Redakcja: Ulink Media
W drugiej połowie 2021 r. brytyjski start-up kosmiczny SpaceLacuna po raz pierwszy użył radioteleskopu w Dwingeloo w Holandii, aby odbić LoRa z Księżyca. Był to zdecydowanie imponujący eksperyment pod względem jakości przechwytywania danych, ponieważ jedna z wiadomości zawierała nawet kompletną ramkę LoRaWAN®.
Lacuna Speed wykorzystuje zestaw satelitów znajdujących się na niskiej orbicie okołoziemskiej do odbierania informacji z czujników zintegrowanych ze sprzętem LoRa firmy Semtech i naziemną technologią częstotliwości radiowej. Satelita unosi się nad biegunami Ziemi co 100 minut na wysokości 500 kilometrów. Gdy Ziemia się obraca, satelity pokrywają kulę ziemską. LoRaWAN jest wykorzystywany przez satelity, co oszczędza baterię, a wiadomości są przechowywane przez krótki czas, dopóki nie przejdą przez sieć stacji naziemnych. Dane są następnie przekazywane do aplikacji w sieci naziemnej lub można je przeglądać w aplikacji internetowej.
Tym razem sygnał LoRa wysłany przez lacuna Speed trwał 2,44 sekundy i został odebrany przez ten sam chip, przy odległości propagacji wynoszącej około 730 360 kilometrów, co może być najdłuższą dotychczasową odległością transmisji komunikatu LoRa.
Jeśli chodzi o komunikację satelitarną-naziemną w oparciu o technologię LoRa, w lutym 2018 roku na konferencji TTN (TheThings Network) dokonano kamienia milowego, który udowodnił możliwość zastosowania LoRa w satelitarnym Internecie rzeczy. Podczas demonstracji na żywo odbiornik odebrał sygnały LoRa z satelity znajdującego się na niskiej orbicie.
Obecnie wykorzystanie istniejących technologii IoT o niskim poborze mocy i dalekiego zasięgu, takich jak LoRa lub NB-IoT, w celu zapewnienia bezpośredniej komunikacji między urządzeniami IoT a satelitami na orbicie dookoła świata można uznać za część rynku sieci WAN małej mocy. Technologie te stanowią interesujące zastosowanie do czasu powszechnej akceptacji ich wartości komercyjnej.
Firma Semtech wprowadziła na rynek LR-FHSS, aby wypełnić lukę rynkową w zakresie łączności IoT
Semtech pracował nad LR-FHSS przez ostatnie kilka lat i oficjalnie ogłosił dodanie obsługi LR-FHSS do platformy LoRa pod koniec 2021 roku.
LR-FHSS nazywa się LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum. Podobnie jak LoRa, jest to technologia modulacji warstwy fizycznej zapewniająca w większości taką samą wydajność jak LoRa, np. czułość, obsługę przepustowości itp.
LR-FHSS teoretycznie jest w stanie obsłużyć miliony węzłów końcowych, co znacząco zwiększa przepustowość sieci i rozwiązuje problem przeciążenia kanałów, który wcześniej ograniczał rozwój LoRaWAN. Ponadto LR-FHSS ma wysoką odporność na zakłócenia, łagodzi kolizje pakietów poprzez poprawę wydajności widmowej i ma zdolność modulacji przeskakiwania częstotliwości łącza zwrotnego.
Dzięki integracji LR-FHSS, LoRa jest bardziej odpowiednia do zastosowań z gęstymi terminalami i dużymi pakietami danych. Dlatego program satelitarny LoRa ze zintegrowanymi funkcjami LR-FHSS ma wiele zalet:
1. Może uzyskać dostęp do dziesięciokrotnie większej przepustowości terminala niż sieć LoRa.
2. Odległość transmisji jest dłuższa, do 600-1600 km;
3. Silniejsze przeciwdziałanie zakłóceniom;
4. Osiągnięto niższe koszty, w tym koszty zarządzania i wdrożenia (nie ma potrzeby tworzenia dodatkowego sprzętu, dostępne są własne możliwości łączności satelitarnej).
Transceivery LoRaSX1261, SX1262 i platformy LoRaEdgeTM firmy Semtech, a także projekt referencyjny bramy V2.1 są już obsługiwane przez lr-fhss. Dlatego w praktycznych zastosowaniach aktualizacja oprogramowania oraz wymiana terminala i bramy LoRa może najpierw poprawić przepustowość sieci i zdolność przeciwzakłóceniową. W sieciach LoRaWAN, w których wdrożono bramę V2.1, operatorzy mogą włączyć nową funkcję poprzez prostą aktualizację oprogramowania bramy.
Zintegrowany LR – FHSS
LoRa stale poszerza swoje portfolio aplikacji
BergInsight, instytut badań rynku Internetu rzeczy, opublikował raport z badań na temat satelitarnego iot. Dane pokazały, że pomimo niekorzystnego wpływu Covid-19 liczba globalnych użytkowników satelitarnego Internetu w dalszym ciągu wzrosła do 3,4 mln w 2020 r. Oczekuje się, że w ciągu najbliższych kilku lat liczba globalnych użytkowników satelitarnego Internetu będzie rosła w tempie cagR wynoszącym 35,8%, osiągając 15,7 mln w 2025 roku.
Obecnie jedynie 10% regionów świata ma dostęp do usług łączności satelitarnej, co zapewnia szeroką przestrzeń rynkową dla rozwoju satelitarnego iot, a także szansę dla satelitarnego iot małej mocy.
