Liên lạc ngoài vùng phủ sóng: khái niệm và cách hoạt động

Hầu hết thời gian, "liên lạc" và "mạng di động" là một - bạn gửi một tin nhắn và nó đến nơi, chẳng bao giờ nghĩ đến việc nó đi như thế nào. Liên lạc ngoài vùng phủ sóng là thứ bạn dùng khi mạng đó không còn ở đó: một cách để nhóm nhắn tin cho nhau và chia sẻ vị trí, dùng thiết bị mà nhóm mang theo thay vì hạ tầng do người khác vận hành. Nelos là một ứng dụng hoàn chỉnh, được duy trì tích cực cho chính việc này - không phải một dự án kỹ thuật - và bạn có thể bắt đầu dùng miễn phí.

Liên lạc ngoài vùng phủ sóng là gì?

Liên lạc ngoài vùng phủ sóng là bất kỳ phương pháp trao đổi tin nhắn, giọng nói, hoặc vị trí mà không dựa vào cột sóng di động, Wi-Fi, hay kết nối Internet. "Ngoài vùng phủ sóng" ở đây nghĩa là ngoài mạng liên lạc - không liên quan gì đến pin năng lượng mặt trời hay sống ngoài lưới điện, dù những chuyến đi và địa điểm đó thường trùng nhau.

Điểm khác biệt quan trọng nằm ở ai vận hành mạng. Một mạng di động được xây dựng và duy trì bởi nhà mạng: điện thoại của bạn liên lạc với cột sóng gần nhất, hạ tầng của nhà mạng truyền dữ liệu đi, và nó đến đầu kia. Bạn thuê quyền truy cập vào chuỗi đó qua một gói cước. Các phương pháp ngoài vùng phủ sóng thay chuỗi đó bằng thứ nhỏ và cục bộ hơn - hai radio cầm tay liên lạc trực tiếp, một nhóm radio liên lạc trực tiếp hoặc qua trạm lặp, hoặc một đường truyền thẳng lên vệ tinh - để nhóm vẫn giữ liên lạc ở những nơi không nhà mạng nào xây dựng gì cả.

Sự độc lập đó là toàn bộ ý nghĩa, và cũng là giới hạn. Vì một mạng ngoài vùng phủ sóng chỉ là các thiết bị của riêng nhóm, nó giữ nhóm liên lạc với nhau - nhưng hầu hết các phương pháp không thể liên lạc với ai bên ngoài nhóm, và không thể gọi số cấp cứu. Biết phương pháp nào có thể vươn ra ngoài và phương pháp nào không là điều quan trọng nhất cần nắm đúng.

Vì sao GPS vẫn hoạt động khi nhắn tin không thể

Một điểm dễ gây nhầm lẫn: bạn mất sóng, ứng dụng bản đồ vẫn hiện một điểm xanh chính xác nơi bạn đang đứng, nhưng vị trí bạn đã chia sẻ với gia đình ở nhà thì ngừng cập nhật. Cả hai điều đó đều đúng cùng lúc, vì chúng là hai hệ thống khác nhau.

GPS (và các hệ thống định vị vệ tinh khác được gộp dưới tên GNSS) chỉ nhận. Vệ tinh liên tục phát thời gian và vị trí của chúng; điện thoại của bạn lắng nghe vài vệ tinh và tính ra vị trí của mình. Nó không phát gì cả, không cần SIM, và không quan tâm có cột sóng gần đó hay không. Vì vậy điện thoại của bạn hầu như luôn vẫn biết vị trí của chính nó khi ở ngoài vùng phủ sóng.

Gửi vị trí đó cho người khác là một bước riêng cần một đường truyền dữ liệu - và đường truyền đó chính là thứ biến mất khi bạn ra khỏi vùng phủ sóng. Đây là lý do các ứng dụng như Life360 và Find My bị đứng: điện thoại vẫn có tọa độ, nhưng không có gì để gửi chúng đi. Các hướng dẫn GPS có hoạt động khi không có sóng di động không và Life360 có hoạt động khi không có sóng không đi sâu vào chi tiết này. Liên lạc ngoài vùng phủ sóng là về việc cung cấp đường truyền dữ liệu còn thiếu đó.

