועים statetechmagazine.com, בעוד ש-Wi-Fi או Zigbee מכסים בדרך כלל בניין או בלוק. אפילו IoT סלולרי (NB-IoT) מוגבל לרוב על ידי מיקום אנטנות סלולריות; LoRaWAN מאפשר לכל גורם להציב תחנת בסיס ארוכת טווח בכל מקום שצריך. זה אידיאלי לפריסות רחבות כמו חוות וערים גדולות שבהן נדרשת כיסוי אחיד, כולל אזורים תת-קרקעיים או קשים להגעה שרשתות סלולריות עלולות להחמיץ iotforall.com. החדירות החזקה של LoRa מאפשרת הגעה לחיישנים במרתפים, בורות ביוב או מבנים צפופים שרשתות בתדר גבוה מתקשות בהם iotforall.com.
צריכת חשמל נמוכה = חיי סוללה ארוכים: מכשירי LoRaWAN מותאמים לצריכת חשמל מינימלית. הם משדרים בקצבי נתונים נמוכים ונשארים ברוב הזמן במצב שינה. זה מאפשר חיי סוללה של עד עשור בשטח tektelic.com. לעומת זאת, מודולים סלולריים (אפילו NB-IoT) צורכים לעיתים קרובות יותר חשמל בשל תקורה של הרשת, ורדיו לטווח קצר כמו Wi-Fi אינו מעשי כלל להפעלה של שנים על סוללה. ניתוח אחד מצא שחיישני LoRaWAN מציעים חיי סוללה טובים פי 3 עד 7 מאשר חלופות LPWAN דומות iotforall.com. חיי סוללה ארוכים יותר מתורגמים ישירות לעלות תחזוקה נמוכה יותר – גורם משמעותי כאשר מרחיבים לאלפי חיישנים. כפי שאמר אחד ממנהלי מערכות המידע בעיר חכמה, "אנחנו לא רוצים שזה יהיה משהו נוצץ היום ונטל מחר" מבחינת תחזוקה iotforall.com – קריטריון שבו הצרכים הנמוכים לתחזוקה של LoRaWAN בולטים.
פריסה חסכונית: מאחר ש-LoRaWAN פועל בתדרים חופשיים ותשתית הרשת (שערים ושרתים) יכולה להיות בבעלות ולהפעלה של המשתמש או צד שלישי, העלויות גמישות מאוד. עיר או חקלאי יכולים להקים רשת LoRaWAN פרטית בזול יחסית (שער יכול לעלות כמה מאות דולרים), או להירשם לאחת משירותי רשת LoRaWAN הציבוריים הרבים. אין צורך בתדר מורשה יקר או במנוי סלולרי לכל מכשיר. בהשוואה ל-IoT סלולרי, LoRaWAN מציע "הקמת רשתות גמישה וזולה" ואת החופש להקים רשתות פרטיות, קהילתיות או היברידיות לפי הצורך iotevolutionworld.com, iotforall.com. למעשה, LoRaWAN תומך בנדידה וקישוריות בין רשתות, כך שמכשירים יכולים לעבור בין כיסוי פרטי לציבורי בצורה חלקה iotforall.com. גמישות זו מעודדת תחרות וחדשנות – כפי שמציין ארגון LoRa Alliance, היותו תקן פתוח יצר אקוסיסטם רחב של ספקים ועוזר לערים להימנע מתלות בספק יחיד iotforall.com.
קצבי נתונים לעומת חלופות: הפשרה של LoRaWAN עבור טווח ארוך היא קצב נתונים נמוך – בדרך כלל רק 0.3 קילוביט לשנייה ועד כ-50 קילוביט לשנייה, תלוי בהגדרות הרדיו (spreading factor). היא נבנתה עבור חבילות נתונים קטנות ולא תכופות כמו קריאות חיישנים, לא עבור הזרמת וידאו או נתונים במהירות גבוהה. זה דומה ל-Sigfox ו-NB-IoT מבחינת קצב העברת נתונים. עם זאת, LoRaWAN תומכת בקצבי נתונים אדפטיביים ומציעה אף יכולת איתור מיקום מסוימת ללא GPS (על ידי מדידת זמני אות בין מספר שערים). טכנולוגיות כמו Sigfox הן צרות-רוחב במיוחד ומוגבלות מאוד במספר ההודעות, בעוד LoRaWAN מאפשרת תזמון הודעות גמיש יותר וגודל מטען גבוה יותר. בהשוואה ל-5G או Wi-Fi, LoRaWAN לא מתחרה במהירות – היא מנצחת ב-טווח, חיסכון בחשמל, ופשטות למשימות IoT.

לסיכום, LoRaWAN היא לעיתים קרובות הכלי הנכון לרשתות חיישנים מסיביות שצריכות לכסות שטחים נרחבים בזול ועם צריכת חשמל מינימלית. "ל-LoRaWAN יתרונות רבים על פני טכנולוגיות IoT מתחרות כמו סלולר, Wi-Fi ו-Bluetooth," מציין אנליסט IoT אחד, ומונה את הטווח הארוך, יעילות הסוללה, העלות הנמוכה והאבטחה שלה iotevolutionworld.com. היא לא תחליף לרשתות בעלות רוחב פס גבוה, אבל לחיבור אלפי התקנים מבוזרים – חיישני עיר חכמה, מדי מדידה, גששי מיקום, חיישני חקלאות – LoRaWAN מספקת מענה ייחודי שכמעט ואין לו מתחרים.

