שדרוג לורה! האם הוא יתמוך בתקשורת לוויינית, אילו יישומים חדשים ייפתחו?

עורך: יולינק מדיה

במחצית השנייה של 2021, סטארט-אפ החלל הבריטי SpaceLacuna השתמש לראשונה בטלסקופ רדיו בדווינגלו, הולנד, כדי להחזיר קרינת LoRa מהירח. זה היה בהחלט ניסוי מרשים מבחינת איכות לכידת הנתונים, שכן אחת ההודעות אף הכילה מסגרת LoRaWAN® מלאה.

Lacuna Speed ​​משתמשת בקבוצת לוויינים הנמצאים במסלול נמוך סביב כדור הארץ כדי לקבל מידע מחיישנים המשולבים בציוד LoRa של Semtech ובטכנולוגיית תדרי רדיו קרקעיים. הלוויין מרחף מעל קטבי כדור הארץ כל 100 דקות בגובה של 500 קילומטרים. כאשר כדור הארץ מסתובב, לוויינים מכסים את העולם. LoRaWAN משמש לוויינים, מה שחוסך בחיי סוללה, וההודעות נשמרות לזמן קצר עד שהן עוברות דרך רשת של תחנות קרקעיות. לאחר מכן הנתונים מועברים לאפליקציה ברשת יבשתית או שניתן לצפות בהם באפליקציה מבוססת אינטרנט.

הפעם, אות ה-LoRa שנשלח על ידי lacuna Speed ​​נמשך 2.44 שניות ונקלט על ידי אותו שבב, עם מרחק התפשטות של כ-730,360 קילומטרים, שעשוי להיות המרחק הארוך ביותר של שידור הודעות LoRa עד כה.

בכל הנוגע לתקשורת קרקעית-לוויין המבוססת על טכנולוגיית LoRa, הושגה אבן דרך בכנס TTN (TheThings Network) בפברואר 2018, שהוכיח את האפשרות של יישום LoRa באינטרנט של הדברים הלווייני. במהלך הדגמה חיה, המקלט קלט אותות LoRa מלוויין במסלול נמוך.

כיום, מינוף טכנולוגיות IoT קיימות בעלות צריכת חשמל נמוכה וארוכות טווח, כגון LoRa או NB-IoT, כדי לספק תקשורת ישירה בין התקני IoT ללוויינים במסלול סביב העולם, יכול להיחשב כחלק משוק ה-WAN בעל צריכת חשמל נמוכה. טכנולוגיות אלו הן יישום מעניין עד שערכן המסחרי יתקבל באופן נרחב.

Semtech השיקה את LR-FHSS כדי למלא את הפער בשוק בתחום קישוריות האינטרנט של הדברים

Semtech עובדת על LR-FHSS בשנים האחרונות והודיעה רשמית על הוספת תמיכה ב-LR-FHSS לפלטפורמת LoRa בסוף 2021.

LR-FHSS נקרא LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum. בדומה ל-LoRa, זוהי טכנולוגיית אפנון שכבה פיזית עם רוב הביצועים זהים ל-LoRa, כגון רגישות, תמיכה ברוחב פס וכו'.

LR-FHSS מסוגל תיאורטית לתמוך במיליוני צמתים, מה שמגדיל משמעותית את קיבולת הרשת ופותר את בעיית עומס הערוצים שהגבילה בעבר את צמיחת LoRaWAN. בנוסף, ל-LR-FHSS יש עמידות גבוהה בפני הפרעות, מקל על התנגשויות חבילות על ידי שיפור היעילות הספקטרלית, ויש לו יכולת אפנון קפיצות תדרים במעלה הרשת.

עם שילוב LR-FHSS, LoRa מתאימה יותר ליישומים עם מסופים צפופים וחבילות נתונים גדולות. לכן, לתוכנית הלוויין LoRa עם תכונות LR-FHSS משולבות יש יתרונות רבים:

1. הוא יכול לגשת לקיבולת מסוף פי עשרה מרשת LoRa.