Các cách chính để liên lạc khi không có sóng di động

Không có một phương pháp tốt nhất duy nhất - mỗi phương pháp làm tốt một phần công việc và hầu như không chạm tới phần còn lại. So sánh thẳng thắn (hướng dẫn Làm thế nào để nhắn tin khi không có sóng điện thoại? tập trung riêng vào phần nhắn tin của danh sách này):

Bộ đàm hai chiều (FRS, GMRS, PMR)

Bộ đàm cầm tay cho giọng nói tức thì khi nhóm ở gần nhau. Bấm nút, nói, và ai đang ở cùng kênh nghe được ngay - không cần ghép nối, không cần ứng dụng, chi phí thấp. Điểm trừ: đây là một cuộc trò chuyện trực tiếp, không phải tin nhắn được lưu, nên ai không nghe đúng lúc đó sẽ bỏ lỡ; không có bản đồ hay lịch sử; và tầm hoạt động giảm mạnh theo địa hình - một ngọn đồi giữa hai bộ đàm có thể cắt đứt liên lạc. Phù hợp nhất cho một nhóm nhỏ ở trong tầm nhìn hoặc tầm gọi nhau ở địa hình mở. Việc bộ đàm hay hệ thống LoRa mesh phù hợp với nhóm của bạn được cân nhắc trực tiếp trong LoRa mesh và bộ đàm.

LoRa mesh

Mỗi người mang một radio nhỏ, tiêu thụ ít năng lượng, thường ghép với điện thoại. Các radio gửi văn bản ngắn và tọa độ vị trí trực tiếp cho nhau, và - đây là phần "mesh" - một trạm lặp, hoặc một radio bật chế độ tiếp sóng (vốn tốn pin hơn), có thể chuyển tiếp tin nhắn, nên không phải cả nhóm đều cần nằm trong tầm liên lạc trực tiếp. Không cần thuê bao, không cần tài khoản, không cần cột sóng. Điểm trừ: chậm (đủ cho tin nhắn và vị trí, không phải cho ảnh hay giọng nói), tầm hoạt động vẫn phụ thuộc nhiều vào địa hình, và chỉ liên lạc được trong nhóm - không tới dịch vụ cứu hộ. Xem LoRa mesh radio là gì và LoRa mesh so với mạng di động khác nhau thế nào.

Thiết bị liên lạc vệ tinh và điện thoại

Thiết bị liên lạc vệ tinh cầm tay (Garmin inReach, Zoleo, và tương tự) và tính năng nhắn tin vệ tinh trên một số điện thoại đời mới kết nối thẳng tới một mạng lưới trên quỹ đạo thay vì cột sóng mặt đất. Điểm quan trọng: chúng liên lạc được ra ngoài nhóm - một người thân ở khu vực khác, hoặc một trung tâm điều phối cứu hộ qua nút SOS - từ những nơi hoàn toàn không có hạ tầng. Điểm trừ: gói cước hằng tháng, chi phí thiết bị cao hơn, tốc độ nhắn tin chậm hơn, và cần tầm nhìn khá thoáng lên trời. Không phải cách để cả nhóm trò chuyện suốt ngày, nhưng là công cụ đúng để tiếp cận sự trợ giúp. Hướng dẫn LoRa mesh và thiết bị liên lạc vệ tinh so sánh trực tiếp hai lựa chọn này.

Điện thoại tới điện thoại (Bluetooth / Wi-Fi Direct)

Một số ứng dụng có thể truyền tin nhắn trực tiếp giữa các điện thoại rất gần nhau, không cần thêm phần cứng. Hữu ích trong một đám đông dày đặc, nơi mạng bị quá tải chứ không phải mất hoàn toàn, nhưng tầm hoạt động chỉ vài chục mét và phụ thuộc vào việc mọi người đều dùng cùng một ứng dụng. Không phải giải pháp cho một nhóm trải dài trên một cung đường hay một khu cắm trại.

PLB và thiết bị phát tín hiệu khẩn cấp

Một thiết bị định vị cá nhân (PLB) chỉ làm một việc: khi được kích hoạt, nó phát danh tính và vị trí của bạn tới một mạng lưới tìm kiếm và cứu hộ của chính phủ. Không nhắn tin, không thuê bao, không có tin nhắn báo tình trạng - chỉ là một tín hiệu cấp cứu. Đây là thiết bị an toàn dùng khi hết cách, đi cùng với các phương pháp trên, không phải một cách để liên lạc hằng ngày.

