Редактор: Ulink Media
Во второй половине 2021 года британский космический стартап SpaceLacuna впервые использовал радиотелескоп в Двингелоо, Нидерланды, чтобы отразить LoRa от Луны. Это был, безусловно, впечатляющий эксперимент с точки зрения качества сбора данных, поскольку одно из сообщений даже содержало полный кадр LoRaWAN®.
Lacuna Speed использует набор спутников на низкой околоземной орбите для получения информации от датчиков, интегрированных с оборудованием LoRa компании Semtech и наземной радиочастотной технологией. Спутник пролетает над полюсами Земли каждые 100 минут на высоте 500 километров. По мере вращения Земли спутники покрывают земной шар. LoRaWAN используется спутниками, что экономит заряд батареи, а сообщения хранятся в течение короткого времени, пока они не пройдут через сеть наземных станций. Затем данные передаются в приложение в наземной сети или могут быть просмотрены в веб-приложении.
На этот раз сигнал LoRa, отправленный Lacuna Speed, длился 2,44 секунды и был принят тем же чипом, при этом расстояние распространения составило около 730 360 километров, что может оказаться самым большим расстоянием передачи сообщений LoRa на сегодняшний день.
Что касается спутниково-земной связи на основе технологии LoRa, то на конференции TTN (TheThings Network) в феврале 2018 года был достигнут важный этап, доказавший возможность применения LoRa в спутниковом Интернете вещей. Во время живой демонстрации приемник принимал сигналы LoRa с низкоорбитального спутника.
Сегодня использование существующих маломощных технологий IoT дальнего действия, таких как LoRa или NB-IoT, для обеспечения прямой связи между устройствами IoT и спутниками на орбите по всему миру можно считать частью рынка WAN с низким энергопотреблением. Эти технологии представляют собой интересное применение до тех пор, пока их коммерческая ценность не будет широко принята.
Semtech запустила LR-FHSS, чтобы заполнить рыночный пробел в области подключения к Интернету вещей
Компания Semtech работает над LR-FHSS уже несколько лет и официально объявила о добавлении поддержки LR-FHSS на платформу LoRa в конце 2021 года.
LR-FHSS называется LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum. Как и LoRa, это технология модуляции физического уровня с большинством тех же характеристик, что и LoRa, таких как чувствительность, поддержка полосы пропускания и т. д.
LR-FHSS теоретически способен поддерживать миллионы конечных узлов, что значительно увеличивает пропускную способность сети и решает проблему перегрузки каналов, которая ранее ограничивала рост LoRaWAN. Кроме того, LR-FHSS имеет высокую степень защиты от помех, устраняет коллизию пакетов за счет улучшения спектральной эффективности и имеет возможность модуляции скачкообразной перестройки частоты в восходящем канале.
Благодаря интеграции LR-FHSS, LoRa больше подходит для приложений с плотными терминалами и большими пакетами данных. Поэтому спутниковая программа LoRa с интегрированными функциями LR-FHSS имеет несколько преимуществ:
1. Он может получить доступ к терминальной емкости, превышающей в десять раз емкость сети LoRa.
2. Дальность передачи больше, до 600-1600 км;
3. Более сильная защита от помех;
4. Достигнуты более низкие затраты, включая расходы на управление и развертывание (не требуется разработка дополнительного оборудования, имеются собственные возможности спутниковой связи).
Трансиверы Semtech LoRaSX1261, SX1262 и платформы LoRaEdgeTM, а также эталонный дизайн шлюза V2.1 уже поддерживаются lr-fhss. Поэтому в практических приложениях обновление программного обеспечения и замена терминала и шлюза LoRa могут в первую очередь улучшить пропускную способность сети и помехоустойчивость. Для сетей LoRaWAN, где развернут шлюз V2.1, операторы могут включить новую функцию с помощью простого обновления прошивки шлюза.
Интегрированный LR – FHSS
LoRa продолжает расширять портфолио своих приложений
BergInsight, исследовательский институт рынка Интернета вещей, опубликовал исследовательский отчет по спутниковому интернету вещей. Данные показали, что, несмотря на неблагоприятное воздействие COVID-19, число пользователей спутникового интернета вещей в мире все равно выросло до 3,4 млн в 2020 году. Ожидается, что число пользователей спутникового интернета вещей в мире будет расти с cagR на 35,8% в течение следующих нескольких лет, достигнув 15,7 млн в 2025 году.
В настоящее время только 10% регионов мира имеют доступ к услугам спутниковой связи, что обеспечивает широкое рыночное пространство для развития спутникового Интернета вещей, а также возможность для маломощного спутникового Интернета вещей.
