Redacteur: Ulink Media
In de tweede helft van 2021 gebruikte de Britse ruimtevaartstartup SpaceLacuna voor het eerst een radiotelescoop in Dwingeloo om LoRa-signalen terug te kaatsen vanaf de maan. Dit was absoluut een indrukwekkend experiment wat betreft de kwaliteit van de data-acquisitie, aangezien een van de berichten zelfs een volledig LoRaWAN®-frame bevatte.
Lacuna Speed gebruikt een reeks satellieten in een lage baan om de aarde om informatie te ontvangen van sensoren die geïntegreerd zijn met Semtechs LoRa-apparatuur en grondgebonden radiofrequentietechnologie. De satelliet zweeft elke 100 minuten boven de polen van de aarde op een hoogte van 500 kilometer. Terwijl de aarde draait, bestrijken satellieten de hele wereld. LoRaWAN wordt door satellieten gebruikt, wat de batterij spaart, 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.
Deze keer duurde het door lacuna Speed verzonden LoRa-signaal 2,44 seconden en werd het door dezelfde chip ontvangen, met een voortplantingsafstand van ongeveer 730.360 kilometer. Dit is mogelijk de langste afstand voor de overdracht van LoRa-berichten tot nu toe.
Op het gebied van satelliet-grondcommunicatie op basis van LoRa-technologie werd in februari 2018 een mijlpaal bereikt op de TTN (TheThings Network)-conferentie, die de mogelijkheid van LoRa-toepassing in het satelliet-internet der dingen aantoonde. Tijdens een live demonstratie ving de ontvanger LoRa-signalen op van een satelliet in een lage baan om de aarde.
Tegenwoordig kan het benutten van bestaande low-power IoT-technologieën met een groot bereik, zoals LoRa of NB-IoT, voor directe communicatie tussen IoT-apparaten en satellieten in een baan om de aarde, worden beschouwd als onderdeel van de low-power WAN-markt. Deze technologieën vormen een interessante toepassing totdat hun commerciële waarde breed wordt geaccepteerd.
Semtech heeft LR-FHSS gelanceerd om de kloof in IoT-connectiviteit op de markt te dichten
Semtech werkt al een aantal jaren aan LR-FHSS en heeft eind 2021 officieel de toevoeging van LR-FHSS-ondersteuning aan het LoRa-platform aangekondigd.
LR-FHSS staat bekend als LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum. Net als LoRa is het een modulatietechnologie op de fysieke laag met grotendeels dezelfde prestaties als LoRa, zoals gevoeligheid, bandbreedteondersteuning, enzovoort.
LR-FHSS kan theoretisch miljoenen eindknooppunten ondersteunen, wat de netwerkcapaciteit aanzienlijk vergroot en het probleem van kanaalcongestie oplost dat voorheen de groei van LoRaWAN beperkte. Bovendien heeft LR-FHSS een hoge mate van anti-interferentie, vermindert pakketbotsing door de spectrale efficiëntie te verbeteren en beschikt het over uplink frequency hopping modulatie.
Dankzij de integratie van LR-FHSS is LoRa geschikter voor toepassingen met een hoge dichtheid aan terminals en grote datapakketten. Het LoRa-satellietprogramma met geïntegreerde LR-FHSS-functies biedt daarom meerdere voordelen:
1. Het kan toegang krijgen tot tien keer de terminalcapaciteit van het LoRa-netwerk.
2. De transmissieafstand is langer, tot 600-1600 km;
3. Sterkere anti-interferentie;
4. Er zijn lagere kosten gerealiseerd, inclusief beheer- en implementatiekosten (er hoeft geen extra hardware te worden ontwikkeld en er zijn eigen satellietcommunicatiemogelijkheden beschikbaar).
De LoRaSX1261- en SX1262-transceivers en LoRaEdgeTM-platforms van Semtech, evenals het referentieontwerp van de V2.1-gateway, worden al ondersteund door lr-fhss. Daarom kunnen in praktische toepassingen een software-upgrade en vervanging van de LoRa-terminal en -gateway eerst de netwerkcapaciteit en de anti-interferentiemogelijkheden verbeteren. Voor LoRaWAN-netwerken waar de V2.1-gateway is geïmplementeerd, kunnen operators de nieuwe functie inschakelen via een eenvoudige firmware-upgrade van de gateway.
Geïntegreerde LR – FHSS
LoRa breidt zijn app-portfolio verder uit
BergInsight, een marktonderzoeksinstituut voor het Internet of Things, publiceerde een onderzoeksrapport over satelliet-IoT. Uit gegevens bleek dat, ondanks de negatieve impact van COVID-19, het aantal wereldwijde satelliet-IoT-gebruikers in 2020 nog steeds groeide 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% groeien en in 2025 15,7 miljoen bereiken.
Momenteel heeft slechts 10% van de regio's in de wereld toegang tot satellietcommunicatiediensten. Dit biedt een brede markt voor de ontwikkeling van satelliet-IoT en kansen voor satelliet-IoT met een laag vermogen.