יישומי עיר חכמה: LoRaWAN בחיים העירוניים

בערי חכמה מודרניות, LoRaWAN הפכה לפתרון מועדף לחיבור תשתיות ושירותי עיר. היכולת שלה לכסות ערים שלמות עם ציוד ותקציב מינימליים הופכת אותה לאידיאלית עבור רשויות מקומיות שמנסות להפיק יותר מהנתונים. דוח תעשייתי מ-2024 של Beecham Research ציין את LoRaWAN כ-"קישוריות חסכונית, ניתנת להרחבה וברת קיימא" עבור ערים חכמות, בהתמודדות עם אתגרים כמו זיהום, גודש תנועה, ניהול פסולת ויעילות אנרגטית telconews.in. בואו נראה כיצד LoRaWAN מאפשרת את מקרי השימוש הללו:

תאורת רחוב חכמה: ערים ברחבי העולם משדרגות לפנסי רחוב חכמים שמסתגלים לתנאים – מתעמעמים בשעות תנועה נמוכה, מדווחים על תקלות וחוסכים באנרגיה. LoRaWAN מתאימה במיוחד לשליטה באלפי פנסי רחוב הפזורים ברחבי עיר. לדוגמה, מונטווידאו, אורוגוואי משיקה אחד מהפרויקטים הגדולים בעולם של תאורת רחוב חכמה מבוססת LoRaWAN, ומחברת 70,000 פנסי רחוב על פני שטח של 200 קמ"ר actility.com. LoRaWAN נבחרה במונטווידאו בשל העלות הכוללת הנמוכה, הכיסוי המאובטח וחיי הסוללה הארוכים של הבקרים actility.com. התאורה החדשה צפויה להפחית את צריכת האנרגיה בעד 80% וליצור רשת LoRaWAN עירונית שניתן להרחיב לשירותים נוספים actility.com actility.com. בהודו ובמזרח התיכון, Tata Communications חיברה באופן דומה מאות אלפי פנסי רחוב באמצעות LoRaWAN ביוזמות ערים חכמות עדכניות talkingiot.io. באמצעות שימוש באלחוט ארוך טווח, ערים נמנעות מהצורך לחווט כל פנס או להסתמך על סלולריות לחיבור – מספר שערים על מגדלים או בניינים יכולים לנהל עיר שלמה של תאורה. היתרון הוא חיסכון עצום באנרגיה (דוח אחד מעריך כי תאורת רחוב חכמה יכולה לחסוך לערים 15 מיליארד דולר בעלויות חשמל עולמיות על ידי החלפת תאורה שפועלת תמיד iotforall.com) ותחזוקה פרואקטיבית, שכן כל פנס יכול לדווח אם הוא פועל או אם נורה נשרפה.
ניהול פסולת חכם: גם פחי האשפה הציבוריים והמכולות שאתם רואים בערים יכולים להפוך לחכמים יותר בעזרת LoRaWAN. חיישני מדידת גובה מילוי אלחוטיים יכולים להודיע למחלקות הפסולת העירוניות כאשר הפחים כמעט מלאים, כך שמשאיות האשפה יוכלו לייעל את מסלולי האיסוף שלהן ולהימנע מפחים גדושים. זה נוסה בהצלחה במקומות כמו הולנד – בערים הולנדיות, "פחים חכמים" עם חיישני LoRaWAN מאותתים כאשר יש לאסוף אותם, מה שמאפשר למשאיות דחס לדלג על פחים חצי ריקים ולהפחית נסיעות מיותרותactility.com. התוצאה היא עלויות דלק נמוכות יותר, פחות תנועה וזיהום ממשאיות אשפה, ורחובות נקיים יותר. אפילו חברות ניהול פסולת גדולות מאמצות את ה-IoT: סואז, למשל, משתמשת במעקב LPWAN על מכולות ומשאיות אשפה כדי לקבל נתונים בזמן אמת על כמויות האיסוףactility.com. עם כיסוי לטווח רחוק, אפילו מכולות אשפה תת-קרקעיות או כאלה שבפארקים ניתנות להגעה ללא צורך בהתקנת Wi-Fi מקומי. רשויות מסוימות לקחו זאת צעד קדימה והתקינו פחי אשפה חכמים ביתיים ששוקלים את האשפה ומדווחים על השתתפות במיחזור – LoRaWAN יכולה לחבר אותם בין שכונות כדי לאפשר חיוב "שלם לפי מה שאתה זורק" או תוכניות תמריציםactility.comactility.com. כל זה מוביל לערים נקיות ויעילות יותר.
ניהול תנועה וחניה: פקקי תנועה עירוניים ומחסור בחניות הם כאבי ראש שה-IoT יכול לסייע להקל עליהם. חיישני LoRaWAN משולבים במקומות חניה כדי לזהות אם המקום פנוי או תפוס, ומשדרים את המידע הזה לאפליקציות שמכוונות נהגים אל חניה פנויה. ערים כמו לוס אנג'לס ופריז ניסו מערכות כאלה (חלקן משתמשות ב-LoRaWAN, אחרות ב-LPWAN חלופיים). יוזמת Cisco Smart Cities מציינת ש-LoRaWAN אידיאלי עבור חיישני חניה ואפילו למעקב אחרי רכבי עירייה או נכסים בשטח statetechmagazine.com. בעיר אמריקאית אחת (אופליקה, אלבמה), השתמשו הרשויות ב-LoRaWAN כדי לכסות שטח של 52 מייל רבוע ולחבר חיישנים שונים – כולל גלאים לאורך מסילות רכבת שמנטרים דליפות גז מסוכנות ליד מסילה עמוסה statetechmagazine.com. עם 7 אנטנות LoRaWAN בלבד, אופליקה כיסתה את כל העיר, דבר שהיה דורש "מאות נקודות גישה Wi-Fi" בטכנולוגיה קצרה טווח statetechmagazine.com. לרמזורים, ניתן להשתמש ב-LoRaWAN כדי לנטר ארונות בקרה או אפילו לסנכרן רמזורים באופן אלחוטי. עיריית קלגרי בקנדה התקינה חיישנים מבוססי LoRa עבור ניטור זרימת תנועה ורעש באזורים הומי בילוי כדי לנהל טוב יותר עומסי תנועה ותלונות על רעש tektelic.com. כל הדוגמאות הללו מראות כיצד רשת ארוכת טווח וזולה יכולה לשפר את הניידות העירונית ולהפחית עומסים על ידי איסוף נתונים בזמן אמת מכל רחבי רשת התחבורה.
ניטור סביבתי וחוסן אקלימי: ערים רבות כיום פורשות רשתות של חיישנים סביבתיים – למדידת איכות אוויר (רמות זיהום), איכות מים בנהרות, רמות רעש, טמפרטורה, לחות, ואפילו ניטור קרינה או הצפות. LoRaWAN משמש לעיתים קרובות ליישומים אלה משום שניתן להציב חיישנים בכל רחבי הנוף העירוני – על גגות, עמודי רחוב, ביוב, פארקים – ועדיין לדווח למערכת מרכזית. לדוגמה, מערכות ניטור זיהום אוויר מבוססות LoRa נפרסו כדי לעקוב בזמן אמת אחרי איכות האוויר העירוני tektelic.com. חיישני הצפה ומדי גשם במערכות התרעה חכמה מפני הצפות עירוניות גם הם משתמשים לעיתים קרובות ב-LoRaWAN, מכיוון שהם עשויים להיות באפיקי נחל מרוחקים או מפוזרים לאורך מקווי מים אך צריכים להעביר התרעות בזמן אמת לשירותי החירום העירוניים. פרוטוקול LoRaWAN הפתוח אף תומך ב-ג'י.פי.אס. חסכוני בחשמל, שבו ערים משתמשות למעקב אחר נכסים (למשל, מעקב אחרי אופניים ציבוריים או ניטור תנועת חיות בר עירוניות או חיות מחמד) statetechmagazine.com. מאחר ש-LoRaWAN יכולה לאכן מיקום של מכשירים לפי אות רדיו, ניתן לעקוב אחרי דברים מבלי שלכל מכשיר יהיה שבב GPS זולל סוללה – הרשת יכולה להעריך את מיקום המכשיר על ידי השוואת תזמון האות בין מספר שערים. טכניקה זו משמשת למעקב אחר תשתיות עירוניות ואפילו עבור קולרים חכמים לחיות מחמד או משק עירוני statetechmagazine.com.

