Redaktor: Ulink Media
W drugiej połowie 2021 r. brytyjski startup 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 klatkę LoRaWAN®.
Lacuna Speed wykorzystuje zestaw satelitów na niskiej orbicie okołoziemskiej do odbierania informacji z czujników zintegrowanych ze sprzętem LoRa firmy Semtech i naziemną technologią częstotliwości radiowych. Satelita unosi się nad biegunami Ziemi co 100 minut na wysokości 500 kilometrów. Gdy Ziemia się obraca, satelity pokrywają kulę ziemską. LoRaWAN jest używany przez satelity, co oszczędza baterię, a wiadomości są przechowywane przez krótki czas, aż przejdą przez sieć stacji naziemnych. Dane są następnie przekazywane do aplikacji w sieci naziemnej lub mogą być przeglądane w aplikacji internetowej.
Tym razem sygnał LoRa wysłany przez Lacuna Speed trwał 2,44 sekundy i został odebrany przez ten sam układ, przy czym odległość propagacji wyniosła około 730 360 kilometrów, co może być najdłuższą odległością transmisji wiadomości LoRa do tej pory.
Jeśli chodzi o komunikację satelitarno-naziemną opartą na technologii LoRa, kamień milowy został osiągnięty na konferencji TTN (TheThings Network) w lutym 2018 r., udowadniając możliwość zastosowania LoRa w satelitarnym Internecie rzeczy. Podczas demonstracji na żywo odbiornik odebrał sygnały LoRa z satelity na niskiej orbicie.
Obecnie wykorzystanie istniejących technologii IoT o niskim poborze mocy i dalekim zasięgu, takich jak LoRa lub NB-IoT, w celu zapewnienia bezpośredniej komunikacji między urządzeniami IoT a satelitami na orbicie wokół globu, można uznać za część rynku WAN o niskim poborze mocy. Technologie te są interesującym zastosowaniem, dopóki ich wartość komercyjna nie zostanie powszechnie zaakceptowana.
Semtech wprowadził na rynek LR-FHSS, aby wypełnić lukę rynkową w łączności IoT
Firma Semtech od kilku lat pracuje nad standardem LR-FHSS i oficjalnie ogłosiła dodanie obsługi standardu 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 o większości takich samych osiągów jak LoRa, takich jak czułość, obsługa przepustowości itp.
LR-FHSS teoretycznie jest w stanie obsługiwać miliony węzłów końcowych, co znacznie zwiększa przepustowość sieci i rozwiązuje problem przeciążenia kanału, który wcześniej ograniczał wzrost LoRaWAN. Ponadto LR-FHSS ma wysoką odporność na zakłócenia, łagodzi kolizje pakietów poprzez poprawę wydajności widmowej i ma zdolność modulacji przeskoków częstotliwości w górę łącza.
Dzięki integracji LR-FHSS, LoRa jest bardziej odpowiednia dla aplikacji z gęstymi terminalami i dużymi pakietami danych. Dlatego program satelitarny LoRa ze zintegrowanymi funkcjami LR-FHSS ma wiele zalet:
1. Może uzyskać dostęp do przepustowości terminala dziesięciokrotnie większej niż sieć LoRa.
2. Odległość transmisji jest większa i wynosi do 600-1600 km;
3. Silniejsza ochrona przeciwzakłóceniowa;
4. Udało się obniżyć koszty, w tym koszty zarządzania i wdrożenia (nie ma potrzeby opracowywania dodatkowego sprzętu, a ponadto dostępne są własne możliwości komunikacji 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 i wymiana terminala i bramy LoRa może najpierw poprawić przepustowość sieci i zdolność przeciwzakłóceniową. W przypadku sieci LoRaWAN, w których wdrożono bramę V2.1, operatorzy mogą włączyć nową funkcję poprzez prostą aktualizację oprogramowania układowego bramy.
Zintegrowany LR – FHSS
LoRa nadal poszerza swoje portfolio aplikacji
BergInsight, instytut badań rynku Internetu Rzeczy, opublikował raport badawczy na temat satelitarnego Internetu Rzeczy. Dane wykazały, że pomimo negatywnego wpływu COVID-19, liczba globalnych użytkowników satelitarnego Internetu Rzeczy nadal wzrosła do 3,4 miliona w 2020 r. Oczekuje się, że globalni użytkownicy satelitarnego Internetu Rzeczy będą rosnąć w tempie cagR wynoszącym 35,8% w ciągu najbliższych kilku lat, osiągając 15,7 miliona w 2025 r.
Obecnie dostęp do usług komunikacji satelitarnej ma jedynie 10% regionów świata, co zapewnia szeroką przestrzeń rynkową dla rozwoju satelitarnego Internetu Rzeczy, a także szansę na rozwój satelitarnego Internetu Rzeczy o niskim zużyciu energii.