Cách một smartphone cộng với radio LoRa mesh hoạt động

Mô hình smartphone cộng radio đáng để hiểu riêng, vì đây là cách tiếp cận giống nhất với các ứng dụng nhắn tin mà mọi người đã quen dùng. Mô hình tư duy là một chuỗi:

Điện thoại → Bluetooth → Radio LoRa → mesh → Radio LoRa → Bluetooth → Điện thoại

Điện thoại của bạn vẫn là phần bạn nhìn và chạm vào. Nó cung cấp giao diện, lịch sử tin nhắn, quản lý nhóm và liên hệ, bản đồ, và - qua bộ thu GNSS của chính nó - vị trí của bạn. Radio làm một việc điện thoại không làm được: mang dữ liệu đó qua không khí khi không có mạng di động, liên lạc trực tiếp với các radio khác trong nhóm.

Vì điện thoại và radio chỉ nối với nhau qua Bluetooth - giống tai nghe không dây - điện thoại có thể nằm yên trong túi hoặc balo trong khi radio đặt cao hơn hoặc ngoài xe để bắt sóng tốt hơn. Và vì bản đồ đã được tải sẵn vào điện thoại từ trước, bạn vẫn có một bản đồ đầy đủ với vị trí mới nhất của mọi người trên đó, không cần bất kỳ kết nối nào.

Điểm cần lưu ý là cả hai phần đều phải hoạt động: một điện thoại đã sạc với ứng dụng và bản đồ ngoại tuyến, và một radio đã sạc, đã ghép nối. Mất một trong hai và bạn quay về chỉ còn tầm giọng nói hoặc không còn gì.

Radio cũng chạy một giao thức mạng biến một tập các radio riêng lẻ thành một mạng lưới duy nhất, trong đó trạm lặp đảm nhận việc tiếp sóng - Nelos xử lý việc này cho bạn, nên bạn không phải tự cấu hình. Một thiết bị theo dõi tương thích có GPS cũng có thể tham gia cùng mạng đó mà không cần gắn với điện thoại nào - xem GPS tracker không cần SIM hoạt động như thế nào? để biết cách hoạt động.

Mesh so với hạ tầng: "không cần cột sóng" thực sự mang lại điều gì

Một mạng mesh đảo ngược mô hình thông thường. Thay vì mỗi thiết bị nói chuyện với một cột sóng lớn, các thiết bị nói chuyện trực tiếp với nhau, và một tin nhắn có thể nhảy qua trạm lặp để đến được người ở xa hơn. Vài điều theo sau từ đó:

• Không cần cột sóng - mạng tồn tại ở bất cứ đâu nhóm mang nó tới, và bật lên ngay khi hai thiết bị ở gần nhau.
• Điểm tiếp sóng mở rộng mạng: một trạm lặp - hoặc một radio trong nhóm bật chế độ tiếp sóng, vốn tốn pin hơn - có thể giữ cho một nhóm trải dài trên cung đường liên lạc được từ đầu đến cuối dù hai đầu không nghe được nhau trực tiếp. Radio thông thường mặc định không tiếp sóng cho nhau.
• Một trạm lặp có thể mở rộng phạm vi phủ sóng hữu ích - một thiết bị đặt ở điểm cao tiếp sóng cho tất cả những người ở dưới. Có cần một trạm lặp hay không phụ thuộc vào chuyến đi; xem bạn có cần trạm lặp LoRa mesh không, và ghi chú thực địa của chúng tôi khi lắp một trạm lặp trên sườn núi.
• Địa hình vẫn quyết định rất nhiều. Sóng radio bị chặn bởi các dãy đồi, rừng dày, và thân xe. Không có con số phạm vi nào đúng cho mọi chuyến đi, và không phần mềm nào khiến tín hiệu xuyên qua được một ngọn núi.
• Mesh không phải hệ thống cứu hộ. Nó giữ nhóm liên lạc với chính mình. Để có khả năng gọi trợ giúp từ một nơi thực sự hẻo lánh, thiết bị liên lạc vệ tinh hoặc PLB là một lớp riêng - xem liên lạc ngoài vùng phủ sóng cho tình huống khẩn cấp và thảm họa.

Hướng dẫn mạng mesh đáng tin cậy đến đâu trên thực địa nói về những gì bạn nên thực sự kỳ vọng - kể cả việc người đi sau một ngọn đồi mất kết nối rồi kết nối lại vài phút sau, điều này là bình thường với một mạng bạn tự mang theo, không phải lỗi.