LR-FHSS также будет способствовать глобальному развертыванию LoRa. Добавление ПОДДЕРЖКИ LR-FHSS к платформе LoRa не только поможет ей обеспечить более экономичное и повсеместное подключение к удаленным районам, но и ознаменует собой значительный шаг к масштабному развертыванию IoT в густонаселенных районах. Будет и дальше способствовать глобальному развертыванию LoRa и дальнейшему расширению инновационных приложений:
-
Поддержка спутниковых услуг Интернета вещей
LR-FHSS позволяет спутникам подключаться к обширным удаленным районам земного шара, поддерживая потребности в позиционировании и передаче данных в районах без покрытия сети. Варианты использования LoRa включают отслеживание диких животных, определение местоположения контейнеров на судах в море, определение местоположения скота на пастбищах, интеллектуальные сельскохозяйственные решения для повышения урожайности и отслеживание глобальных распределительных активов для повышения эффективности цепочки поставок.
-
Поддержка более частого обмена данными
В предыдущих приложениях LoRa, таких как логистика и отслеживание активов, умные здания и парки, умные дома и умные сообщества, количество модулированных семафоров LoRa в воздухе значительно увеличится из-за более длинных сигналов и более частого обмена сигналами в этих приложениях. Возникающая в результате проблема перегрузки каналов при разработке LoRaWAN также может быть решена путем модернизации терминалов LoRa и замены шлюзов.
-
Улучшение глубины покрытия внутри помещений
Помимо расширения пропускной способности сети, LR-FHSS позволяет создавать более глубокие внутренние конечные узлы в рамках одной сетевой инфраструктуры, повышая масштабируемость крупных проектов Интернета вещей. Например, LoRa является предпочтительной технологией на мировом рынке интеллектуальных счетчиков, а расширенное покрытие внутри помещений еще больше укрепит ее позиции.
Все больше игроков на рынке маломощного спутникового Интернета вещей
Зарубежные проекты спутников LoRa продолжают появляться
McKinsey предсказал, что космический интернет вещей может стоить от 560 до 850 миллиардов долларов к 2025 году, что, вероятно, является главной причиной, по которой так много компаний гоняются за рынком. В настоящее время почти десятки производителей предложили планы спутниковых сетей интернета вещей.
С точки зрения зарубежного рынка, спутниковый интернет вещей является важной областью инноваций на рынке интернета вещей. LoRa, как часть маломощного спутникового Интернета вещей, нашла ряд применений на зарубежных рынках:
В 2019 году Space Lacuna и Miromico начали коммерческие испытания проекта LoRa Satellite iot, который был успешно применен в сельском хозяйстве, мониторинге окружающей среды или отслеживании активов в следующем году. Используя LoRaWAN, работающие от батареи iot-устройства могут продлить свой срок службы и сэкономить на эксплуатации и обслуживании.
IRNAS объединилась с компанией Space Lacuna для изучения новых вариантов использования технологии LoRaWAN, включая отслеживание диких животных в Антарктиде и буев с использованием сети LoRaWAN для развертывания плотных сетей датчиков в морской среде для поддержки швартовки и сплава.
Swarm (приобретенная Space X) интегрировала устройства LoRa от Semtech в свои решения для подключения, чтобы обеспечить двустороннюю связь между спутниками на низкой околоземной орбите. Открыты новые сценарии использования Интернета вещей (IoT) для Swarm в таких областях, как логистика, сельское хозяйство, подключенные автомобили и энергетика.
Inmarsat объединилась с Actility для создания сети Inmarsat LoRaWAN — платформы на базе магистральной сети Inmarsat ELERA, которая предоставит множество решений для клиентов Интернета вещей в таких секторах, как сельское хозяйство, энергетика, нефть и газ, горнодобывающая промышленность и логистика.
В конце концов
На зарубежном рынке существует не только множество зрелых приложений проекта. Omnispace, EchoStarMobile, Lunark и многие другие пытаются использовать сеть LoRaWAN для предложения услуг Интернета вещей по более низкой цене, с большей емкостью и более широким покрытием.
Хотя технологию LoRa можно также использовать для заполнения пробелов в сельских районах и океанах, где отсутствует традиционное покрытие Интернетом, это отличный способ решения проблемы «Интернета для всего».
Однако с точки зрения внутреннего рынка развитие LoRa в этом аспекте все еще находится в зачаточном состоянии. По сравнению с зарубежными странами оно сталкивается с большими трудностями: со стороны спроса покрытие сети Inmarsat уже очень хорошее, и данные могут передаваться в обоих направлениях, поэтому оно не сильное; с точки зрения применения Китай все еще относительно ограничен, в основном фокусируясь на контейнерных проектах. Ввиду вышеуказанных причин отечественным спутниковым предприятиям сложно продвигать применение LR-FHSS. С точки зрения капитала проекты такого типа в значительной степени зависят от капитальных вложений из-за большой неопределенности, крупных или мелких проектов и длительных циклов.
Время публикации: 18 апреля 2022 г.