2. מרחק השידור ארוך יותר, עד 600-1600 ק"מ;

3. חזק יותר נגד התערבות;

4. הושגו עלויות נמוכות יותר, כולל עלויות ניהול ופריסה (אין צורך לפתח חומרה נוספת ויכולות תקשורת לוויינית משלה זמינות).

משדרי המקלט והפלטפורמות LoRaSX1261 ו-SX1262 של Semtech, כמו גם עיצוב הייחוס של שער V2.1, כבר נתמכים על ידי lr-fhss. לכן, ביישומים מעשיים, שדרוג תוכנה והחלפה של מסוף ושער LoRa יכולים לשפר תחילה את קיבולת הרשת ואת יכולת מניעת ההפרעות. עבור רשתות LoRaWAN בהן נפרס שער V2.1, מפעילים יכולים להפעיל את הפונקציה החדשה באמצעות שדרוג קושחת שער פשוט.

LR משולב – FHSS
LoRa ממשיכה להרחיב את תיק האפליקציות שלה

BergInsight, מכון מחקרי שוק לאינטרנט של הדברים, פרסם דו"ח מחקר על האינטרנט של הדברים הלווייני. נתונים הראו שלמרות ההשפעה השלילית של COVID-19, מספר משתמשי האינטרנט של הדברים הלווייני העולמי עדיין גדל ל-3.4 מיליון בשנת 2020. משתמשי האינטרנט של הדברים הלווייני העולמיים צפויים לגדול בקצב צמיחה משתנה (cagR) של 35.8% בשנים הקרובות, ולהגיע ל-15.7 מיליון בשנת 2025.

נכון לעכשיו, רק 10% מאזורי העולם בעלי גישה לשירותי תקשורת לוויינית, מה שמספק מרחב שוק רחב לפיתוח האינטרנט של הדברים הלווייני, כמו גם הזדמנות לאינטרנט של הדברים הלווייני בעל צריכת אנרגיה נמוכה.

LR-FHSS גם יניע את פריסת LoRa ברחבי העולם. הוספת התמיכה ב-LR-FHSS לפלטפורמת LoRa לא רק תעזור לה לספק קישוריות חסכונית יותר ונגישה יותר לאזורים מרוחקים, אלא גם תסמן צעד משמעותי לקראת פריסה רחבת היקף של האינטרנט של הדברים באזורים צפופי אוכלוסין. יקדם עוד יותר את הפריסה הגלובלית של LoRa ותרחיב עוד יותר יישומים חדשניים:

• תמיכה בשירותי IoT לווייניים

טכנולוגיית LR-FHSS מאפשרת ללוויינים להתחבר לאזורים מרוחקים עצומים בעולם, ותומכת בצורכי מיקום והעברת נתונים של אזורים ללא כיסוי רשת. מקרי שימוש ב-LoRa כוללים מעקב אחר חיות בר, איתור מכולות על ספינות בים, איתור בעלי חיים במרעה, פתרונות חקלאיים חכמים לשיפור יבולי גידולים ומעקב אחר נכסי הפצה גלובליים לשיפור יעילות שרשרת האספקה.

• תמיכה בחילופי נתונים תכופים יותר

ביישומי LoRa קודמים, כגון לוגיסטיקה ומעקב אחר נכסים, מבנים ופארקים חכמים, בתים חכמים וקהילות חכמות, מספר הסמפורות המווסתות של LoRa באוויר יגדל משמעותית עקב אותות ארוכים יותר וחילופי אותות תכופים יותר ביישומים אלה. בעיית עומס הערוצים הנובעת מפיתוח LoRaWAN ניתנת לפתרון גם על ידי שדרוג מסופי LoRa והחלפת שערים.

• שפר את כיסוי העומק הפנימי

בנוסף להרחבת קיבולת הרשת, LR-FHSS מאפשר צמתים פנימיים עמוקים יותר בתוך אותה תשתית רשת, מה שמגדיל את יכולת ההרחבה של פרויקטים גדולים של האינטרנט של הדברים. LoRa, לדוגמה, היא הטכנולוגיה המועדפת בשוק המונים החכמים העולמי, וכיסוי פנימי משופר יחזק עוד יותר את מעמדה.

