Uitgever: Ulink Media
In de tweede helft van 2021 gebruikte de Britse ruimtevaartstartup SpaceLacuna voor het eerst een radiotelescoop in Dwingeloo, Nederland, om LoRa-signalen vanaf de maan terug te kaatsen. Dit was absoluut een indrukwekkend experiment wat betreft de kwaliteit van de data-opname, aangezien een van de berichten zelfs een compleet LoRaWAN®-frame bevatte.
Lacuna Speed maakt gebruik van een reeks satellieten in een lage baan om de aarde om informatie te ontvangen van sensoren die zijn geïntegreerd met Semtech's LoRa-apparatuur en radiofrequentietechnologie op de grond. De satelliet zweeft elke 100 minuten boven de polen van de aarde op een hoogte van 500 kilometer. Naarmate de aarde roteert, bestrijken de satellieten de hele wereld. LoRaWAN wordt door de satellieten gebruikt, wat de batterijduur verlengt, en berichten worden korte tijd opgeslagen totdat ze een netwerk van grondstations passeren. De gegevens worden vervolgens doorgestuurd naar een applicatie op een aards netwerk of kunnen worden bekeken via een webapplicatie.
Ditmaal duurde het LoRa-signaal dat door Lacuna Speed werd verzonden 2,44 seconden en werd het door dezelfde chip ontvangen, met een voortplantingsafstand van ongeveer 730.360 kilometer. Dit is mogelijk de langste afstand die tot nu toe is bereikt met de verzending van een LoRa-bericht.
Wat betreft satelliet-grondcommunicatie op basis van LoRa-technologie werd in februari 2018 tijdens de TTN-conferentie (TheThings Network) een belangrijke mijlpaal bereikt. Hierbij werd aangetoond dat LoRa toepasbaar is in het satelliet-Internet der Dingen. Tijdens een live demonstratie ving de ontvanger LoRa-signalen op van een satelliet in een lage baan om de aarde.
Het benutten van bestaande energiezuinige IoT-technologieën met een groot bereik, zoals LoRa of NB-IoT, voor directe communicatie tussen IoT-apparaten en satellieten in een baan rond de aarde, kan tegenwoordig worden beschouwd als onderdeel van de energiezuinige WAN-markt. Deze technologieën vormen een interessante toepassing totdat hun commerciële waarde algemeen wordt erkend.
Semtech heeft LR-FHSS gelanceerd om de lacune in de IoT-connectiviteitsmarkt op te vullen.
Semtech werkt al enkele jaren aan LR-FHSS en heeft eind 2021 officieel de toevoeging van LR-FHSS-ondersteuning aan het LoRa-platform aangekondigd.
LR-FHSS staat voor LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum. Net als LoRa is het een modulatietechnologie op de fysieke laag met grotendeels dezelfde prestaties, zoals gevoeligheid, bandbreedteondersteuning, enzovoort.
LR-FHSS is theoretisch in staat miljoenen eindknooppunten te ondersteunen, wat de netwerkcapaciteit aanzienlijk verhoogt en het probleem van kanaalcongestie oplost dat de groei van LoRaWAN voorheen beperkte. Bovendien heeft LR-FHSS een hoge anti-interferentie, vermindert het pakketbotsingen door de spectrale efficiëntie te verbeteren en beschikt het over uplink-frequentiehoppingmodulatie.
Met de integratie van LR-FHSS is LoRa beter geschikt voor toepassingen met veel terminals en grote datapakketten. Het LoRa-satellietprogramma met geïntegreerde LR-FHSS-functionaliteit biedt daarom meerdere voordelen:
1. Het kan toegang krijgen tot tien keer de terminalcapaciteit van het LoRa-netwerk.
2. De transmissieafstand is groter, tot wel 600-1600 km;
3. Betere bescherming tegen storingen;
4. Lagere kosten zijn gerealiseerd, waaronder beheer- en implementatiekosten (er hoeft geen extra hardware te worden ontwikkeld en de satellietcommunicatiemogelijkheden zijn al beschikbaar).
