Redattore: Ulink Media
Nella seconda metà del 2021, la startup spaziale britannica SpaceLacuna ha utilizzato per la prima volta un radiotelescopio a Dwingeloo, nei Paesi Bassi, per riflettere la LoRa dalla Luna. Si è trattato di un esperimento decisamente impressionante in termini di qualità dell'acquisizione dei dati, poiché uno dei messaggi conteneva persino un frame LoRaWAN® completo.
Lacuna Speed utilizza una serie di satelliti in orbita terrestre bassa per ricevere informazioni da sensori integrati con le apparecchiature LoRa di Semtech e la tecnologia a radiofrequenza terrestre. Il satellite sorvola i poli terrestri ogni 100 minuti a un'altitudine di 500 chilometri. Durante la rotazione terrestre, i satelliti coprono il globo. I satelliti utilizzano la tecnologia LoRaWAN, che consente di risparmiare la batteria, e i messaggi vengono memorizzati per un breve periodo di tempo fino al passaggio attraverso una rete di stazioni terrestri. I dati vengono quindi trasmessi a un'applicazione su una rete terrestre o possono essere visualizzati su un'applicazione web.
Questa volta, il segnale LoRa inviato da lacuna Speed è durato 2,44 secondi ed è stato ricevuto dallo stesso chip, con una distanza di propagazione di circa 730.360 chilometri, che potrebbe essere la distanza più lunga di trasmissione di messaggi LoRa finora.
Per quanto riguarda le comunicazioni satellite-terra basate sulla tecnologia LoRa, la conferenza TTN (TheThings Network) del febbraio 2018 ha raggiunto un traguardo importante, dimostrando la possibilità di applicazione di LoRa nell'Internet delle cose satellitare. Durante una dimostrazione dal vivo, il ricevitore ha captato segnali LoRa da un satellite in orbita bassa.
Oggi, sfruttare le tecnologie IoT a lungo raggio e a basso consumo esistenti, come LoRa o NB-IoT, per fornire comunicazioni dirette tra dispositivi IoT e satelliti in orbita attorno al globo può essere considerato parte del mercato delle WAN a basso consumo. Queste tecnologie rappresentano un'applicazione interessante finché il loro valore commerciale non sarà ampiamente riconosciuto.
Semtech ha lanciato LR-FHSS per colmare il divario di mercato nella connettività IoT
Semtech lavora su LR-FHSS da alcuni anni e alla fine del 2021 ha annunciato ufficialmente l'aggiunta del supporto LR-FHSS alla piattaforma LoRa.
LR-FHSS è chiamato LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum. Come LoRa, è una tecnologia di modulazione a livello fisico con quasi le stesse prestazioni di LoRa, come sensibilità, supporto di banda, ecc.
LR-FHSS è teoricamente in grado di supportare milioni di nodi terminali, il che aumenta significativamente la capacità di rete e risolve il problema di congestione del canale che in precedenza limitava la crescita di LoRaWAN. Inoltre, LR-FHSS offre un'elevata resistenza alle interferenze, attenua le collisioni dei pacchetti migliorando l'efficienza spettrale e supporta la modulazione a salto di frequenza in uplink.
Con l'integrazione di LR-FHSS, LoRa è più adatto ad applicazioni con terminali densi e pacchetti di dati di grandi dimensioni. Pertanto, il programma satellitare LoRa con funzionalità LR-FHSS integrate offre molteplici vantaggi:
1. Può accedere a una capacità terminale dieci volte superiore a quella della rete LoRa.
2. La distanza di trasmissione è maggiore, fino a 600-1600 km;
3. Maggiore resistenza alle interferenze;
4. Sono stati ottenuti costi inferiori, compresi i costi di gestione e di implementazione (non è necessario sviluppare hardware aggiuntivo e sono disponibili le proprie capacità di comunicazione satellitare).
I transceiver LoRaSX1261, SX1262 e le piattaforme LoRaEdgeTM di Semtech, così come il progetto di riferimento del gateway V2.1, sono già supportati da lr-fhss. Pertanto, nelle applicazioni pratiche, l'aggiornamento software e la sostituzione del terminale e del gateway LoRa possono innanzitutto migliorare la capacità di rete e la capacità anti-interferenza. Per le reti LoRaWAN in cui è stato implementato il gateway V2.1, gli operatori possono abilitare la nuova funzionalità tramite un semplice aggiornamento del firmware del gateway.
LR integrato – FHSS
LoRa continua ad espandere il suo portafoglio di app
BergInsight, un istituto di ricerca di mercato sull'Internet of Things, ha pubblicato un rapporto di ricerca sull'IoT satellitare. I dati hanno mostrato che, nonostante l'impatto negativo del COVID-19, il numero di utenti IoT satellitari a livello globale è comunque cresciuto, raggiungendo i 3,4 milioni nel 2020. Si prevede che gli utenti IoT satellitari a livello globale cresceranno a un CAGR del 35,8% nei prossimi anni, raggiungendo i 15,7 milioni nel 2025.
Attualmente, solo il 10% delle regioni del mondo ha accesso ai servizi di comunicazione satellitare, il che offre un ampio spazio di mercato per lo sviluppo dell'IoT satellitare, nonché un'opportunità per l'IoT satellitare a bassa potenza.