יותר ויותר שחקנים באינטרנט של הדברים הלווייני חסכוני בצריכת חשמל

פרויקטים של לווייני LoRa מעבר לים ממשיכים לצוץ

מקינזי חזתה כי שוויו של האינטרנט של הדברים (IoT) מבוסס חלל עשוי להגיע ל-560 עד 850 מיליארד דולר עד 2025, וזו כנראה הסיבה העיקרית לכך שחברות רבות כל כך רודפות אחר השוק. נכון לעכשיו, כמעט עשרות יצרנים הציעו תוכניות לרשתות IoT לווייניות.

מנקודת מבט של שוק מעבר לים, האינטרנט של הדברים הלווייני הוא תחום חשוב של חדשנות בשוק האינטרנט של הדברים. LoRa, כחלק מאינטרנט הדברים הלווייני בעל צריכת חשמל נמוכה, ראתה מספר יישומים בשווקים מעבר לים:

בשנת 2019, Space Lacuna ו-Miromico החלו בניסויים מסחריים של פרויקט ה-IoT של לוויין LoRa, אשר יושם בהצלחה בחקלאות, ניטור סביבתי או מעקב אחר נכסים בשנה שלאחר מכן. באמצעות LoRaWAN, התקני IoT המופעלים על ידי סוללות יכולים להאריך את חיי השירות שלהם ולחסוך בעלויות תפעול ותחזוקה.

IRNAS חברה ל-Space Lacuna כדי לחקור שימושים חדשים לטכנולוגיית LoRaWAN, כולל מעקב אחר חיות בר באנטארקטיקה ומצופים המשתמשים ברשת של LoRaWAN לפריסת רשתות חיישנים צפופות בסביבה הימית לתמיכה ביישומי עגינה ורפטינג.

חברת Swarm (שנרכשה על ידי Space X) שילבה את מכשירי ה-LoRa של Semtech בפתרונות הקישוריות שלה כדי לאפשר תקשורת דו-כיוונית בין לוויינים הנמצאים במסלול נמוך סביב כדור הארץ. פתחה תרחישי שימוש חדשים באינטרנט של הדברים (IoT) עבור Swarm בתחומים כמו לוגיסטיקה, חקלאות, מכוניות מחוברות ואנרגיה.

Inmarsat חברה ל-Actility כדי להקים את רשת Inmarsat LoRaWAN, פלטפורמה המבוססת על רשת השדרה Inmarsat ELERA שתספק שפע של פתרונות ללקוחות האינטרנט של הדברים במגזרים הכוללים חקלאות, חשמל, נפט וגז, כרייה ולוגיסטיקה.

בְּסוֹף

ברחבי השוק מעבר לים, יש לא רק יישומים בוגרים רבים של הפרויקט. Omnispace, EchoStarMobile, Lunark ורבים אחרים מנסים למנף את הרשת של LoRaWAN כדי להציע שירותי IoT בעלות נמוכה יותר, עם קיבולת גדולה יותר וכיסוי רחב יותר.

למרות שטכנולוגיית LoRa יכולה לשמש גם למילוי פערים באזורים כפריים ואוקיינוסים חסרי כיסוי אינטרנט מסורתי, זוהי דרך מצוינת להתמודד עם "האינטרנט של הכל".

עם זאת, מנקודת מבטו של השוק המקומי, התפתחותה של LoRa בהיבט זה עדיין בחיתוליו. בהשוואה לחו"ל, היא מתמודדת עם קשיים רבים יותר: בצד הביקוש, כיסוי רשת ה-Inmarsat כבר טוב מאוד וניתן להעביר נתונים בשני הכיוונים, כך שהיא אינה חזקה; מבחינת יישום, סין עדיין מוגבלת יחסית, ומתמקדת בעיקר בפרויקטים של מכולות. לאור הסיבות הנ"ל, קשה למפעלי לוויין מקומיים לקדם את יישום LR-FHSS. מבחינת הון, פרויקטים מסוג זה תלויים במידה רבה בקלט הון עקב אי-ודאויות גדולות, פרויקטים גדולים או קטנים ומחזורים ארוכים.