Editora: Ulink Media
No segundo semestre de 2021, a startup espacial britânica SpaceLacuna utilizou pela primeira vez um radiotelescópio em Dwingeloo, na Holanda, para refletir LoRa da Lua. Este foi definitivamente um experimento impressionante em termos da qualidade da captura de dados, já que uma das mensagens continha até um quadro LoRaWAN® completo.
O Lacuna Speed utiliza um conjunto de satélites em órbita baixa da Terra para receber informações de sensores integrados ao equipamento LoRa da Semtech e à tecnologia de radiofrequência terrestre. O satélite sobrevoa os polos terrestres a cada 100 minutos, a uma altitude de 500 quilômetros. À medida que a Terra gira, os satélites cobrem o globo. A LoRaWAN é usada por satélites, o que economiza bateria, e as mensagens são armazenadas por um curto período até passarem por uma rede de estações terrestres. Os dados são então retransmitidos para um aplicativo em uma rede terrestre ou podem ser visualizados em um aplicativo baseado na web.
Desta vez, o sinal LoRa enviado pelo lacuna Speed durou 2,44 segundos e foi recebido pelo mesmo chip, com uma distância de propagação de cerca de 730.360 quilômetros, o que pode ser a maior distância de transmissão de mensagens LoRa até agora.
No que diz respeito à comunicação satélite-solo baseada na tecnologia LoRa, um marco foi alcançado na conferência TTN (TheThings Network) em fevereiro de 2018, comprovando a possibilidade de aplicação da tecnologia LoRa na Internet das Coisas via satélite. Durante uma demonstração ao vivo, o receptor captou sinais LoRa de um satélite em órbita baixa.
Hoje, o aproveitamento das tecnologias de IoT de longo alcance e baixo consumo de energia existentes, como LoRa ou NB-IoT, para fornecer comunicação direta entre dispositivos de IoT e satélites em órbita ao redor do globo, pode ser considerado parte do mercado de WANs de baixo consumo de energia. Essas tecnologias representam uma aplicação interessante até que seu valor comercial seja amplamente aceito.
A Semtech lançou o LR-FHSS para preencher a lacuna do mercado em conectividade IoT
A Semtech vem trabalhando no LR-FHSS nos últimos anos e anunciou oficialmente a adição do suporte ao LR-FHSS à plataforma LoRa no final de 2021.
LR-FHSS é chamado de LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum. Assim como LoRa, é uma tecnologia de modulação de camada física com praticamente o mesmo desempenho que LoRa, como sensibilidade, suporte de largura de banda, etc.
O LR-FHSS é teoricamente capaz de suportar milhões de nós finais, o que aumenta significativamente a capacidade da rede e resolve o problema de congestionamento de canais que anteriormente limitava o crescimento da LoRaWAN. Além disso, o LR-FHSS possui alta capacidade antiparasitária, reduz a colisão de pacotes, melhorando a eficiência espectral, e possui capacidade de modulação por salto de frequência no uplink.
Com a integração do LR-FHSS, o LoRa se torna mais adequado para aplicações com terminais densos e grandes pacotes de dados. Portanto, o programa de satélite LoRa com recursos LR-FHSS integrados apresenta múltiplas vantagens:
1. Ele pode acessar dez vezes a capacidade do terminal da rede LoRa.
2. A distância de transmissão é maior, até 600-1600km;
3. Anti-interferência mais forte;
4. Custos mais baixos foram alcançados, incluindo custos de gerenciamento e implantação (nenhum hardware adicional precisa ser desenvolvido e seus próprios recursos de comunicação via satélite estão disponíveis).
Os transceptores LoRaSX1261 e SX1262 da Semtech e as plataformas LoRaEdgeTM, bem como o projeto de referência do gateway V2.1, já são suportados pelo lr-fhss. Portanto, em aplicações práticas, a atualização e a substituição do software do terminal e do gateway LoRa podem, em primeiro lugar, melhorar a capacidade da rede e a capacidade antiparasitária. Para redes LoRaWAN com o gateway V2.1 implementado, as operadoras podem habilitar a nova função por meio de uma simples atualização do firmware do gateway.
LR integrado – FHSS
LoRa continua a expandir seu portfólio de aplicativos
A BergInsight, um instituto de pesquisa de mercado da Internet das Coisas, divulgou um relatório sobre IoT via satélite. Dados mostraram que, apesar do impacto adverso da COVID-19, o número de usuários globais de IoT via satélite ainda cresceu para 3,4 milhões em 2020. A expectativa é de que os usuários globais de IoT via satélite cresçam a uma taxa composta de crescimento anual (CAG) de 35,8% nos próximos anos, chegando a 15,7 milhões em 2025.
Atualmente, apenas 10% das regiões do mundo têm acesso a serviços de comunicação via satélite, o que proporciona um amplo espaço de mercado para o desenvolvimento de IoT via satélite, bem como uma oportunidade para IoT via satélite de baixa potência.