"מאובטחת, ברמת מפעיל"

lora-alliance.org

מדידת משנה וניהול אנרגיה חכמה

resources.lora-alliance.org

תשתית רב-תכליתית

יישומי פסולת, מים ויישומי עיר חכמה נוספים

actility.com

הדוגמאות הללו הן רק קצה הקרחון. מבטיחות ציבורית (חיבור ברזי כיבוי אזעקות) ועד מבנים חכמים (ניטור מיזוג אוויר ותפוסה) ועד מערכות התרעה לאסונות (חיישנים לרעידות אדמה או מפולות), LoRaWAN הוכיחה את עצמה כ"מערכת עצבים" גמישה לעיר חכמה. "מכשירי LoRa ופרוטוקול LoRaWAN הפתוח מאפשרים יישומי IoT חכמים שמסייעים לפתור כמה מהאתגרים הגדולים ביותר של כוכב הלכת שלנו: ניהול אנרגיה, הפחתת משאבים טבעיים, בקרת זיהום, יעילות תשתיות, מניעת אסונות ועוד," מציינת Semtech, מפתחת LoRa statetechmagazine.com. למעשה, LoRaWAN מעניקה לערים דרך מעשית לאסוף נתונים מכל מקום – ולהפוך עמודי תאורה, אוטובוסים, פחי אשפה וביוב למקורות תובנות – מבלי לשבור את התקציב או לבצע שדרוג מסיבי של התשתיות הקיימות.

"הביקוש הגובר לפתרונות עיר חכמה מונע על ידי עיור והצורך בפיתוח בר-קיימא… כאשר ערים מתמודדות עם אתגרים כמו זיהום, תנועה, ניהול פסולת ויעילות אנרגטית, אימוץ טכנולוגיות IoT המופעלות על ידי LoRaWAN יכול לאפשר ניהול משאבים משופר ולשפר את איכות החיים של התושבים." – אלפר יגין, מנכ"ל LoRa Alliance (2024) telconews.in

חקלאות חכמה: LoRaWAN בחווה

הרחק מהג'ונגל העירוני, LoRaWAN עושה גלים גם במגזר החקלאות, ומבשר את עידן ה"חקלאות החכמה" או חקלאות מדויקת. חוות ומרעה לעיתים משתרעים על פני אזורים נרחבים ומרוחקים שבהם קישוריות דלה והנחת כבלי חשמל או אינטרנט אינה ישימה. העיצוב האלחוטי לטווח ארוך והחסכוני בסוללה של LoRaWAN מהווה התאמה מושלמת לחיבור שדות, חממות ומרעה בעלי חיים לעולם הדיגיטלי. כפי שמומחה IoT חקלאי אחד מנסח זאת, "ה-IoT עומד לדחוף את עתיד החקלאות לשלב הבא" ו-LoRaWAN הוא גורם מרכזי במהפכה הזו actility.com. הנה כמה דרכים שבהן LoRaWAN נפרס בשטח:

ניטור קרקע וגידולים: אולי היישום המשמעותי ביותר הוא שימוש בחיישני לחות קרקע וחיישני אקלים ברחבי השדות כדי לייעל השקיה ובריאות הגידולים. על ידי הטמעת גששים קטנים המחוברים ל-LoRaWAN באדמה, חקלאים יכולים לקבל קריאות בזמן אמת של לחות בעומקים שונים, טמפרטורת קרקע ואפילו רמות חומרי הזנה. נתונים אלה נשלחים ללוח בקרה שבו ניתן לשלוט במערכות ההשקיה. לדוגמה, מגדלים יכולים לראות אילו חלקים בשדה יבשים ולהשקות רק היכן שצריך, ובכך לחסוך כמויות אדירות של מים ואנרגיה. באוסטרליה, חקלאים בשטחים נרחבים השתמשו בחיישני לחות קרקע ומזג אוויר מבוססי LoRaWAN כדי להגדיל את יעילות המים ולהעלות את היבול atomsenses.com. כרמים באירופה ובמזרח התיכון התקינו רשתות חיישני LoRaWAN כדי ללכוד את המיקרו-אקלים בחלקות שונות של הגפנים – נתונים כמו לחות, רטיבות עלים וטמפרטורה – כדי להנחות טוב יותר את ההשקיה ואפילו לחזות מחלות. בChâteau Kefraya בלבנון, כרם רחב ידיים שיתף פעולה עם חברות טכנולוגיה כדי לפרוס חיישני LoRaWAN על גפנים ובקרקע, ואוטומט את איסוף הנתונים שבעבר נעשה ידנית ובמאמץ רב actility.com. הייננים דיווחו כי גישה זו של IoT סייעה לשפר את איכות הענבים והנחתה החלטות כמו מתי וכמה להשקות, מה שהוביל לייצור יין טוב יותר בעלות נמוכה יותר actility.com.
מערכות השקיה חכמות: קשור לניטור קרקע הוא בקרת השקיה אוטומטית באמצעות LoRaWAN. בקרי השקיה חכמים יכולים לקבל נתונים מחיישני קרקע של LoRaWAN ואז לפתוח או לסגור שסתומים בהתאם (או לשלוח התראות לטלפונים של החקלאים). בפיילוט של מטע זיתים באירופה, פלטפורמת השקיה מבוססת LoRaWAN הראתה הפחתה משמעותית בצריכת המים תוך שמירה על תנובת היבול sciencedirect.com. הטווח הארוך של LoRaWAN בולט כאן, כי שער יחיד על סילו חקלאי יכול לתקשר עם חיישני קרקע הפזורים על פני מאות דונמים. חברות הציגו מפעילי שסתומים תומכי LoRaWAN ובקרי משאבות שמאפשרים לחקלאים לנהל מרחוק את לוחות ההשקיה. זה שימושי במיוחד לאזורים הסובלים ממחסור במים – על ידי השקיה רק כשצריך ואיפה שצריך, החקלאות הופכת לברת קיימא יותר. מחקר מקרה באסיה על גידול אורז בשדות מוצפים השתמש בחיישני LoRaWAN ליישום השקיה לסירוגין (AWD), שיטה לחיסכון במים, והביא לצריכת מים נמוכה יותר ואפילו להפחתת פליטת מתאן משדות האורז resources.lora-alliance.org. העלות הנמוכה של חיישני LoRaWAN מאפשרת לצייד גם חוות גדולות ודלות רווח בעשרות חיישנים ומפעילים, דבר שהיה יקר מדי עם מכשירים סלולריים.
מעקב ובריאות בעלי חיים: חוואים מאמצים את LoRaWAN כדי לעקוב אחרי העדרים שלהם. חקלאות מסורתית עשויה לדרוש נסיעה לשדות מרוחקים כדי לאתר ולבדוק את הבקר – אבל כיום תגי אוזן וקולרים חכמים יכולים לשדר את מיקום ה-GPS של בעל החיים ואפילו נתונים ביומטריים באמצעות LoRaWAN. בהולנד, רפתות משתמשות בקולרי LoRaWAN כדי לעקוב אחרי מיקום ופעילות כל פרה, מה שעוזר לחקלאים לזהות בעיות בריאות (כמו ירידה בתנועה עקב מחלה) ולנהל רעייה ביעילות atomsenses.com. מאחר שאותות LoRa יכולים לכסות חווה שלמה מאנטנה אחת על גבעה, הפרות יכולות לשוטט ולהישאר מחוברות. באוסטרליה וארה"ב, מספר סטארטאפים מציעים מערכות מעקב בקר מבוססות LoRa, שבהן שערי LoRaWAN סולאריים בחווה משדרים את מיקום מאות בעלי חיים מתויגים לפלטפורמת ענן. זה לא רק חוסך זמן (אין צורך לחפש שעות אחרי תועים), אלא גם משפר את רווחת בעלי החיים – החקלאים מקבלים התראות אם בעל חיים לא זז (פציעה אפשרית) או חצה גבול. הטווח הארוך של LoRaWAN, גם בשטח הררי או מיוער, הוא יתרון גדול למעקב אחרי בעלי חיים במרעה מרוחק שבו הקליטה הסלולרית חלשה. והתגים יכולים להחזיק חיי סוללה של מספר שנים, בניגוד לקולרי GPS שדורשים טעינה שבועית. מעבר לבקר גדול, LoRaWAN משמש גם בלולי עופות וחוות חזירים לניטור תנאי האורווה: חיישנים מודדים טמפרטורה, לחות, אמוניה ורמות מזון בזמן אמת, ומתריעים לחקלאים על כל בעיה בלולים או בדירים לשיפור בריאות ופריון בעלי החיים resources.lora-alliance.org.
תחנות אקלים ומזג אוויר: חוות רגישות מאוד למזג האוויר. LoRaWAN תומכת במגוון תחנות מזג אוויר וחיישני מיקרו-אקלים שניתן לפזר בשטחי החקלאות כדי לספק נתונים מקומיים מדויקים. תחנות אלו יכולות למדוד כמות משקעים, מהירות רוח, קרינה סולארית ומדדים נוספים ולדווח עליהם באופן אלחוטי. לדוגמה, חוות הדרים יכולה להתקין חיישני כפור מבוססי LoRaWAN ששולחים התראות כאשר הטמפרטורה במטע מתקרבת לנקודת קיפאון, כך שהחקלאי יוכל להפעיל אמצעי הגנה מפני כפור. על ידי הקמת רשת חיישני מזג אוויר עצמאית, החקלאים אינם תלויים רק בנתוני מזג אוויר ממשלתיים מרוחקים – הם מקבלים את התנאים המדויקים בשטח שלהם, מה שמאפשר קבלת החלטות מדויקת יותר לגבי זריעה, קציר או ריסוס. אינטגרציה של תחנות מזג אוויר LoRaWAN יכולה גם להזרים נתונים למערכות אוטומטיות; לדוגמה, אם מזוהה רוח חזקה, ניתן לדחות שיגור רחפנים, או אם מזוהה גשם כבד, לוחות ההשקיה יתעדכנו בהתאם. מאחר ש-LoRaWAN יכולה לכסות את כל הנחלה, הוספת חיישני מזג אוויר נוספים היא פשוטה וללא דמי מנוי. כך מתאפשרת נגישות לנתונים שבעבר היה יקר לאסוף.
ניטור נכסים וציוד: בחוות מודרניות יש הרבה רכיבים נעים – טרקטורים, מכונות, מיכלי דלק, סilos, קירור ועוד. LoRaWAN משמשת ל-מעקב אחר ציוד חקלאי (באמצעות יחידות GPS על טרקטורים או קומביינים) ולניטור מצב הנכסים בחווה. לדוגמה, חיישנים על מיכלי דלק יכולים לדווח על רמות הדלק כדי לאפשר אספקה מדויקת בזמן. סilos דגנים המצוידים בחיישני גובה LoRaWAN מאפשרים לחקלאים לראות מרחוק כמה דגן מאוחסן והאם התנאים (טמפרטורה/לחות) בטוחים למניעת קלקול resources.lora-alliance.org. קיימים אפילו חיישני LoRaWAN לכוורות דבורים המנטרים את התנאים בתוך הכוורות לשיפור ניהול ההאבקה resources.lora-alliance.org. יתרון מרכזי בחקלאות הוא חיסכון בכוח אדם – לפני כמה עשורים, תובנות רבות בחקלאות התקבלו מבדיקות פיזיות בשטח או רישום ידני של נתונים. כיום, רשת חיישני LoRaWAN יכולה לאסוף את הנתונים אוטומטית. החקלאים יכולים לקבל החלטות מבוססות נתונים מהטאבלט או מהטלפון, ולהקדיש את כוח האדם המוגבל לאזורים שדורשים תשומת לב. כתוצאה מכך, חוות המשתמשות ב-LoRaWAN מדווחות על תפוקות גבוהות יותר, ירידה בעלויות תשומות ותפעול יעיל יותר atomsenses.com.

