Редактор: Ulink Media
У другій половині 2021 року британський космічний стартап SpaceLacuna вперше використав радіотелескоп у Двінгелоо, Нідерланди, щоб відбити сигнал LoRa з Місяця. Це був безумовно вражаючий експеримент з точки зору якості збору даних, оскільки одне з повідомлень навіть містило повний кадр LoRaWAN®.
Lacuna Speed використовує набір супутників на низькій навколоземній орбіті для отримання інформації від датчиків, інтегрованих з обладнанням LoRa від Semtech та наземною радіочастотною технологією. Супутник зависає над полюсами Землі кожні 100 хвилин на висоті 500 кілометрів. У міру обертання Землі супутники охоплюють усю земну кулю. Супутники використовують LoRaWAN, що економить час роботи акумулятора, а повідомлення зберігаються протягом короткого часу, поки вони не пройдуть через мережу наземних станцій. Потім дані передаються до програми в наземній мережі або їх можна переглянути у веб-додатку.
Цього разу сигнал LoRa, надісланий Lacuna Speed, тривав 2,44 секунди та був прийнятий тим самим чіпом, з відстанню поширення близько 730 360 кілометрів, що може бути найдовшою відстанню передачі повідомлень LoRa на сьогоднішній день.
Що стосується супутниково-земного зв'язку на основі технології LoRa, то на конференції TTN (TheThings Network) у лютому 2018 року було досягнуто важливої віхи, яка довела можливість застосування LoRa в супутниковому Інтернеті речей. Під час живої демонстрації приймач вловив сигнали LoRa від низькоорбітального супутника.
Сьогодні використання існуючих малопотужних технологій Інтернету речей далекого радіусу дії, таких як LoRa або NB-IoT, для забезпечення прямого зв'язку між пристроями Інтернету речей та супутниками на орбіті навколо світу можна вважати частиною ринку малопотужних глобальних мереж (WAN). Ці технології є цікавим застосуванням, доки їхня комерційна цінність не буде широко визнана.
Semtech запустила LR-FHSS, щоб заповнити прогалину на ринку в галузі підключення до Інтернету речей
Semtech працює над LR-FHSS протягом останніх кількох років і офіційно оголосила про додавання підтримки LR-FHSS до платформи LoRa наприкінці 2021 року.
LR-FHSS називається LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum. Як і LoRa, це технологія модуляції фізичного рівня з більшістю тих самих характеристик, що й LoRa, таких як чутливість, підтримка пропускної здатності тощо.
LR-FHSS теоретично здатний підтримувати мільйони кінцевих вузлів, що значно збільшує пропускну здатність мережі та вирішує проблему перевантаження каналу, яка раніше обмежувала зростання LoRaWAN. Крім того, LR-FHSS має високий рівень захисту від перешкод, зменшує колізії пакетів шляхом покращення спектральної ефективності та має можливість модуляції стрибкоподібної зміни частоти висхідного каналу.
Завдяки інтеграції LR-FHSS, LoRa краще підходить для застосувань з щільними терміналами та великими пакетами даних. Таким чином, супутникова програма LoRa з інтегрованими функціями LR-FHSS має кілька переваг:
1. Він може отримати доступ до термінальної ємності, що в десять разів перевищує термінальну ємність мережі LoRa.
2. Відстань передачі більша, до 600-1600 км;
3. Сильніший захист від перешкод;
4. Досягнуто зниження витрат, включаючи витрати на управління та розгортання (не потрібно розробляти додаткове обладнання, доступні власні можливості супутникового зв'язку).
Трансивери Semtech LoRaSX1261, SX1262 та платформи LoRaEdgeTM, а також еталонний дизайн шлюзу V2.1 вже підтримуються lr-fhss. Тому на практиці оновлення програмного забезпечення та заміна терміналу та шлюзу LoRa можуть спочатку покращити пропускну здатність мережі та можливості захисту від перешкод. Для мереж LoRaWAN, де розгорнуто шлюз V2.1, оператори можуть активувати нову функцію шляхом простого оновлення прошивки шлюзу.
Інтегрований LR – FHSS
LoRa продовжує розширювати свій портфель додатків
BergInsight, дослідницький інститут ринку Інтернету речей, опублікував дослідницький звіт про супутниковий Інтернет речей. Дані показали, що, незважаючи на негативний вплив COVID-19, кількість користувачів супутникового Інтернету речей у світі все ж зросла до 3,4 мільйона у 2020 році. Очікується, що кількість користувачів супутникового Інтернету речей у світі зростатиме зі сукупним темпом зростання (CAGR) 35,8% у найближчі кілька років, досягнувши 15,7 мільйона у 2025 році.
Наразі лише 10% регіонів світу мають доступ до послуг супутникового зв'язку, що забезпечує широкий ринковий простір для розвитку супутникового Інтернету речей, а також можливість для малопотужного супутникового Інтернету речей.
