Redazione: 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 il segnale LoRa dalla Luna. Si è trattato di un esperimento decisamente impressionante in termini di qualità dell'acquisizione dei dati, dato che uno dei messaggi conteneva addirittura un frame LoRaWAN® completo.
Lacuna Speed utilizza una serie di satelliti in orbita terrestre bassa per ricevere informazioni da sensori integrati con apparecchiature LoRa di Semtech e tecnologia a radiofrequenza terrestre. Il satellite sorvola i poli terrestri ogni 100 minuti a un'altitudine di 500 chilometri. Grazie alla rotazione terrestre, i satelliti coprono l'intero globo. I satelliti utilizzano la tecnologia LoRaWAN, che consente di risparmiare la batteria, e i messaggi vengono memorizzati per un breve periodo prima di attraversare una rete di stazioni terrestri. I dati vengono quindi inoltrati a un'applicazione su una rete terrestre oppure possono essere visualizzati tramite 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 rappresentare la distanza più lunga mai raggiunta per la trasmissione di un messaggio LoRa.
Per quanto riguarda la comunicazione satellite-terra basata sulla tecnologia LoRa, un traguardo importante è stato raggiunto alla conferenza TTN (TheThings Network) nel febbraio 2018, dimostrando la possibilità di applicare LoRa all'Internet delle cose satellitare. Durante una dimostrazione dal vivo, il ricevitore ha captato segnali LoRa provenienti da un satellite in orbita bassa.
Oggi, lo sfruttamento di tecnologie IoT a basso consumo e a lungo raggio già 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 reti 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 la lacuna di mercato nella connettività IoT.
Semtech ha lavorato su LR-FHSS negli ultimi anni e ha annunciato ufficialmente l'aggiunta del supporto LR-FHSS alla piattaforma LoRa alla fine del 2021.
LR-FHSS è l'acronimo di LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum. Come LoRa, si tratta di una tecnologia di modulazione a livello fisico con prestazioni pressoché identiche, come sensibilità, supporto della larghezza di banda, ecc.
In teoria, LR-FHSS è in grado di supportare milioni di nodi finali, aumentando significativamente la capacità della rete e risolvendo il problema della congestione del canale che in precedenza limitava la crescita di LoRaWAN. Inoltre, LR-FHSS offre un'elevata resistenza alle interferenze, riduce le collisioni di pacchetti migliorando l'efficienza spettrale e dispone di funzionalità di modulazione a salto di frequenza in uplink.
Grazie all'integrazione di LR-FHSS, LoRa è più adatto ad applicazioni con un'elevata densità di terminali 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 di terminali dieci volte superiore rispetto alla rete LoRa.
2. La distanza di trasmissione è maggiore, fino a 600-1600 km;
3. Maggiore resistenza alle interferenze;
4. Sono stati raggiunti costi inferiori, compresi i costi di gestione e implementazione (non è necessario sviluppare hardware aggiuntivo e sono disponibili le proprie capacità di comunicazione satellitare).
I ricetrasmettitori LoRaSX1261 e SX1262 di Semtech e le piattaforme LoRaEdge™, così come il design di riferimento del gateway V2.1, sono già supportati da lr-fhss. Pertanto, nelle applicazioni pratiche, l'aggiornamento del software e la sostituzione del terminale e del gateway LoRa possono innanzitutto migliorare la capacità di rete e la resistenza alle interferenze. Per le reti LoRaWAN in cui è già stato implementato un 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 portfolio di app.
BergInsight, un istituto di ricerche di mercato sull'Internet delle cose (IoT), 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 fino a raggiungere i 3,4 milioni nel 2020. Si prevede che il numero di utenti IoT satellitari a livello globale crescerà a un tasso annuo composto (CAGR) del 35,8% nei prossimi anni, arrivando a 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 basso consumo energetico.
LR-FHSS promuoverà inoltre la diffusione globale di LoRa. L'aggiunta del supporto per LR-FHSS alla piattaforma LoRa non solo contribuirà a fornire una connettività più capillare ed economica nelle aree remote, ma rappresenterà anche un passo significativo verso la diffusione su larga scala dell'IoT nelle aree densamente popolate. Ciò promuoverà ulteriormente la diffusione globale di LoRa e amplierà ulteriormente le applicazioni innovative.
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Supporto per i 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 zone prive di copertura di rete. I casi d'uso di LoRa includono il monitoraggio della fauna selvatica, la localizzazione di container su navi in mare, la localizzazione del bestiame al pascolo, soluzioni di agricoltura intelligente per migliorare i raccolti e il monitoraggio delle risorse di distribuzione globali 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 dei segnali più lunghi e degli 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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Migliorare la copertura in profondità negli ambienti interni
Oltre ad ampliare la capacità di rete, LR-FHSS consente di installare nodi finali in ambienti interni più profondi all'interno della stessa infrastruttura di rete, aumentando la scalabilità dei grandi progetti IoT. LoRa, ad esempio, è la tecnologia di riferimento nel mercato globale dei contatori intelligenti e una migliore copertura indoor ne rafforzerà ulteriormente la posizione.
Sempre più attori nel settore dell'Internet delle cose satellitare a bassa potenza.
Continuano a emergere progetti di satelliti LoRa all'estero.
Secondo le previsioni di McKinsey, il mercato dell'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 a questo settore. Attualmente, quasi una dozzina di produttori ha proposto piani per reti IoT satellitari.
Dal punto di vista del mercato estero, l'IoT satellitare rappresenta un'importante area di innovazione nel mercato dell'IoT. LoRa, in quanto parte dell'Internet delle cose satellitare a basso consumo energetico, 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 e al tracciamento delle risorse. Grazie a LoRaWAN, i dispositivi IoT alimentati a batteria possono prolungare la loro durata e ridurre i costi di esercizio 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 l'impiego di boe tramite la rete LoRaWAN per implementare dense reti di sensori in ambiente marino a supporto di applicazioni di ormeggio e galleggiamento.
Swarm (acquisita da SpaceX) ha integrato i dispositivi LoRa di Semtech nelle sue soluzioni di connettività per consentire la comunicazione bidirezionale tra i satelliti in orbita terrestre bassa. Ciò ha aperto nuovi scenari di utilizzo dell'Internet delle cose (IoT) per Swarm in settori quali 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 dorsale Inmarsat ELERA che fornirà una vasta gamma di soluzioni per i clienti IoT in settori quali agricoltura, energia, petrolio e gas, miniere e logistica.
Alla fine
Nel mercato estero, non solo esistono numerose applicazioni mature del progetto, ma Omnispace, EchoStarMobile, Lunark e molte altre aziende 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 privi di copertura Internet tradizionale, rappresenta un ottimo modo per affrontare il problema dell'"Internet delle cose".
Tuttavia, dal punto di vista del mercato interno, lo sviluppo di LoRa in questo ambito è ancora agli albori. Rispetto all'estero, si trova ad affrontare maggiori difficoltà: sul fronte della domanda, la copertura della rete Inmarsat è già molto buona e i dati possono essere trasmessi in entrambe le direzioni, quindi non rappresenta un punto di forza; in termini di applicazione, la Cina è ancora relativamente limitata, concentrandosi principalmente su progetti per container. Alla luce di quanto sopra, è difficile per le aziende satellitari nazionali promuovere l'applicazione di LR-FHSS. In termini di capitale, progetti di questo tipo dipendono fortemente da investimenti a causa delle grandi incertezze, delle dimensioni variabili dei progetti e dei lunghi cicli di sviluppo.
Data di pubblicazione: 18 aprile 2022