“הופתעתי עד כמה ה-IoT – ובמיוחד LoRaWAN – סייע למהנדסי הכרמים לשפר את איכות היין, וכך גם את היקף הייצור. ה-IoT עומד להצעיד את עתיד החקלאות לשלב הבא.” – מהר שופאני, מנהל פרויקטי IoT בפרויקט כרם חכם בלבנון actility.com actility.com

העלייה של LoRaWAN בחקלאות היא חלק ממגמה רחבה יותר של חקלאות מדויקת, שבה כל טיפה של מים וכל צמח נמדדים כדי למקסם את הצמיחה והקיימות. היכולת של LoRaWAN לחבר את הפינות המרוחקות ביותר של החווה, עם מכשירים שמחזיקים עונות שלמות על סוללה, פותחת את הדלת לחקלאות מונחית-נתונים בקנה מידה רחב. מחוות משפחתיות קטנות ועד מגדלים תעשייתיים גדולים, רבים כיום בוחנים או מטמיעים מערכות LoRaWAN – לעיתים בתמיכת מענקי חקלאות חכמה ממשלתיים או יוזמות של יצרני מזון לשיפור יעילות שרשרת האספקה. הטכנולוגיה מוכיחה את ערכה בהגדלת יבולים, צמצום בזבוז (מים, דשן, דלק), ומתן שקט נפשי לחקלאים שיכולים "לראות" את כל הפעילות שלהם במבט אחד. בקיצור, LoRaWAN מסייעת להוציא חלק מהניחוש המסורתי מהחקלאות ומחליפה אותו בנתונים מוצקים, נגישים מכל מקום דרך הענן.

אימוץ עולמי, שחקני תעשייה ומגמות מדיניות

המומנטום של LoRaWAN אינו מוגבל לערים או חוות טכנולוגיות בלבד – הוא הפך לתופעת IoT עולמית עם אקוסיסטם רחב של חברות ויוזמות ציבוריות מאחוריו. נכון ל-2024, דיווחה ברית LoRa על רשתות LoRaWAN ביותר מ-170 מדינות, כולל פריסות של למעלה מ-170 מפעילות תקשורת מרכזיות וכן אינספור רשתות פרטיות lora-alliance.org. חלק זה מדגיש את השחקנים המרכזיים שמניעים את LoRaWAN קדימה ואת הסביבה הרגולטורית/מדיניות שמעצבת את השימוש בו.

ברית תעשייתית וחברות מרכזיות: הברית LoRa (נוסדה ב-2015) ממלאת תפקיד מרכזי בתיאום התקן והאקוסיסטם. היא כוללת מאות חברות חברים – מיצרניות שבבים ומכשירים ועד מפעילות רשתות ופלטפורמות ענן. חברת Semtech, שפיתחה את טכנולוגיית הרדיו LoRa, היא חברה מייסדת מרכזית, אך רבות אחרות הצטרפו למאמץ. חברות בולטות באקוסיסטם של LoRaWAN כוללות:

Semtech: יצרנית שבבי LoRa ורדיו המוטמעים בחיישנים ובשערים. למעשה, שומרת הסף של טכנולוגיית LoRa (אם כי כיום היא מעניקה רישיון ליצרני שבבים נוספים), Semtech היא אלופה של LoRaWAN לחיבוריות IoT. השבבים שלה נמצאים בכל דבר, ממלכודות עכברים חכמות ועד מדי תעשייה.
מפעילי רשת: מספר מפעילי רשת IoT מתמחים בנו רשתות LoRaWAN. לדוגמה, Senet בארה"ב מפעילה אחת מרשתות ה-LoRaWAN הציבוריות הגדולות ביותר, המכסה מעל 1,300 ערים ו-55 מיליון אנשים ב-29 מדינות iotevolutionworld.com. Everynet היא דוגמה נוספת, המפעילה רשתות LoRaWAN ברמת מפעיל ברחבי אירופה, אסיה ואמריקה (הרשת של Everynet משתרעת על פני עשרות מדינות; היא נרכשה לאחרונה על ידי Netmore השוודית ליצירת מפעיל LoRaWAN גלובלי ב-17 מדינות rcrwireless.com). גם חברות טלקום מסורתיות אימצו את LoRaWAN: לדוגמה, Orange ו-Bouygues Telecom בצרפת היו בין המאמצות הראשונות ופרסו רשת LoRaWAN ארצית סביב 2016; Tata Communications בהודו פרסה רשת LoRaWAN עצומה המכסה מאות ערים כחלק מיוזמת הערים החכמות של הודו tatacommunications.com. SK Telecom ו-KT מדרום קוריאה, Swisscom משווייץ, KPN מהולנד ו-MachineQ של Comcast בארה"ב הם דוגמאות נוספות למפעילים גדולים שהשיקו שירותי LoRaWAN. כיום, יש עשרות מפעילי LoRaWAN ציבוריים; למעשה, ארגון LoRa Alliance ספר 166 מפעילי רשת LoRaWAN ברחבי העולם עד סוף 2024 iotforall.com.
רשתות קהילתיות: ל-LoRaWAN יש גם צד שורשי. The Things Network (TTN) היא רשת עולמית מונעת קהילה, שבה מתנדבים מציבים שערים ומשתפים כיסוי בחינם. TTN החלה באמסטרדם והתפשטה ברחבי העולם, ומדגימה את כוח ה-IoT הקהילתי הפתוח. דוגמה נוספת שזכתה לכותרות היא Helium, "רשת העם", שנקטה בגישה מתומרצת קריפטוגרפית: אנשים פרטיים מארחים נקודות LoRaWAN ומרוויחים מטבעות קריפטוגרפיים כאשר השער שלהם מעביר תעבורת מכשירים. בשיאה ב-2021, Helium חוותה התפוצצות של פריסות – מ-7,000 נקודות ליותר מ-175,000 נקודות ב-123 מדינות בתוך כשנה iotevolutionworld.com – מה שהפך אותה לאחת מרשתות ה-LoRaWAN הגדולות ביותר מבחינת כיסוי. (מאז Helium שינתה מיקוד והשתלבה עם רשתות אחרות כמו Senet iotevolutionworld.com, אך היא הדגימה מודל ביזור חדשני לבניית רשתות.) רשתות קהילתיות אלו משלימות את הפריסות המסחריות ולעיתים קרובות ממלאות פערי כיסוי, ומקדמות חדשנות בכך שהן מאפשרות לכל אחד להתנסות ב-IoT בעלות נמוכה.
ספקי פתרונות ואינטגרטורים: יש שוק משגשג של חברות שמספקות פתרונות LoRaWAN מקצה לקצה עבור ורטיקלים מסוימים. לדוגמה, Actility (צרפת) מספקת את פלטפורמת ThingPark – שרת רשת LoRaWAN ופתרון ניהול – ועובדת עם מפעילים וארגונים ברחבי העולם. Actility הניעה פרויקטים כמו פריסת התאורה במונטווידאו ורשתות ארציות באוסטרליה actility.com. TeKTELIC (קנדה) היא יצרנית מרכזית של תחנות בסיס וחיישני LoRaWAN, שנפוצים לעיתים קרובות בפריסות של תשתיות עירוניות ותשתיות שירותים. MultiTech, Kerlink, Laird Connectivity, ו-Cisco כולם מייצרים חומרת גייטוויי ל-LoRaWAN. בצד המכשירים, חברות רבות כמו Decentlab, Dragino, Digital Matter, Microchip, Murata (ועוד רבות אחרות) מפתחות חיישנים, מודולים ועוקבים ל-LoRaWAN לצרכים מגוונים. אפילו מותגים גדולים הם משתמשי קצה של LoRaWAN: חברות לוגיסטיקה משתמשות ב-LoRaWAN למעקב אחרי נכסים בשרשרת האספקה, חברות נפט וגז משתמשות בו לניטור צינורות ומכלים, ורשתות קמעונאות/מזון אימצו את LoRaWAN לניטור מתקנים. ב-2024 ציינה LoRa Alliance שחברות כמו Starbucks, Volvo, Chevron, Chick-fil-A, ו-Logitech כולן עושות שימוש ב-LoRaWAN בפעילותן lora-alliance.org – עדות לכך שהטכנולוגיה הפכה למיינסטרים ב-IoT הארגוני.

יוזמות תשתית ציבורית: ממשלות וגופים ציבוריים גם הם תמכו ב-LoRaWAN בדרכים שונות. האיחוד האירופי תמך במתקני ניסוי IoT ובתוכניות מימון הכוללות פריסות LoRaWAN לערים חכמות וחקלאות במדינות החברות. לדוגמה, מספר פרויקטי מחקר של האיחוד האירופי הדגימו שימוש ב-LoRaWAN לניטור סביבתי באזורים כפריים (ניטור יערות, מגוון ביולוגי וכו'). ב-הודו, יוזמת הערים החכמות של הממשלה עודדה ערים להשתמש ב-IoT לשיפור עירוני; רשת ה-LoRaWAN הארצית של Tata Communications יושמה בחלקה בהתאם ליוזמה זו, וכיום מחברת פרויקטים עירוניים רבים מתאורת רחוב ועד חניה חכמה telconews.in. ב-סין, נעשה שימוש ב-LoRaWAN ברשתות עירוניות (למרות ש-NB-IoT הנתמך על ידי המדינה דומיננטי יותר שם, ערים סיניות מסוימות עדיין פורשות LoRaWAN לשימושים פרטיים כמו פארקי תעשייה או קמפוסים). אוסטרליה ו-ניו זילנד ראו אזורי IoT חקלאיים במימון ממשלתי שבהם נעשה שימוש ב-LoRaWAN כדי לסייע לחקלאים לנסות טכנולוגיות חדשות. וב-ארצות הברית, למרות שאין רשת LoRaWAN פדרלית, ממשלות עירוניות כמו לוס אנג'לס, שיקגו וניו יורק הפעילו תוכניות פיילוט עם LoRaWAN לדברים כמו חיישני הצפה וניהול פסולת, לעיתים בשותפות עם סטארטאפים. העלות היחסית הנמוכה של LoRaWAN הופכת אותו לאטרקטיבי עבור IoT במגזר הציבורי: עיר יכולה להקים רשת IoT ייעודית בעלות מזערית לעומת הוספת קישוריות סלולרית או קווית שוות ערך.