De LoRaSX1261- en SX1262-transceivers en LoRaEdge™-platforms van Semtech, evenals het referentieontwerp van de V2.1-gateway, worden al ondersteund door lr-fhss. In de praktijk kan een software-upgrade of vervanging van de LoRa-terminal en -gateway daarom de netwerkcapaciteit en de anti-interferentiecapaciteit aanzienlijk verbeteren. Voor LoRaWAN-netwerken waar een V2.1-gateway is geïmplementeerd, kunnen operators de nieuwe functionaliteit inschakelen via een eenvoudige firmware-upgrade van de gateway.
Geïntegreerde LR – FHSS
LoRa blijft zijn app-portfolio uitbreiden.
BergInsight, een marktonderzoeksinstituut voor het Internet of Things (IoT), heeft een onderzoeksrapport over satelliet-IoT gepubliceerd. Uit de gegevens blijkt dat, ondanks de negatieve impact van COVID-19, het aantal wereldwijde satelliet-IoT-gebruikers in 2020 is gegroeid tot 3,4 miljoen. Naar verwachting zal het aantal wereldwijde satelliet-IoT-gebruikers de komende jaren met een samengesteld jaarlijks groeipercentage (CAGR) van 35,8% toenemen en in 2025 15,7 miljoen bereiken.
Momenteel heeft slechts 10% van de wereldbevolking toegang tot satellietcommunicatiediensten. Dit biedt een brede markt voor de ontwikkeling van IoT-oplossingen via satellieten, evenals kansen voor energiezuinige IoT-systemen.
LR-FHSS zal ook de wereldwijde uitrol van LoRa stimuleren. De toevoeging van SUPPORT voor LR-FHSS aan het LoRa-platform zal niet alleen bijdragen aan kosteneffectievere en alomtegenwoordige connectiviteit in afgelegen gebieden, maar markeert ook een belangrijke stap richting grootschalige IoT-implementatie in dichtbevolkte gebieden. Dit zal de wereldwijde uitrol van LoRa verder bevorderen en innovatieve toepassingen verder uitbreiden.
-
Ondersteuning van satelliet-IoT-services
LR-FHSS maakt het mogelijk dat satellieten verbinding maken met uitgestrekte, afgelegen gebieden over de hele wereld, waardoor de positionerings- en gegevensoverdrachtsbehoeften van gebieden zonder netwerkdekking worden ondersteund. Toepassingen van LoRa zijn onder andere het volgen van wilde dieren, het lokaliseren van containers op schepen op zee, het lokaliseren van vee in de wei, intelligente landbouwoplossingen om de gewasopbrengst te verbeteren en het volgen van wereldwijde distributiemiddelen om de efficiëntie van de toeleveringsketen te verbeteren.
-
Ondersteuning voor frequentere gegevensuitwisseling
In eerdere LoRa-toepassingen, zoals logistiek en het volgen van activa, slimme gebouwen en parken, slimme huizen en slimme gemeenschappen, neemt het aantal LoRa-gemoduleerde semaforen in de lucht aanzienlijk toe als gevolg van langere signalen en frequentere signaaluitwisselingen in deze toepassingen. Het daaruit voortvloeiende probleem van kanaalcongestie bij de ontwikkeling van LoRaWAN kan worden opgelost door LoRa-terminals te upgraden en gateways te vervangen.
-
Verbeter de dieptedekking binnenshuis
Naast het vergroten van de netwerkcapaciteit maakt LR-FHSS het mogelijk om dieper gelegen end-nodes binnenshuis binnen dezelfde netwerkinfrastructuur te plaatsen, waardoor de schaalbaarheid van grote IoT-projecten toeneemt. LoRa is bijvoorbeeld de technologie bij uitstek in de wereldwijde markt voor slimme meters, en een verbeterde dekking binnenshuis zal die positie verder versterken.
