تدوینگر: رسانه یولینک
در نیمه دوم سال ۲۰۲۱، استارتاپ فضایی بریتانیایی SpaceLacuna برای اولین بار از یک تلسکوپ رادیویی در Dwingeloo هلند برای بازتاب LoRa از ماه استفاده کرد. این قطعاً یک آزمایش چشمگیر از نظر کیفیت ضبط داده‌ها بود، زیرا یکی از پیام‌ها حتی حاوی یک فریم کامل LoRaWAN® بود.
لاکونا اسپید از مجموعه‌ای از ماهواره‌های مدار پایین زمین برای دریافت اطلاعات از حسگرهای یکپارچه با تجهیزات LoRa شرکت Semtech و فناوری فرکانس رادیویی زمینی استفاده می‌کند. این ماهواره هر ۱۰۰ دقیقه در ارتفاع ۵۰۰ کیلومتری بر فراز قطب‌های زمین معلق می‌ماند. با چرخش زمین، ماهواره‌ها کره زمین را پوشش می‌دهند. LoRaWAN توسط ماهواره‌ها استفاده می‌شود که باعث صرفه‌جویی در عمر باتری می‌شود و پیام‌ها برای مدت کوتاهی ذخیره می‌شوند تا زمانی که از شبکه‌ای از ایستگاه‌های زمینی عبور کنند. سپس داده‌ها به یک برنامه در یک شبکه زمینی منتقل می‌شوند یا می‌توانند در یک برنامه مبتنی بر وب مشاهده شوند.
این بار، سیگنال LoRa ارسال شده توسط lacuna Speed به مدت ۲.۴۴ ثانیه دوام آورد و توسط همان تراشه دریافت شد، با فاصله انتشار حدود ۷۳۰,۳۶۰ کیلومتر، که ممکن است طولانی‌ترین فاصله انتقال پیام LoRa تاکنون باشد.
وقتی صحبت از ارتباط ماهواره‌ای-زمینی مبتنی بر فناوری LoRa می‌شود، در کنفرانس TTN (شبکه اشیاء) در فوریه ۲۰۱۸ به نقطه عطفی دست یافتیم که امکان استفاده از LoRa در اینترنت ماهواره‌ای اشیاء را اثبات می‌کرد. در طول یک نمایش زنده، گیرنده سیگنال‌های LoRa را از یک ماهواره در مدار پایین دریافت کرد.
امروزه، استفاده از فناوری‌های اینترنت اشیا با برد طولانی و مصرف کم مانند LoRa یا NB-IoT برای برقراری ارتباط مستقیم بین دستگاه‌های اینترنت اشیا و ماهواره‌های موجود در مدار زمین، می‌تواند بخشی از بازار WAN کم‌مصرف در نظر گرفته شود. این فناوری‌ها تا زمانی که ارزش تجاری آنها به طور گسترده پذیرفته نشود، کاربردهای جالبی خواهند داشت.
شرکت Semtech برای پر کردن شکاف بازار در اتصال اینترنت اشیا، LR-FHSS را راه‌اندازی کرده است.
شرکت Semtech در چند سال گذشته روی LR-FHSS کار کرده و رسماً از اضافه شدن پشتیبانی LR-FHSS به پلتفرم LoRa در اواخر سال 2021 خبر داده است.
LR-FHSS که LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum نامیده می‌شود، مانند LoRa، یک فناوری مدولاسیون لایه فیزیکی است که اکثر عملکردهای آن مانند حساسیت، پشتیبانی از پهنای باند و غیره مشابه LoRa است.
LR-FHSS از لحاظ تئوری قادر به پشتیبانی از میلیون‌ها گره انتهایی است که به طور قابل توجهی ظرفیت شبکه را افزایش داده و مشکل تراکم کانال را که قبلاً رشد LoRaWAN را محدود می‌کرد، حل می‌کند. علاوه بر این، LR-FHSS دارای خاصیت ضد تداخل بالایی است، با بهبود راندمان طیفی، برخورد بسته‌ها را کاهش می‌دهد و قابلیت مدولاسیون پرش فرکانسی در آپ‌لینک را دارد.
با ادغام LR-FHSS، LoRa برای کاربردهایی با ترمینال‌های متراکم و بسته‌های داده بزرگ مناسب‌تر است. بنابراین، برنامه ماهواره‌ای LoRa با ویژگی‌های LR-FHSS یکپارچه مزایای متعددی دارد:
۱. می‌تواند به ده برابر ظرفیت ترمینال شبکه LoRa دسترسی داشته باشد.
۲. فاصله انتقال طولانی‌تر است، تا ۶۰۰-۱۶۰۰ کیلومتر؛
3. ضد تداخل قوی‌تر؛
۴. هزینه‌های کمتری، از جمله هزینه‌های مدیریت و استقرار، حاصل شده است (نیازی به توسعه سخت‌افزار اضافی نیست و قابلیت‌های ارتباطات ماهواره‌ای مخصوص به خود را دارد).