O LR-FHSS também impulsionará a implantação do LoRa globalmente. A adição do SUPORTE para LR-FHSS à plataforma LoRa não só ajudará a fornecer conectividade mais econômica e onipresente a áreas remotas, como também marcará um passo significativo rumo à implantação de IoT em larga escala em áreas densamente povoadas. Promoverá ainda mais a implantação global do LoRa e expandirá ainda mais as aplicações inovadoras:
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Suporte a serviços de IoT via satélite
O LR-FHSS permite que satélites se conectem a vastas áreas remotas do globo, atendendo às necessidades de posicionamento e transmissão de dados de áreas sem cobertura de rede. Os casos de uso do LoRa incluem rastreamento de vida selvagem, localização de contêineres em navios no mar, localização de gado em pastagens, soluções agrícolas inteligentes para melhorar a produtividade das colheitas e rastreamento de ativos de distribuição global para melhorar a eficiência da cadeia de suprimentos.
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Suporte para troca de dados mais frequente
Em aplicações LoRa anteriores, como logística e rastreamento de ativos, edifícios e parques inteligentes, casas inteligentes e comunidades inteligentes, o número de semáforos modulados LoRa no ar aumentará significativamente devido a sinais mais longos e trocas de sinais mais frequentes nessas aplicações. O problema de congestionamento de canais resultante no desenvolvimento de LoRaWAN também pode ser resolvido com a atualização de terminais LoRa e a substituição de gateways.
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Melhore a cobertura de profundidade interna
Além de expandir a capacidade da rede, o LR-FHSS permite nós finais internos mais profundos dentro da mesma infraestrutura de rede, aumentando a escalabilidade de grandes projetos de IoT. LoRa, por exemplo, é a tecnologia preferida no mercado global de medidores inteligentes, e a cobertura interna aprimorada fortalecerá ainda mais sua posição.
Cada vez mais participantes na Internet das Coisas por Satélite de Baixa Potência
Projetos de satélites LoRa no exterior continuam a surgir
A McKinsey previu que a IoT baseada no espaço poderá valer entre US$ 560 bilhões e US$ 850 bilhões até 2025, o que provavelmente é o principal motivo pelo qual tantas empresas estão buscando o mercado. Atualmente, quase dezenas de fabricantes propuseram planos de redes IoT via satélite.
Da perspectiva do mercado externo, a IoT via satélite é uma área importante de inovação no mercado de IoT. LoRa, como parte da Internet das Coisas via satélite de baixo consumo, tem visto diversas aplicações em mercados externos:
Em 2019, a Space Lacuna e a Miromico iniciaram testes comerciais do projeto IoT do satélite LoRa, que foi aplicado com sucesso à agricultura, monitoramento ambiental e rastreamento de ativos no ano seguinte. Ao usar o LoRaWAN, dispositivos IoT alimentados por bateria podem estender sua vida útil e economizar em custos de operação e manutenção.
A IRNAS fez uma parceria com a Space Lacuna para explorar novos usos para a tecnologia LoRaWAN, incluindo o rastreamento da vida selvagem na Antártida e bóias usando a rede da LoRaWAN para implantar redes densas de sensores no ambiente marinho para dar suporte a aplicações de amarração e rafting.
A Swarm (adquirida pela Space X) integrou os dispositivos LoRa da Semtech em suas soluções de conectividade para permitir a comunicação bidirecional entre satélites em órbita baixa da Terra. Abriu novos cenários de uso da Internet das Coisas (IoT) para a Swarm em áreas como logística, agricultura, carros conectados e energia.
A Inmarsat fez uma parceria com a Actility para formar a rede Inmarsat LoRaWAN, uma plataforma baseada na rede principal Inmarsat ELERA que fornecerá uma variedade de soluções para clientes de IoT em setores como agricultura, energia, petróleo e gás, mineração e logística.
No fim
No mercado externo, não há apenas muitas aplicações maduras do projeto. Omnispace, EchoStarMobile, Lunark e muitas outras estão tentando alavancar a rede LoRaWAN para oferecer serviços de IoT a um custo menor, com maior capacidade e cobertura mais ampla.
Embora a tecnologia LoRa também possa ser usada para preencher lacunas em áreas rurais e oceanos que não têm cobertura de Internet tradicional, é uma ótima maneira de abordar a “Internet de tudo”.
No entanto, do ponto de vista do mercado doméstico, o desenvolvimento do LoRa nesse aspecto ainda está em estágio inicial. Em comparação com o mercado internacional, enfrenta maiores dificuldades: do lado da demanda, a cobertura da rede Inmarsat já é muito boa e os dados podem ser transmitidos em ambas as direções, portanto, não é forte; em termos de aplicação, a China ainda é relativamente limitada, concentrando-se principalmente em projetos de contêineres. Considerando os motivos acima, é difícil para as empresas de satélite nacionais promoverem a aplicação do LR-FHSS. Em termos de capital, projetos desse tipo dependem amplamente de aportes de capital devido a grandes incertezas, projetos grandes ou pequenos e ciclos longos.
Horário da publicação: 18/04/2022