Phương pháp nào phù hợp với tình huống nào

Hầu hết các nhóm kết hợp nhiều phương pháp: một ứng dụng Internet ở nơi có sóng, một lớp liên lạc cục bộ cho đoạn không có sóng, và - nếu chuyến đi cần - một thiết bị vệ tinh cho tình huống khẩn cấp. Hướng dẫn sơ lược theo tình huống:

• Ngày ra ngoài cùng gia đình và cắm trại. Một radio LoRa mesh cầm tay cho mỗi người lớn, một thiết bị theo dõi nhỏ cho trẻ nhỏ hoặc thú cưng, và bản đồ ngoại tuyến. Chi tiết trong chia sẻ vị trí gia đình khi không có sóng di động và trang trường hợp sử dụng gia đình.
• Nhóm đi bộ đường dài và vùng hoang dã. LoRa mesh để giữ liên lạc dọc theo đoàn người đi bộ, thêm một thiết bị liên lạc vệ tinh cho nhóm nếu cung đường hẻo lánh. Xem liên lạc khi đi bộ đường dài không có sóng di động và đi bộ đường dài với Nelos.
• Cắm trại nhóm. Một khu cắm trại cố định cho phép bạn đặt một thiết bị ở điểm cao làm điểm neo cho cả khu vực - giữ liên lạc khi cắm trại không có sóng di động.
• Road trip và du lịch. Ứng dụng Internet khi có sóng, một lớp LoRa cho những khoảng trống giữa các xe, và một kế hoạch cho các điểm tập hợp lại. Xem du lịch với Nelos.
• Đoàn xe máy hoặc ô tô. Intercom trên mũ bảo hiểm lo giọng nói giữa những người lái gần nhau; nhắn tin nhóm kèm vị trí lo cho cả đoàn khi trải dài.
• Festival và sự kiện đông người. Ở đây mạng bị quá tải, không phải mất hoàn toàn - một kênh cục bộ giữa vài người vẫn thông suốt khi tin nhắn thường bị nghẽn. Xem festival với Nelos.
• Tình huống khẩn cấp và mất hạ tầng. LoRa mesh giúp một nhóm phối hợp tại chỗ khi hạ tầng ngừng hoạt động; để tiếp cận dịch vụ cứu hộ vẫn cần một thiết bị vệ tinh hoặc PLB.

Nếu bạn từng dùng goTenna Mesh và đang tìm hướng đi tiếp theo, các lựa chọn thay thế goTenna Mesh so sánh trực tiếp các lựa chọn hiện có.

Sự khác biệt về không phí thuê bao

Một điều tách biệt các phương pháp về mặt thương mại: bộ đàm hai chiều và LoRa mesh không có phí định kỳ, vì không có gì bạn gửi đi qua mạng của một công ty. Thiết bị liên lạc vệ tinh hầu như luôn có gói cước hằng tháng hoặc hằng năm, vì mỗi tin nhắn đều dùng dung lượng của một nhà khai thác vệ tinh.

Với một nhóm chủ yếu cần giữ phối hợp - không phải gửi SOS - một phương pháp cục bộ không phí thuê bao đáp ứng trường hợp phổ biến với chi phí phần cứng trả một lần, và có thể thêm một thiết bị vệ tinh sau này như một lớp an toàn riêng chỉ khi chuyến đi đòi hỏi. Đáng để làm rõ bạn đang thực sự giải quyết vấn đề nào trước khi trả tiền cho một gói cước.

Nelos phù hợp ở đâu

Nelos là một ứng dụng smartphone cho phần liên lạc nhóm trong bức tranh này. Nó chạy trên các radio LoRa mesh tương thích: bạn ghép một radio với điện thoại qua Bluetooth, tạo một nhóm riêng tư, và có nhắn tin, vị trí mới nhất của mọi người trên bản đồ ngoại tuyến toàn cầu, thiết bị theo dõi cho người hoặc đồ dùng, và nút "Cần trợ giúp" báo cho nhóm. Không có tài khoản, không phí thuê bao, và không có máy chủ trung tâm - tin nhắn và vị trí của nhóm chỉ di chuyển qua các thiết bị của chính nhóm.

Nelos không phải là thiết bị liên lạc vệ tinh và không phải thiết bị cứu hộ. Đây là lớp giữ một gia đình hoặc nhóm liên lạc với nhau khi mạng của nhà mạng không có ở đó. Nếu đó là vấn đề bạn đang giải quyết, các bước tiếp theo là chọn phần cứng và thiết lập một nhóm:

Thiết bị liên lạc ngoài vùng phủ sóng đi qua các thiết bị cầm tay, thiết bị theo dõi và trạm lặp hoạt động cùng Nelos; Bắt đầu nói về việc ghép nối thiết bị và tạo một nhóm; và ứng dụng có thể tải xuống miễn phí cho iPhone và Android.