LR-FHSS також сприятиме розгортанню LoRa в усьому світі. Додавання підтримки LR-FHSS до платформи LoRa не лише допоможе їй забезпечити більш економічно ефективне та повсюдне підключення до віддалених районів, але й стане значним кроком до масштабного розгортання Інтернету речей у густонаселених районах. Це сприятиме подальшому глобальному розгортанню LoRa та розширенню інноваційних застосувань:
-
Підтримка супутникових послуг Інтернету речей
LR-FHSS дозволяє супутникам підключатися до величезних віддалених районів земної кулі, забезпечуючи потреби в позиціонуванні та передачі даних у районах без покриття мережі. Випадки використання LoRa включають відстеження дикої природи, пошук контейнерів на суднах у морі, пошук худоби на пасовищах, інтелектуальні сільськогосподарські рішення для підвищення врожайності та відстеження глобальних розподільчих активів для підвищення ефективності ланцюга поставок.
-
Підтримка частішого обміну даними
У попередніх застосуваннях LoRa, таких як логістика та відстеження активів, розумні будівлі та парки, розумні будинки та розумні спільноти, кількість модульованих семафорів LoRa в ефірі значно зростатиме через довши сигнали та частіший обмін сигналами в цих застосуваннях. Проблему перевантаження каналу, що виникає внаслідок розвитку LoRaWAN, також можна вирішити шляхом модернізації терміналів LoRa та заміни шлюзів.
-
Покращення охоплення глибини в приміщенні
Окрім розширення пропускної здатності мережі, LR-FHSS дозволяє розміщувати глибші вузли всередині приміщень в межах однієї мережевої інфраструктури, що підвищує масштабованість великих проектів Інтернету речей. Наприклад, LoRa є технологією вибору на світовому ринку інтелектуальних лічильників, а покращене покриття всередині приміщень ще більше зміцнить її позиції.
Все більше гравців у малопотужному супутниковому Інтернеті речей
Продовжують з'являтися закордонні проекти супутників LoRa
McKinsey прогнозує, що космічний Інтернет речей може коштувати від 560 до 850 мільярдів доларів до 2025 року, що, ймовірно, є основною причиною, чому так багато компаній женуться за цим ринком. Наразі майже десятки виробників запропонували плани щодо створення мереж супутникового Інтернету речей.
З точки зору закордонного ринку, супутниковий Інтернет речей є важливою галуззю інновацій на ринку Інтернету речей. LoRa, як частина малопотужного супутникового Інтернету речей, знайшла низку застосувань на закордонних ринках:
У 2019 році Space Lacuna та Miromico розпочали комерційні випробування проекту Інтернету речей LoRa Satellite, який наступного року був успішно застосований у сільському господарстві, моніторингу навколишнього середовища або відстеженні активів. Завдяки використанню LoRaWAN пристрої Інтернету речей з живленням від батарей можуть продовжити термін служби та заощадити на експлуатаційних та технічних витратах.
IRNAS у партнерстві зі Space Lacuna досліджує нові способи використання технології LoRaWAN, включаючи відстеження дикої природи в Антарктиді та буїв за допомогою мережі LoRaWAN для розгортання щільних мереж датчиків у морському середовищі для підтримки швартування та рафтингу.
Компанія Swarm (придбана Space X) інтегрувала пристрої LoRa від Semtech у свої рішення для зв'язку, щоб забезпечити двосторонній зв'язок між супутниками на низькій навколоземній орбіті. Це відкрило нові сценарії використання Інтернету речей (IoT) для Swarm у таких сферах, як логістика, сільське господарство, підключені автомобілі та енергетика.
Компанія Inmarsat у партнерстві з Actility створила мережу Inmarsat LoRaWAN, платформу, що базується на магістральній мережі Inmarsat ELERA, яка забезпечить безліч рішень для клієнтів Інтернету речей у таких секторах, як сільське господарство, енергетика, нафта і газ, гірничодобувна промисловість та логістика.
Зрештою
На закордонному ринку існує не лише багато зрілих застосувань проекту. Omnispace, EchoStarMobile, Lunark та багато інших намагаються використовувати мережу LoRaWAN, щоб пропонувати послуги Інтернету речей за нижчою ціною, з більшою ємністю та ширшим покриттям.
Хоча технологію LoRa також можна використовувати для заповнення прогалин у сільській місцевості та океанах, де бракує традиційного покриття Інтернетом, це чудовий спосіб вирішення проблеми «Інтернету всього».
Однак, з точки зору внутрішнього ринку, розвиток LoRa в цьому аспекті все ще перебуває на початковій стадії. Порівняно з зарубіжними країнами, вона стикається з більшими труднощами: з боку попиту покриття мережі Inmarsat вже дуже хороше, і дані можуть передаватись в обох напрямках, тому вона не є сильною; з точки зору застосування, Китай все ще відносно обмежений, в основному зосереджуючись на контейнерних проектах. З огляду на вищезазначені причини, вітчизняним супутниковим підприємствам важко просувати застосування LR-FHSS. З точки зору капіталу, проекти такого типу значною мірою залежать від капіталовкладень через велику невизначеність, великі чи малі проекти та тривалі цикли.
Час публікації: 18 квітня 2022 р.