LR-FHSS guiderà anche l'implementazione di LoRa a livello globale. L'aggiunta del SUPPORTO per LR-FHSS alla piattaforma LoRa non solo contribuirà a fornire una connettività più economica e diffusa alle aree remote, ma segnerà anche un passo significativo verso l'implementazione dell'IoT su larga scala in aree densamente popolate. Promuoverà ulteriormente l'implementazione globale di LoRa e amplierà ulteriormente le applicazioni innovative:
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Supporto ai servizi IoT satellitari
LR-FHSS consente ai satelliti di connettersi a vaste aree remote del globo, supportando le esigenze di posizionamento e trasmissione dati di aree prive di copertura di rete. I casi d'uso di LoRa includono il tracciamento della fauna selvatica, la localizzazione di container su navi in mare aperto, la localizzazione del bestiame al pascolo, soluzioni di agricoltura intelligente per migliorare le rese delle colture e il tracciamento delle risorse di distribuzione globale per migliorare l'efficienza della catena di approvvigionamento.
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Supporto per uno scambio di dati più frequente
Nelle precedenti applicazioni LoRa, come la logistica e il tracciamento delle risorse, gli edifici e i parchi intelligenti, le case intelligenti e le comunità intelligenti, il numero di semafori modulati LoRa nell'aria aumenterà significativamente a causa di segnali più lunghi e scambi di segnale più frequenti in queste applicazioni. Il conseguente problema di congestione del canale con lo sviluppo di LoRaWAN può essere risolto anche aggiornando i terminali LoRa e sostituendo i gateway.
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Migliora la copertura della profondità interna
Oltre ad ampliare la capacità di rete, LR-FHSS consente di raggiungere nodi terminali interni più profondi all'interno della stessa infrastruttura di rete, aumentando la scalabilità di progetti IoT di grandi dimensioni. LoRa, ad esempio, è la tecnologia preferita nel mercato globale dei contatori intelligenti e una maggiore copertura indoor ne rafforzerà ulteriormente la posizione.
Sempre più attori nell'Internet delle cose satellitare a bassa potenza
Continuano ad emergere progetti satellitari LoRa all'estero
McKinsey ha previsto che l'IoT spaziale potrebbe valere tra i 560 e gli 850 miliardi di dollari entro il 2025, il che è probabilmente il motivo principale per cui così tante aziende stanno puntando su questo mercato. Attualmente, quasi decine di produttori hanno proposto piani per reti IoT satellitari.
Dal punto di vista del mercato estero, l'IoT satellitare rappresenta un'importante area di innovazione nel mercato IoT. LoRa, come parte dell'Internet delle cose satellitare a basso consumo, ha trovato numerose applicazioni nei mercati esteri:
Nel 2019, Space Lacuna e Miromico hanno avviato le sperimentazioni commerciali del progetto IoT LoRa Satellite, che l'anno successivo è stato applicato con successo all'agricoltura, al monitoraggio ambientale o al tracciamento delle risorse. Utilizzando LoRaWAN, i dispositivi IoT alimentati a batteria possono prolungare la loro durata e risparmiare sui costi di gestione e manutenzione.
IRNAS ha collaborato con Space Lacuna per esplorare nuovi utilizzi della tecnologia LoRaWAN, tra cui il monitoraggio della fauna selvatica in Antartide e le boe che sfruttano la rete LoRaWAN per distribuire dense reti di sensori nell'ambiente marino a supporto delle applicazioni di ormeggio e rafting.
Swarm (acquisita da Space X) ha integrato i dispositivi LoRa di Semtech nelle sue soluzioni di connettività per consentire la comunicazione bidirezionale tra satelliti in orbita terrestre bassa. Questo ha aperto nuovi scenari di utilizzo dell'Internet of Things (IoT) per Swarm in settori come la logistica, l'agricoltura, le auto connesse e l'energia.
Inmarsat ha stretto una partnership con Actility per creare la rete Inmarsat LoRaWAN, una piattaforma basata sulla rete backbone Inmarsat ELERA che fornirà una vasta gamma di soluzioni per i clienti IoT in settori quali agricoltura, energia, petrolio e gas, estrazione mineraria e logistica.
Alla fine
Nel mercato estero, non sono solo numerose le applicazioni mature del progetto. Omnispace, EchoStarMobile, Lunark e molti altri stanno cercando di sfruttare la rete LoRaWAN per offrire servizi IoT a costi inferiori, con maggiore capacità e copertura più ampia.
Sebbene la tecnologia LoRa possa essere utilizzata anche per colmare le lacune nelle aree rurali e negli oceani prive della tradizionale copertura Internet, rappresenta un ottimo modo per affrontare l'"Internet of everything".
Tuttavia, dal punto di vista del mercato interno, lo sviluppo di LoRa in questo ambito è ancora agli inizi. Rispetto all'estero, si trova ad affrontare maggiori difficoltà: dal lato della domanda, la copertura della rete Inmarsat è già molto buona e i dati possono essere trasmessi in entrambe le direzioni, quindi non è forte; in termini di applicazione, la Cina è ancora relativamente limitata, concentrandosi principalmente su progetti container. Alla luce delle ragioni sopra esposte, è difficile per le imprese satellitari nazionali promuovere l'applicazione di LR-FHSS. In termini di capitale, progetti di questo tipo dipendono in larga misura dall'apporto di capitale a causa di grandi incertezze, progetti di grandi o piccole dimensioni e lunghi cicli.
Data di pubblicazione: 18 aprile 2022