Редактор: Ulink Media
Во второй половине 2021 года британский космический стартап SpaceLacuna впервые использовал радиотелескоп в Двингелоо (Нидерланды) для отражения сигнала 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 низкоорбитальных спутников для получения информации с 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 весь земной шар. Спутники используют LoRaWAN, что экономит заряд аккумулятора, а сообщения хранятся в течение короткого времени, пока 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 дальность распространения составила около 730 360 километров, что может оказаться самым большим расстоянием передачи сообщений LoRa на сегодняшний день.
Что касается спутниковой связи на основе технологии LoRa, то на конференции TTN (TheThings Network) в феврале 2018 года был достигнут важный рубеж, доказавший возможность применения LoRa в спутниковом Интернете вещей. Во время демонстрации приёмник принял сигналы LoRa с низкоорбитального спутника.
Сегодня использование существующих маломощных технологий Интернета вещей (IoT) с большим радиусом действия, таких как LoRa или NB-IoT, для обеспечения прямой связи между устройствами Интернета вещей и спутниками на орбите по всему миру можно считать частью рынка маломощных сетей WAN. Эти технологии представляют собой интересное применение до тех пор, пока их коммерческая ценность не станет широко признанной.
Semtech запустила LR-FHSS для заполнения рыночного пробела 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 (LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum) – это технология модуляции на физическом уровне, обладающая практически теми же характеристиками, что и LoRa, такими как чувствительность, поддержка полосы пропускания и т. д.
Технология LR-FHSS теоретически способна поддерживать миллионы конечных узлов, что значительно увеличивает пропускную способность сети и решает проблему перегрузки каналов, которая ранее сдерживала развитие LoRaWAN. Кроме того, LR-FHSS обладает высокой помехоустойчивостью, снижает вероятность коллизий пакетов за счёт повышения спектральной эффективности и поддерживает модуляцию скачкообразной перестройки частоты в восходящем канале.
Благодаря интеграции LR-FHSS технология LoRa более подходит для приложений с высокой плотностью терминалов и большими пакетами данных. Таким образом, спутниковая программа LoRa с интегрированными функциями LR-FHSS имеет ряд преимуществ:
1. Он может получить доступ к терминальной емкости, в десять раз превышающей емкость сети LoRa.
2. Дальность передачи данных больше, до 600-1600 км;
3. Более высокая степень защиты от помех;
4. Достигнуто снижение затрат, включая затраты на управление и развертывание (не требуется разработка дополнительного оборудования, имеются собственные возможности спутниковой связи).
Трансиверы Semtech LoRaSX1261, SX1262 и платформы LoRaEdgeTM, а также референсный проект шлюза V2.1 уже поддерживаются lr-fhss. Таким образом, на практике обновление программного обеспечения и замена терминала и шлюза LoRa могут в первую очередь повысить пропускную способность сети и помехоустойчивость. В сетях LoRaWAN, где развернут шлюз V2.1, операторы могут включить новую функцию, просто обновив прошивку шлюза.
Интегрированный LR – FHSS
LoRa продолжает расширять портфолио своих приложений
BergInsight, исследовательский институт рынка Интернета вещей, опубликовал исследовательский отчет о спутниковом Интернете вещей. Данные показали, что, несмотря на негативное влияние COVID-19, число пользователей спутникового Интернета вещей в мире выросло до 3,4 млн в 2020 году. Ожидается, что число пользователей спутникового Интернета вещей в мире будет расти со среднегодовым темпом роста (cagR) 35,8% в ближайшие несколько лет и достигнет 15,7 млн к 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 обеспечить более экономичное и повсеместное подключение к удаленным районам, но и станет важным шагом на пути к масштабному развертыванию Интернета вещей в густонаселенных районах. Это будет способствовать дальнейшему глобальному развертыванию LoRa и расширению инновационных приложений:
-
Поддержка спутниковых услуг Интернета вещей
Технология LR-FHSS позволяет спутникам подключаться к обширным удалённым районам земного шара, обеспечивая позиционирование и передачу данных в районах без покрытия сети. Примеры использования LoRa включают отслеживание диких животных, обнаружение контейнеров на судах в море, обнаружение скота на пастбищах, интеллектуальные сельскохозяйственные решения для повышения урожайности и отслеживание глобальных распределительных активов для повышения эффективности цепочек 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 эфире значительно увеличится из-за увеличения длины сигналов и более частого обмена ими в этих приложениях. Возникающая в результате проблема перегрузки каналов при развитии LoRaWAN также может быть решена путём модернизации терминалов LoRa и замены шлюзов.
-
Улучшение глубины покрытия в помещении
Помимо расширения пропускной способности сети, технология LR-FHSS позволяет создавать более глубокие внутренние конечные узлы в рамках одной сетевой инфраструктуры, повышая масштабируемость крупных проектов Интернета вещей. Например, LoRa является предпочитаемой технологией на мировом рынке интеллектуальных счётчиков, а расширенное покрытие внутри помещений ещё больше укрепит её позиции.
Все больше игроков на рынке маломощного спутникового Интернета вещей
Зарубежные проекты спутников LoRa продолжают появляться
По прогнозам McKinsey, к 2025 году объём рынка космического интернета вещей может составить от 560 до 850 миллиардов долларов, что, вероятно, является главной причиной того, почему так много компаний стремятся попасть на этот рынок. В настоящее время почти десятки производителей предлагают планы по созданию 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, нашёл применение в ряде стран:
В 2019 году компании Space Lacuna и Miromico начали коммерческие испытания проекта интернета вещей LoRa Satellite, который уже в следующем году был успешно применён в сельском хозяйстве, мониторинге окружающей среды и отслеживании активов. Благодаря LoRaWAN, устройства интернета вещей с питанием от аккумуляторов могут продлить срок своей службы и сократить расходы на эксплуатацию и обслуживание.
IRNAS объединилась с Space Lacuna для изучения новых возможностей использования технологии LoRaWAN, включая отслеживание дикой природы в Антарктике и буев с использованием сети LoRaWAN для развертывания плотных сетей датчиков в морской среде для поддержки швартовки и сплава на плотах.
Компания Swarm (приобретенная Space X) интегрировала устройства LoRa от Semtech в свои решения для связи, обеспечив двустороннюю связь между спутниками на низкой околоземной орбите. Это открыло новые возможности 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 широкий спектр решений для клиентов Интернета вещей в таких секторах, как сельское хозяйство, энергетика, нефтегазовая отрасль, горнодобывающая промышленность и логистика.
В конце концов
На зарубежном рынке существует множество не только готовых приложений проекта. Omnispace, EchoStarMobile, Lunark и многие другие пытаются использовать сеть LoRaWAN для предоставления 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 интернет-покрытие, это отличный способ решения проблемы «Интернета для всего».
Однако с точки зрения внутреннего рынка, развитие технологии LoRa в этом аспекте всё ещё находится в зачаточном состоянии. По сравнению с зарубежными странами, оно сталкивается с большим количеством трудностей: с точки зрения спроса, покрытие сети Inmarsat уже очень хорошее, и передача данных возможна в обоих направлениях, поэтому она не является сильной; с точки зрения применения, Китай всё ещё относительно ограничен, сосредоточившись в основном на проектах по контейнеризации. В связи с вышеизложенными причинами, отечественным спутниковым компаниям сложно продвигать применение LR-FHSS. С точки зрения капитала, проекты такого типа в значительной степени зависят от капитальных вложений из-за высокой неопределённости, крупных или мелких проектов и длительных циклов.
Время публикации: 18 апреля 2022 г.