فرستنده-گیرنده‌های LoRaSX1261، SX1262 و پلتفرم‌های LoRaEdgeTM شرکت Semtech و همچنین طراحی مرجع دروازه V2.1، از قبل توسط lr-fhss پشتیبانی می‌شوند. بنابراین، در کاربردهای عملی، ارتقاء نرم‌افزار و جایگزینی ترمینال و دروازه LoRa می‌تواند ابتدا ظرفیت شبکه و قابلیت ضد تداخل را بهبود بخشد. برای شبکه‌های LoRaWAN که دروازه V2.1 در آنها مستقر شده است، اپراتورها می‌توانند عملکرد جدید را از طریق ارتقاء ساده میان‌افزار دروازه فعال کنند.
LR یکپارچه – FHSS
LoRa به گسترش سبد برنامه‌های خود ادامه می‌دهد
BergInsight، یک موسسه تحقیقات بازار اینترنت اشیا، گزارشی تحقیقاتی در مورد اینترنت اشیا ماهواره‌ای منتشر کرد. داده‌ها نشان داد که علیرغم تأثیر نامطلوب کووید-۱۹، تعداد کاربران جهانی اینترنت اشیا ماهواره‌ای همچنان در سال ۲۰۲۰ به ۳.۴ میلیون نفر افزایش یافته است. انتظار می‌رود کاربران جهانی اینترنت اشیا ماهواره‌ای در چند سال آینده با نرخ رشد سالانه ۳۵.۸ درصد رشد کنند و در سال ۲۰۲۵ به ۱۵.۷ میلیون نفر برسند.
در حال حاضر، تنها ۱۰٪ از مناطق جهان به خدمات ارتباطات ماهواره‌ای دسترسی دارند که این امر فضای بازار گسترده‌ای را برای توسعه اینترنت اشیا ماهواره‌ای و همچنین فرصتی را برای اینترنت اشیا ماهواره‌ای کم‌مصرف فراهم می‌کند.
LR-FHSS همچنین باعث استقرار جهانی LoRa خواهد شد. افزودن پشتیبانی از LR-FHSS به پلتفرم LoRa نه تنها به آن کمک می‌کند تا اتصال مقرون‌به‌صرفه‌تر و فراگیرتری را به مناطق دورافتاده ارائه دهد، بلکه گامی مهم به سوی استقرار گسترده اینترنت اشیا در مناطق پرجمعیت نیز خواهد بود. این امر استقرار جهانی LoRa را بیشتر ارتقا داده و کاربردهای نوآورانه را گسترش می‌دهد:
-
پشتیبانی از خدمات اینترنت اشیا ماهواره‌ای
LR-FHSS ماهواره‌ها را قادر می‌سازد تا به مناطق وسیع و دورافتاده جهان متصل شوند و از نیازهای موقعیت‌یابی و انتقال داده در مناطقی که پوشش شبکه ندارند، پشتیبانی کنند. موارد استفاده LoRa شامل ردیابی حیات وحش، یافتن کانتینرها در کشتی‌ها در دریا، یافتن دام در مراتع، راه‌حل‌های کشاورزی هوشمند برای بهبود عملکرد محصولات و ردیابی دارایی‌های توزیع جهانی برای بهبود کارایی زنجیره تأمین است.
-
پشتیبانی از تبادل مکرر داده‌ها
در کاربردهای قبلی LoRa، مانند لجستیک و ردیابی دارایی‌ها، ساختمان‌ها و پارک‌های هوشمند، خانه‌های هوشمند و جوامع هوشمند، تعداد سمافورهای مدوله شده LoRa در هوا به دلیل سیگنال‌های طولانی‌تر و تبادل سیگنال‌های مکرر در این کاربردها، به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت. مشکل ازدحام کانال ناشی از توسعه LoRaWAN را می‌توان با ارتقاء ترمینال‌های LoRa و جایگزینی دروازه‌ها نیز حل کرد.
-
افزایش پوشش عمق داخلی
علاوه بر گسترش ظرفیت شبکه، LR-FHSS امکان اتصال گره‌های انتهایی داخلی عمیق‌تر را در همان زیرساخت شبکه فراهم می‌کند و مقیاس‌پذیری پروژه‌های بزرگ اینترنت اشیا را افزایش می‌دهد. به عنوان مثال، LoRa فناوری منتخب در بازار جهانی کنتورهای هوشمند است و پوشش داخلی افزایش یافته، موقعیت آن را بیش از پیش تقویت خواهد کرد.