מדיניות בולטת אחת היא הדחיפה לאינטרופרטיביות וקיום משותף של רשתות IoT. הסיפור של LoRaWAN ושל המתחרה לשעבר שלה Sigfox הוא דוגמה לכך. Sigfox (רשת LPWAN קניינית המשתמשת בטכנולוגיית ultra-narrowband) הייתה בעבר אקוסיסטמה מקבילה, אך לאחר קשיים כלכליים, מפעילי Sigfox (כיום תחת חברה בשם UnaBiz) למעשה הצטרפו ל-LoRa Alliance ב-2023 והחלו לעבוד על גישור טכנולוגיית ה-"0G" של Sigfox עם רשתות LoRaWAN rcrwireless.com. למעשה, UnaBiz ושותפיה משלבים פרוטוקולי Sigfox על שבבי LoRa ומאחדים כיסוי LoRaWAN ו-Sigfox בהצעות משולבות actility.com. הדבר מצביע על התכנסות בשוק ה-LPWAN: LoRaWAN הפכה בפועל לסטנדרט דה-פקטו עבור LPWAN לא מורשה, ואפילו מתחרים לשעבר מתיישרים לפיה. במקביל, בצד הספקטרום המורשה, מפעילי סלולר ממשיכים לקדם NB-IoT ו-LTE-M ל-IoT. עם זאת, במקום בחירה בלעדית, רבים רואים עתיד משלים – LoRaWAN לשימושים מסוימים ולרשתות פרטיות, IoT סלולרי לאחרים. ראוי לציין כי LoRaWAN מובילה באינטגרציה עם שירותי IoT לווייניים: עד 2024, לפחות שלוש חברות (כמו Lacuna Space ו-Wyld Networks) סיפקו קישוריות LoRaWAN מהחלל, והפכו למעשה לוויינים לשערי LoRaWAN במסלול שמגיעים לאזורים מרוחקים lora-alliance.org. רגולטורים (באמצעות גופים כמו ITU ורשויות תקשורת לאומיות) פועלים להקצות ספקטרום לקישורי IoT לווייניים אלה, כך שמכשיר LoRa יוכל להתחבר בקלות דרך לוויין כאשר הוא מחוץ לטווח קרקעי lora-alliance.org. הרחבה לא-קרקעית זו עשויה לשפר מאוד את הכיסוי בים, בטבע ובמצבי חירום – ו-LoRaWAN מובילה בכך לעומת טכנולוגיות LPWAN אחרות.

מבחינת מדיניות ספקטרום, מאחר ש-LoRaWAN משתמשת בתדרים משותפים, יש דגש על שימוש הוגן וניהול הפרעות. פרוטוקול LoRaWAN עצמו מתוכנן להיות "מנומס" בספקטרום: הוא משתמש בקצבי נתונים אדפטיביים כדי למזער זמן שידור, ובאזורים כמו אירופה הוא עומד במגבלות duty cycle. בארה"ב, הוא פועל לפי כללי ה-FCC למכשירים בתדרים מתחלפים. עד כה, לא היו חסמים רגולטוריים משמעותיים ל-LoRaWAN – להפך, הרגולטורים מעריכים שהיא מעודדת חדשנות ב-IoT מבלי לדרוש הקצאות ספקטרום חדשות. המשך הצמיחה עשוי להוביל להנחיות פורמליות יותר, אך ל-LoRa Alliance יש קבוצת עבודה רגולטורית שמטרתה לתקשר עם הרגולטורים ולהבטיח עמידה בדרישות ואחידות ספקטרום lora-alliance.org.

תובנות מומחים ותחזית לעתיד

כשאנו מתקדמים אל 2025 והלאה, הקונצנזוס בתעשייה הוא של-LoRaWAN ימשיך למלא תפקיד מכריע בהרחבת האינטרנט של הדברים (IoT). שנת 2024 תוארה כ-"שנה מכריעה לטרנספורמציה דיגיטלית ולאימוץ נרחב של IoT" על ידי מנכ"ל LoRa Alliance, אלפר יגין lora-alliance.org, והצמיחה של LoRaWAN משקפת זאת. חברי הברית דיווחו על שיעורי צמיחה דו-ספרתיים בפריסות; לדוגמה, Actility ראתה את מספר המכשירים המנוהלים שלה גדל ב-50% ל-4 מיליון, The Things Industries הגיעה ל-2.7 מיליון מכשירים (גם כן צמיחה שנתית של 50%), ו-Zenner (חברת מדי חכם) חצתה את רף 9 מיליון מכשירי LoRa שהותקנו lora-alliance.org. המספרים הללו מעידים על אקוסיסטם בריא ומתרחב.

אנליסטים רואים את LoRaWAN ממוקמת היטב לעתיד ה-IoT. התחזית של Omdia ליותר מ-3.5 מיליארד חיבורים ב-LPWAN עד 2030 lora-alliance.org מדגישה את היקף האימוץ העצום הצפוי ל-IoT, ו-LoRaWAN מזוהה כמנוע מוביל של הצמיחה הזו. "LoRaWAN הופכת לרכיב חיוני בהתפתחות של סביבות עירוניות חכמות יותר," ציין רובין דיוק-וולי, מנכ"ל Beecham Research, והוסיף כי LoRaWAN כבר נמצאת בשימוש ב-מגוון הולך ומתרחב של יישומים עירוניים בכל האזורים telconews.in. במילים אחרות, זו לא טכנולוגיה נישתית – היא רלוונטית באופן רחב, מבירות אירופה ועד עיירות בעולם המתפתח, ממפעלי הייטק ועד חוות משפחתיות צנועות.

אחת הסיבות לאופטימיות של המומחים היא ה-גמישות והקהילה של LoRaWAN. לא לעיתים קרובות רואים טכנולוגיה שהיא גם מוכנה לארגונים (עם מפעילים וחברות Fortune 500 שמיישמות אותה) וגם צומחת מהשטח (עם חובבים וסטארטאפים שבונים עליה). הגיוון הזה מזין חדשנות. התקן עצמו מתפתח: שיפורים עתידיים ישפרו את תהליך השיוך של מכשירים (כך שיהיה קרוב ככל האפשר ל-plug-and-play), יאפשרו עדכוני קושחה מרחוק (קריטי ככל שצי מכשירי IoT מתבגר), וישולבו יותר עם פלטפורמות נתוני IoT. ברית LoRa עובדת גם על מפרטים עבור IPv6 over LoRaWAN ומסגרות תאימות נוספות כדי להבטיח שרשתות LoRaWAN יוכלו להשתלב בקלות עם מארג האינטרנט הרחב יותר.