LR-FHSS zal ook de wereldwijde implementatie van LoRa stimuleren. De toevoeging van SUPPORT voor LR-FHSS aan het LoRa-platform zal niet alleen bijdragen aan het bieden van kosteneffectievere, alomtegenwoordige connectiviteit in afgelegen gebieden, maar markeert ook een belangrijke stap in de richting van grootschalige IoT-implementatie in dichtbevolkte gebieden. Dit zal de wereldwijde implementatie van LoRa verder bevorderen en innovatieve toepassingen verder uitbreiden:
-
Ondersteuning van satelliet IoT-services
LR-FHSS maakt het mogelijk dat satellieten verbinding maken met grote afgelegen gebieden wereldwijd en ondersteunt zo de positionerings- en datatransmissiebehoeften van gebieden zonder netwerkdekking. LoRa-toepassingen omvatten het volgen van wilde dieren, het lokaliseren van containers op schepen op zee, het lokaliseren van vee in weilanden, intelligente landbouwoplossingen om gewasopbrengsten 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 asset tracking, slimme gebouwen en parken, slimme huizen en slimme gemeenschappen, zal het aantal LoRa-gemoduleerde semaforen in de lucht aanzienlijk toenemen vanwege de langere signalen en frequentere signaaluitwisselingen in deze toepassingen. Het resulterende kanaalcongestieprobleem bij de ontwikkeling van LoRaWAN kan ook worden opgelost door LoRa-terminals te upgraden en gateways te vervangen.
-
Verbeter de dieptedekking binnenshuis
Naast het uitbreiden van de netwerkcapaciteit maakt LR-FHSS diepere indoor eindknooppunten binnen dezelfde netwerkinfrastructuur mogelijk, wat de schaalbaarheid van grote IoT-projecten vergroot. LoRa is bijvoorbeeld dé technologie bij uitstek op de wereldwijde markt voor slimme meters, en een verbeterde indoor dekking zal de positie ervan verder versterken.
Steeds meer spelers in het laagvermogen satelliet-internet der dingen
LoRa-satellietprojecten in het buitenland blijven opduiken
McKinsey voorspelt dat IoT in de ruimte tegen 2025 een waarde van $ 560 miljard tot $ 850 miljard zou kunnen hebben, wat waarschijnlijk de belangrijkste reden is waarom zoveel bedrijven zich op de markt richten. Momenteel hebben bijna tientallen fabrikanten plannen voor satelliet-IoT-netwerken voorgesteld.
Vanuit het perspectief van de buitenlandse markt is satelliet-IoT een belangrijk innovatiegebied binnen de IoT-markt. LoRa, als onderdeel van het energiezuinige satelliet-Internet of Things, heeft een aantal toepassingen in buitenlandse markten gekend:
In 2019 startten Space Lacuna en Miromico met commerciële proeven met het LoRa Satellite IoT-project, dat het jaar daarop met succes werd toegepast in de landbouw, milieumonitoring en asset tracking. Door gebruik te maken van LoRaWAN kunnen batterijgevoede IoT-apparaten hun levensduur verlengen en besparen op operationele en onderhoudskosten.
IRNAS is een partnerschap aangegaan met Space Lacuna om nieuwe toepassingen voor LoRaWAN-technologie te onderzoeken. Hierbij valt te denken aan het volgen van wilde dieren in Antarctica en boeien met behulp van het netwerk van LoRaWAN om dichte netwerken van sensoren in de mariene omgeving te implementeren ter ondersteuning van afmeertoepassingen en rafting.
Swarm (overgenomen door Space X) heeft Semtech's LoRa-apparaten geïntegreerd in zijn connectiviteitsoplossingen om tweerichtingscommunicatie tussen satellieten in een lage baan om de aarde mogelijk te maken. Dit heeft nieuwe gebruiksscenario's voor het Internet of Things (IoT) voor Swarm mogelijk gemaakt, zoals logistiek, landbouw, connected cars en energie.
Inmarsat is een partnerschap aangegaan met Actility om het Inmarsat LoRaWAN-netwerk te vormen, een platform gebaseerd op het Inmarsat ELERA-backbonenetwerk dat een scala aan oplossingen biedt voor IoT-klanten in sectoren zoals landbouw, energie, olie en gas, mijnbouw en logistiek.
Uiteindelijk
Op de buitenlandse markt zijn er niet alleen veel volwassen toepassingen van het project. 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 bredere dekking.
Hoewel LoRa-technologie ook kan worden gebruikt om hiaten op te vullen in plattelandsgebieden en oceanen waar geen traditionele internetdekking is, is het een geweldige manier om het 'Internet of everything' aan te pakken.
Vanuit het perspectief van de binnenlandse markt staat de ontwikkeling van LoRa op dit vlak echter nog in de kinderschoenen. Vergeleken met het buitenland kampt het met meer moeilijkheden: aan de vraagzijde is de dekking van het Inmarsat-netwerk al zeer goed en kunnen gegevens in beide richtingen worden verzonden, waardoor het niet sterk is; China is qua toepassing nog relatief beperkt en richt zich voornamelijk op containerprojecten. Om bovenstaande redenen is het voor binnenlandse satellietbedrijven moeilijk om de toepassing van LR-FHSS te bevorderen. Qua kapitaal zijn dit soort projecten grotendeels afhankelijk van kapitaalinbreng vanwege grote onzekerheden, grote of kleine projecten en lange cycli.
Plaatsingstijd: 18-04-2022