Steeds meer spelers betreden de markt voor energiezuinige satellietgestuurde internet der dingen.
Er blijven zich overzeese LoRa-satellietprojecten voordoen.
McKinsey heeft voorspeld dat de markt voor IoT in de ruimte tussen de 560 en 850 miljard dollar waard kan zijn in 2025. Dit is waarschijnlijk de belangrijkste reden waarom zoveel bedrijven op deze markt azen. Momenteel hebben tientallen fabrikanten plannen voor satelliet-IoT-netwerken ingediend.
Vanuit het perspectief van de buitenlandse markt is IoT via satellieten een belangrijk innovatiegebied binnen de IoT-markt. LoRa, als onderdeel van het energiezuinige Internet of Things via satellieten, heeft al diverse toepassingen gevonden op buitenlandse markten:
In 2019 startten Space Lacuna en Miromico commerciële proeven met het LoRa Satellite IoT-project, dat het jaar daarop met succes werd toegepast in de landbouw, milieumonitoring en het volgen van activa. Door gebruik te maken van LoRaWAN kunnen batterijgevoede IoT-apparaten een langere levensduur hebben en besparen op operationele en onderhoudskosten.
IRNAS werkte samen met Space Lacuna om nieuwe toepassingen voor LoRaWAN-technologie te onderzoeken, waaronder het volgen van dieren in Antarctica en boeien die het LoRaWAN-netwerk gebruiken om dichte netwerken van sensoren in de mariene omgeving te plaatsen ter ondersteuning van verankerings- en vlottoepassingen.
Swarm (overgenomen door SpaceX) heeft de LoRa-apparaten van Semtech geïntegreerd in zijn connectiviteitsoplossingen om tweewegcommunicatie tussen satellieten in een lage baan om de aarde mogelijk te maken. Dit heeft nieuwe toepassingsmogelijkheden voor het Internet of Things (IoT) geopend voor Swarm in sectoren zoals logistiek, landbouw, connected cars en energie.
Inmarsat is een samenwerking aangegaan met Actility om het Inmarsat LoRaWAN-netwerk te vormen. Dit platform, gebaseerd op het Inmarsat ELERA-backbone-netwerk, zal een breed scala aan oplossingen bieden voor IoT-klanten in sectoren zoals landbouw, energie, olie en gas, mijnbouw en logistiek.
Uiteindelijk
In de internationale markt zijn er niet alleen veel volwaardige toepassingen van het project te vinden. Omnispace, EchoStarMobile, Lunark en vele anderen proberen het LoRaWAN-netwerk te benutten om IoT-diensten aan te bieden tegen lagere kosten, met een grotere capaciteit en een breder bereik.
Hoewel LoRa-technologie ook gebruikt kan worden om gaten in landelijke gebieden en oceanen te dichten waar geen traditionele internetdekking is, is het een uitstekende manier om het "Internet van alles" te realiseren.
Vanuit het perspectief van de binnenlandse markt bevindt de ontwikkeling van LoRa op dit gebied zich echter nog in een beginstadium. Vergeleken met het buitenland ondervindt het meer moeilijkheden: aan de vraagzijde is de dekking van het Inmarsat-netwerk al zeer goed en kunnen gegevens in beide richtingen worden verzonden, waardoor de markt niet sterk is; qua toepassingen is China nog relatief beperkt en richt het zich voornamelijk op containerprojecten. Gezien de bovengenoemde redenen is het voor binnenlandse satellietbedrijven moeilijk om de toepassing van LR-FHSS te bevorderen. Wat betreft kapitaal zijn projecten van dit type sterk afhankelijk van kapitaalinvesteringen vanwege de grote onzekerheden, de omvang van de projecten en de lange doorlooptijden.
Geplaatst op: 18 april 2022