מבחינת טכנולוגיה, אפשר לצפות ש-LoRaWAN תתוגבר על ידי מחשוב קצה ובינה מלאכותית בשנים הקרובות. לדוגמה, עיר חכמה עשויה להשתמש באלגוריתם בינה מלאכותית בשרת הרשת כדי לזהות חריגות בנתוני חיישנים (כמו קפיצה פתאומית בזרימת מים שמצביעה על פיצוץ בצינור) ולשלוח התראות אוטומטית. LoRaWAN מספקת את הזנת הנתונים והכיסוי; שכבת האינטליגנציה יכולה לשבת מעל. באופן דומה, בחקלאות, למידת מכונה עשויה לנתח זרמי חיישני LoRa כדי לחזות מחלות גידולים או לייעל לוחות זמנים לדישון. הקישוריות היא רק המאפשרת – ההשפעה האמיתית מגיעה מהתובנות והפעולות על אותם נתונים.

מגמה נוספת היא רישות היברידי. LoRaWAN לא קיימת בבידוד; יש תרחישים שבהם רשת LoRaWAN עשויה להתחבר לחלק האחורי של רשת 5G (למשל, שימוש ב-5G כקישור בין שערים לענן), או שבהם מכשירים ישתמשו ב-LoRaWAN כקישוריות עיקרית אך יעברו לסלולרית במקרה הצורך. גופי תקינה עובדים על התכנסות כדי שרשתות IoT שונות יוכלו לפעול יחד. העובדה ש-LoRaWAN היא תקן פתוח מקלה על שילוב עם פלטפורמות ענן (AWS IoT, Azure IoT וכו' כולן תומכות ב-LoRaWAN דרך שותפים) ואפילו עם פרוטוקולים אחרים (אנו רואים חברות שמציעות פתרונות משולבים של LoRaWAN + BLE או LoRaWAN + Wi-Fi, כל אחד למה שהוא הכי מתאים לו).

מבחינת מדיניות, תחום שכדאי לעקוב אחריו הוא כיצד רגולטורים מתייחסים לזרם מכשירי ה-IoT. אבטחה היא דאגה מרכזית – מיליארדי חיישנים מחוברים יוצרים שטח תקיפה אם לא מנוהלים היטב. ההצפנה החזקה ותהליך ההצטרפות של LoRaWAN הם נקודת פתיחה טובה, אך סביר להניח שגורמים שונים ידחפו למסגרות אבטחה חזקות אף יותר (האזכור של הברית ל-“PKI לפרוביז'נינג פשוט של מכשירים” מרמז על מהלכים להפוך פריסות IoT לבטוחות וידידותיות למשתמש lora-alliance.org). בנוסף, קיימות עשויה להפוך לנושא מרכזי: IoT יכול לחסוך באנרגיה (כמו הפחתת שימוש בתאורת רחוב והשקיה מדויקת), אך הוא גם יוצר הרבה מכשירים בשטח. למרבה המזל, מכשירי LoRaWAN, בכך שהם מאריכים את חיי הסוללה לשנים ומאפשרים ניהול מים טוב יותר, תורמים חיובית למטרות סביבתיות. ככל ש-IoT יגדל, צפוי דיון נרחב יותר על פסולת אלקטרונית ומיחזור סוללות – תחומים שבהם למכשירים ארוכי חיים יש יתרון.

לסיכום, הסיפור של LoRaWAN עד כה הוא של הצלחה פרגמטית: היא זיהתה פער (קישוריות לטווח ארוך ולצריכת חשמל נמוכה) ומילאה אותו טוב יותר מכל אחד אחר, בזכות שיתופיות ופתיחות. ערים שמיישמות LoRaWAN רואות שיפורים מוחשיים בשירותים וביעילות – מ-ברצלונה ועד מומבאי, פריסות אמיתיות חוסכות בעלויות ומשפרות את איכות החיים. חקלאים מ-קליפורניה ועד קווינסלנד משיגים יבולים גבוהים יותר ושקט נפשי על ידי התקנת חיישני LoRaWAN בשדותיהם ובעדריהם. וכנראה שזה רק ההתחלה. כפי שסיכם דוח ערים חכמות מ-2024, "הפוטנציאל הוא גדול מאוד" עבור LoRaWAN בחדשנות עירונית telconews.in. באותו אופן, הפוטנציאל גדול גם בתחומים כפריים ותעשייתיים. עם מערכת אקולוגית תוססת ואימוץ מואץ, LoRaWAN צפויה להישאר עמוד השדרה של מהפכת האינטרנט של הדברים – מחברת בשקט את מכשירי העולם, חבילת נתונים ארוכת טווח בכל פעם.

מקורות:

LoRa Alliance – “LoRaWAN Expanded Market Leadership” (2024 End of Year Report) lora-alliance.org
TelcoNews (TechDay) – “LoRaWAN report highlights smart city technology benefits” (Nov 2024) telconews.in
StateTech Magazine – “LoRa and LoRaWAN: How the Technology Helps Smart Cities” (Jan 2020) statetechmagazine.com
IoT For All (LoRa Alliance) – “Why LoRaWAN is the Right Choice for Smart Cities” (Dec 2024) iotforall.com
Actility Blog – “Uruguay to deploy one of LoRaWAN’s largest smart street lighting projects” (Feb 2022) actility.com
Actility Blog – “In Lebanese Vineyard, LoRaWAN Is Making Wine Better” (2018) actility.com

“איך LoRaWAN משנה ערים”

tektelic.com

בלוג Tektelic – “איך LoRaWAN יכול לחסוך לחקלאים כסף ולהגדיל יבולים” (2021, עודכן 2024) tektelic.com
בלוג Atomsenses – “איך LoRaWAN משנה את החקלאות” (יולי 2024) atomsenses.com
IoT Evolution World – “השותפות בין Senet ו-Helium מרחיבה את הגישה ל-LoRaWAN” (ספט' 2021) iotevolutionworld.com