بازیگران بیشتر و بیشتر در اینترنت اشیا ماهواره‌ای کم‌مصرف
پروژه‌های ماهواره‌ای LoRa در خارج از کشور همچنان در حال ظهور هستند
مک‌کینزی پیش‌بینی کرده است که اینترنت اشیا مبتنی بر فضا می‌تواند تا سال ۲۰۲۵ ارزشی بین ۵۶۰ تا ۸۵۰ میلیارد دلار داشته باشد، که احتمالاً دلیل اصلی ورود بسیاری از شرکت‌ها به این بازار است. در حال حاضر، تقریباً ده‌ها تولیدکننده، طرح‌های شبکه‌سازی اینترنت اشیا ماهواره‌ای را پیشنهاد داده‌اند.
از منظر بازار خارج از کشور، اینترنت اشیا ماهواره‌ای حوزه مهمی از نوآوری در بازار اینترنت اشیا است. LoRa، به عنوان بخشی از اینترنت اشیا ماهواره‌ای کم‌مصرف، کاربردهای متعددی در بازارهای خارج از کشور داشته است:
در سال ۲۰۱۹، شرکت‌های Space Lacuna و Miromico آزمایش‌های تجاری پروژه اینترنت اشیا ماهواره‌ای LoRa را آغاز کردند که سال بعد با موفقیت در کشاورزی، نظارت بر محیط زیست یا ردیابی دارایی‌ها به کار گرفته شد. با استفاده از LoRaWAN، دستگاه‌های اینترنت اشیا باتری‌دار می‌توانند عمر مفید خود را افزایش داده و در هزینه‌های عملیاتی و نگهداری صرفه‌جویی کنند.
ایرناس (IRNAS) با اسپیس لاکونا (Space Lacuna) برای بررسی کاربردهای جدید فناوری LoRaWAN، از جمله ردیابی حیات وحش در قطب جنوب و شناورهایی که از شبکه LoRaWAN برای استقرار شبکه‌های متراکم حسگرها در محیط دریایی برای پشتیبانی از کاربردهای پهلوگیری و قایق‌رانی استفاده می‌کنند، همکاری کرد.
شرکت Swarm (که توسط Space X خریداری شده است) دستگاه‌های LoRa شرکت Semtech را در راهکارهای اتصال خود ادغام کرده است تا ارتباط دو طرفه بین ماهواره‌های مدار پایین زمین را امکان‌پذیر کند. این امر سناریوهای جدیدی را برای استفاده از اینترنت اشیا (IoT) برای Swarm در زمینه‌هایی مانند لجستیک، کشاورزی، خودروهای متصل و انرژی ایجاد کرده است.
اینمارست با شرکت Actility برای تشکیل شبکه Inmarsat LoRaWAN همکاری کرده است، پلتفرمی مبتنی بر شبکه اصلی Inmarsat ELERA که مجموعه‌ای از راه‌حل‌ها را برای مشتریان اینترنت اشیا در بخش‌هایی از جمله کشاورزی، برق، نفت و گاز، معدن و لجستیک ارائه خواهد داد.
در پایان
در سراسر بازار خارج از کشور، نه تنها بسیاری از برنامه‌های کاربردی بالغ این پروژه وجود دارد، بلکه Omnispace، EchoStarMobile، Lunark و بسیاری دیگر در تلاشند تا از شبکه LoRaWAN برای ارائه خدمات اینترنت اشیا با هزینه کمتر، ظرفیت بیشتر و پوشش گسترده‌تر استفاده کنند.
اگرچه فناوری LoRa می‌تواند برای پر کردن شکاف‌ها در مناطق روستایی و اقیانوس‌هایی که فاقد پوشش سنتی اینترنت هستند نیز مورد استفاده قرار گیرد، اما راهی عالی برای پرداختن به «اینترنت همه چیز» است.
با این حال، از منظر بازار داخلی، توسعه LoRa در این جنبه هنوز در مراحل ابتدایی خود است. در مقایسه با خارج از کشور، با مشکلات بیشتری روبرو است: در سمت تقاضا، پوشش شبکه inmarsat در حال حاضر بسیار خوب است و داده‌ها می‌توانند در هر دو جهت منتقل شوند، بنابراین قوی نیست. از نظر کاربرد، چین هنوز نسبتاً محدود است و عمدتاً بر پروژه‌های کانتینری تمرکز دارد. با توجه به دلایل فوق، ترویج کاربرد LR-FHSS برای شرکت‌های ماهواره‌ای داخلی دشوار است. از نظر سرمایه، پروژه‌هایی از این نوع به دلیل عدم قطعیت‌های زیاد، پروژه‌های بزرگ یا کوچک و چرخه‌های طولانی، تا حد زیادی به ورودی سرمایه وابسته هستند.
زمان ارسال: ۱۸ آوریل ۲۰۲۲