LR-FHSS będzie także wspierać wdrażanie LoRa na całym świecie. Dodanie SUPPORT dla LR-FHSS do platformy LoRa nie tylko pomoże zapewnić bardziej opłacalną, wszechobecną łączność z odległymi obszarami, ale także będzie stanowić znaczący krok w kierunku wdrożenia Internetu na dużą skalę w gęsto zaludnionych obszarach. Będzie w dalszym ciągu promować globalne wdrożenie LoRa i dalej rozwijać innowacyjne aplikacje:
-
Wsparcie usług satelitarnych Iot
LR-FHSS umożliwia satelitom łączenie się z rozległymi, odległymi obszarami globu, wspierając potrzeby pozycjonowania i transmisji danych na obszarach bez zasięgu sieci. Przykłady użycia LoRa obejmują śledzenie dzikiej przyrody, lokalizowanie kontenerów na statkach na morzu, lokalizowanie zwierząt gospodarskich na pastwiskach, inteligentne rozwiązania rolnicze poprawiające plony oraz śledzenie globalnych zasobów dystrybucyjnych w celu poprawy wydajności łańcucha dostaw.
-
Obsługa częstszej wymiany danych
W poprzednich zastosowaniach LoRa, takich jak logistyka i śledzenie aktywów, inteligentne budynki i parki, inteligentne domy i inteligentne społeczności, liczba semaforów modulowanych LoRa w powietrzu znacznie wzrośnie ze względu na dłuższe sygnały i częstszą wymianę sygnałów w tych zastosowaniach. Wynikający z tego problem przeciążenia kanałów związany z rozwojem LoRaWAN można również rozwiązać poprzez modernizację terminali LoRa i wymianę bramek.
-
Zwiększ zasięg w pomieszczeniach zamkniętych
Oprócz zwiększania przepustowości sieci, LR-FHSS umożliwia głębsze wewnętrzne węzły końcowe w ramach tej samej infrastruktury sieciowej, zwiększając skalowalność dużych projektów IOT. Na przykład LoRa jest technologią wybieraną na światowym rynku inteligentnych liczników, a zwiększony zasięg wewnątrz budynków jeszcze bardziej wzmocni jej pozycję.
Coraz więcej graczy w satelitarnym Internecie rzeczy małej mocy
Coraz częściej pojawiają się zagraniczne projekty satelitarne LoRa
McKinsey przewidział, że do 2025 r. wartość kosmicznego Internetu może być warta od 560 do 850 miliardów dolarów, co prawdopodobnie jest głównym powodem, dla którego tak wiele firm goni za rynkiem. Obecnie prawie kilkudziesięciu producentów zaproponowało plany sieci satelitarnych IOT.
Z punktu widzenia rynku zagranicznego, satelitarny iot jest ważnym obszarem innowacji na rynku iot. LoRa, jako część satelitarnego Internetu Rzeczy małej mocy, znalazła szereg zastosowań na rynkach zagranicznych:
W 2019 roku firmy Space Lacuna i Miromico rozpoczęły komercyjne próby projektu LoRa Satellite iot, który w następnym roku z powodzeniem został zastosowany w rolnictwie, monitorowaniu środowiska czy śledzeniu aktywów. Korzystając z LoRaWAN, urządzenia iot zasilane bateryjnie mogą wydłużyć ich żywotność i zaoszczędzić na kosztach eksploatacji i konserwacji.
IRNAS nawiązał współpracę ze Space Lacuna w celu zbadania nowych zastosowań technologii LoRaWAN, w tym śledzenia dzikiej przyrody na Antarktydzie i boi przy użyciu sieci LoRaWAN do wdrażania gęstych sieci czujników w środowisku morskim w celu wspierania zastosowań związanych z cumowaniem i raftingiem.
Swarm (przejęty przez Space X) zintegrował urządzenia LoRa firmy Semtech ze swoimi rozwiązaniami łączności, aby umożliwić dwukierunkową komunikację między satelitami znajdującymi się na niskiej orbicie okołoziemskiej. Otworzono nowe scenariusze wykorzystania Internetu rzeczy (IoT) dla Swarm w obszarach takich jak logistyka, rolnictwo, samochody połączone z siecią i energia.
Inmarsat nawiązał współpracę z Actility, tworząc sieć Inmarsat LoRaWAN, platformę opartą na sieci szkieletowej Inmarsat ELERA, która zapewni bogactwo rozwiązań dla klientów IOT w sektorach takich jak rolnictwo, energetyka, ropa i gaz, górnictwo i logistyka.
W końcu
Na całym rynku zagranicznym istnieje nie tylko wiele dojrzałych zastosowań projektu. Omnispace, EchoStarMobile, Lunark i wiele innych firm próbuje wykorzystać sieć LoRaWAN do oferowania usług IOT po niższych kosztach, przy większej pojemności i szerszym zasięgu.
Chociaż technologię LoRa można również wykorzystać do wypełnienia luk na obszarach wiejskich i w oceanach, w których brakuje tradycyjnego zasięgu Internetu, jest to świetny sposób na zajęcie się „Internetem wszystkiego”.
Jednak z perspektywy rynku krajowego rozwój LoRa w tym aspekcie jest jeszcze w powijakach. W porównaniu z zagranicą napotyka więcej trudności: po stronie popytu zasięg sieci Inmarsat jest już bardzo dobry, a dane można przesyłać w obu kierunkach, więc nie jest silny; Jeśli chodzi o zastosowanie, Chiny są nadal stosunkowo ograniczone i skupiają się głównie na projektach kontenerowych. Z powyższych powodów krajowym przedsiębiorstwom satelitarnym trudno jest promować zastosowanie LR-FHSS. Pod względem kapitałowym projekty tego typu są w dużej mierze uzależnione od nakładów kapitałowych ze względu na duże niepewności, duże lub małe projekty oraz długie cykle.
Czas publikacji: 18 kwietnia 2022 r