LR-FHSS będzie również napędzać globalne wdrażanie LoRa. 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 IoT na dużą skalę w gęsto zaludnionych obszarach. Będzie dalej promować globalne wdrażanie LoRa i dalej rozszerzać innowacyjne aplikacje:
-
Wsparcie usług satelitarnych IoT
LR-FHSS umożliwia satelitom łączenie się z rozległymi odległymi obszarami globu, wspierając potrzeby pozycjonowania i transmisji danych w obszarach bez zasięgu sieci. Przykłady zastosowań LoRa obejmują śledzenie dzikiej przyrody, lokalizowanie kontenerów na statkach na morzu, lokalizowanie zwierząt gospodarskich na pastwiskach, inteligentne rozwiązania rolnicze w celu zwiększenia plonów oraz śledzenie globalnych aktywów dystrybucyjnych w celu zwiększenia efektywności łańcucha dostaw.
-
Obsługa częstszej wymiany danych
W poprzednich aplikacjach LoRa, takich jak logistyka i śledzenie zasobów, inteligentne budynki i parki, inteligentne domy i inteligentne społeczności, liczba modulowanych semaforów LoRa w powietrzu znacznie wzrośnie ze względu na dłuższe sygnały i częstsze wymiany sygnałów w tych aplikacjach. Wynikający z tego problem przeciążenia kanału w rozwoju LoRaWAN można również rozwiązać, modernizując terminale LoRa i wymieniając bramy.
-
Zwiększ zasięg głębokości w pomieszczeniach
Oprócz zwiększenia pojemności sieci, LR-FHSS umożliwia głębsze wewnętrzne węzły końcowe w tej samej infrastrukturze sieciowej, zwiększając skalowalność dużych projektów IoT. Na przykład LoRa jest technologią z wyboru na globalnym rynku inteligentnych liczników, a zwiększony zasięg wewnętrzny jeszcze bardziej wzmocni jej pozycję.
Coraz więcej graczy w niskonapięciowym internecie satelitarnym rzeczy
Nadal pojawiają się zagraniczne projekty satelitarne LoRa
McKinsey prognozuje, że kosmiczny IoT może być wart od 560 do 850 miliardów dolarów do 2025 roku, co jest prawdopodobnie głównym powodem, dla którego tak wiele firm goni za rynkiem. Obecnie prawie dziesiątki producentów zaproponowało plany sieciowania satelitarnego IoT.
Z perspektywy rynku zagranicznego, satelitarny IoT jest ważnym obszarem innowacji na rynku IoT. LoRa, jako część niskonapięciowego satelitarnego Internetu Rzeczy, znalazła szereg zastosowań na rynkach zagranicznych:
W 2019 r. Space Lacuna i Miromico rozpoczęły komercyjne testy projektu LoRa Satellite IoT, który został pomyślnie zastosowany w rolnictwie, monitorowaniu środowiska lub śledzeniu zasobów w kolejnym roku. Dzięki wykorzystaniu LoRaWAN zasilane bateryjnie urządzenia IoT mogą wydłużyć swoją 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 oraz boi wykorzystujących sieć LoRaWAN do rozmieszczania gęstych sieci czujników w środowisku morskim na potrzeby zastosowań związanych z cumowaniem i spływami tratwami.
Swarm (przejęty przez Space X) zintegrował urządzenia LoRa firmy Semtech ze swoimi rozwiązaniami łączności, aby umożliwić dwukierunkową komunikację między satelitami na niskiej orbicie okołoziemskiej. Otworzył nowe scenariusze wykorzystania Internetu rzeczy (IoT) dla Swarm w takich obszarach jak logistyka, rolnictwo, połączone samochody i energetyka.
Inmarsat nawiązał współpracę z Actility w celu utworzenia sieci Inmarsat LoRaWAN, platformy opartej na sieci szkieletowej Inmarsat ELERA, która zapewni bogactwo rozwiązań dla klientów IoT z sektorów takich jak rolnictwo, energetyka, ropa i gaz, górnictwo i logistyka.
W końcu
Na całym rynku zagranicznym istnieje wiele dojrzałych aplikacji tego projektu. Omnispace, EchoStarMobile, Lunark i wiele innych próbuje wykorzystać sieć LoRaWAN, aby oferować usługi IoT po niższych kosztach, z większą pojemnością i szerszym zasięgiem.
Chociaż technologię LoRa można również wykorzystać do wypełnienia luk na obszarach wiejskich i oceanach, gdzie 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 na większe trudności: po stronie popytu zasięg sieci inmarsat jest już bardzo dobry, a dane mogą być przesyłane w obu kierunkach, więc nie jest silny; pod względem zastosowania Chiny są nadal stosunkowo ograniczone, koncentrując się głównie na projektach kontenerowych. W świetle powyższych powodów krajowym przedsiębiorstwom satelitarnym trudno jest promować zastosowanie LR-FHSS. Pod względem kapitału projekty tego typu są w dużej mierze zależne od wkładu kapitałowego ze względu na duże niepewności, duże lub małe projekty i długie cykle.
Czas publikacji: 18-kwi-2022