Biên tập viên: Ulink Media
Vào nửa cuối năm 2021, công ty khởi nghiệp không gian SpaceLacuna của Anh lần đầu tiên sử dụng kính viễn vọng vô tuyến ở Dwingeloo, Hà Lan, để phản xạ tín hiệu LoRa từ mặt trăng. Đây chắc chắn là một thí nghiệm ấn tượng về chất lượng thu thập dữ liệu, vì một trong những thông điệp thậm chí còn chứa một khung LoRaWAN® hoàn chỉnh.
Lacuna Speed sử dụng một tập hợp các vệ tinh quỹ đạo Trái Đất thấp để nhận thông tin từ các cảm biến tích hợp với thiết bị LoRa của Semtech và công nghệ tần số vô tuyến mặt đất. Vệ tinh bay lơ lửng trên các cực của Trái Đất cứ mỗi 100 phút ở độ cao 500 km. Khi Trái Đất quay, các vệ tinh phủ sóng toàn cầu. LoRaWAN được sử dụng bởi các vệ tinh, giúp tiết kiệm pin, và các thông điệp được lưu trữ trong thời gian ngắn cho đến khi chúng đi qua mạng lưới các trạm mặt đất. Dữ liệu sau đó được chuyển tiếp đến một ứng dụng trên mạng mặt đất hoặc có thể được xem trên ứng dụng dựa trên web.
Lần này, tín hiệu LoRa do Lacuna Speed gửi đi kéo dài 2,44 giây và được cùng một chip thu nhận, với khoảng cách truyền khoảng 730.360 km, có thể là khoảng cách truyền tin nhắn LoRa xa nhất từ trước đến nay.
Đối với giao tiếp vệ tinh-mặt đất dựa trên công nghệ LoRa, một cột mốc quan trọng đã đạt được tại hội nghị TTN (TheThings Network) vào tháng 2 năm 2018, chứng minh khả năng ứng dụng LoRa trong Internet vạn vật vệ tinh. Trong một cuộc trình diễn trực tiếp, bộ thu đã thu được tín hiệu LoRa từ một vệ tinh quỹ đạo thấp.
Hiện nay, việc tận dụng các công nghệ IoT tầm xa công suất thấp hiện có như LoRa hoặc NB-IoT để cung cấp khả năng liên lạc trực tiếp giữa các thiết bị IoT và vệ tinh trên quỹ đạo toàn cầu có thể được coi là một phần của thị trường mạng diện rộng công suất thấp (WAN). Những công nghệ này là một ứng dụng thú vị cho đến khi giá trị thương mại của chúng được chấp nhận rộng rãi.
Semtech đã cho ra mắt LR-FHSS để lấp đầy khoảng trống thị trường trong lĩnh vực kết nối IoT.
Semtech đã nghiên cứu và phát triển LR-FHSS trong vài năm qua và chính thức thông báo bổ sung hỗ trợ LR-FHSS cho nền tảng LoRa vào cuối năm 2021.
LR-FHSS được gọi là LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum (Tầm xa – Nhảy tần số trải rộng). Giống như LoRa, đây là công nghệ điều chế lớp vật lý với hầu hết các chức năng tương tự như LoRa, chẳng hạn như độ nhạy, hỗ trợ băng thông, v.v.
Về mặt lý thuyết, LR-FHSS có khả năng hỗ trợ hàng triệu thiết bị đầu cuối, giúp tăng đáng kể dung lượng mạng và giải quyết vấn đề tắc nghẽn kênh truyền vốn trước đây hạn chế sự phát triển của LoRaWAN. Ngoài ra, LR-FHSS có khả năng chống nhiễu cao, giảm thiểu xung đột gói tin bằng cách cải thiện hiệu quả phổ tần và có khả năng điều chế nhảy tần đường lên.
Với việc tích hợp LR-FHSS, LoRa trở nên phù hợp hơn cho các ứng dụng có mật độ thiết bị đầu cuối cao và gói dữ liệu lớn. Do đó, chương trình vệ tinh LoRa tích hợp các tính năng LR-FHSS mang lại nhiều ưu điểm:
1. Nó có thể truy cập gấp mười lần dung lượng thiết bị đầu cuối của mạng LoRa.
2. Khoảng cách truyền tín hiệu xa hơn, lên đến 600-1600km;
3. Khả năng chống nhiễu mạnh mẽ hơn;
4. Chi phí đã được giảm xuống, bao gồm cả chi phí quản lý và triển khai (không cần phát triển thêm phần cứng và hệ thống đã có sẵn khả năng liên lạc vệ tinh).
Các bộ thu phát LoRaSX1261, SX1262 và nền tảng LoRaEdge™ của Semtech, cũng như thiết kế tham chiếu cổng V2.1, đã được lr-fhss hỗ trợ. Do đó, trong các ứng dụng thực tế, việc nâng cấp phần mềm và thay thế thiết bị đầu cuối và cổng LoRa trước tiên có thể cải thiện dung lượng mạng và khả năng chống nhiễu. Đối với các mạng LoRaWAN đã triển khai cổng V2.1, người vận hành có thể kích hoạt chức năng mới thông qua việc nâng cấp firmware cổng đơn giản.
LR tích hợp – FHSS
LoRa tiếp tục mở rộng danh mục ứng dụng của mình.
BergInsight, một viện nghiên cứu thị trường về Internet vạn vật (IoT), đã công bố báo cáo nghiên cứu về IoT vệ tinh. Dữ liệu cho thấy, bất chấp tác động tiêu cực của COVID-19, số lượng người dùng IoT vệ tinh toàn cầu vẫn tăng lên 3,4 triệu người vào năm 2020. Dự kiến số lượng người dùng IoT vệ tinh toàn cầu sẽ tăng trưởng với tốc độ CAGR 35,8% trong vài năm tới, đạt 15,7 triệu người vào năm 2025.
Hiện nay, chỉ có 10% khu vực trên thế giới có thể tiếp cận dịch vụ truyền thông vệ tinh, điều này tạo ra một thị trường rộng lớn cho sự phát triển của IoT vệ tinh cũng như cơ hội cho IoT vệ tinh công suất thấp.
LR-FHSS cũng sẽ thúc đẩy việc triển khai LoRa trên toàn cầu. Việc bổ sung hỗ trợ cho LR-FHSS vào nền tảng LoRa không chỉ giúp cung cấp kết nối hiệu quả về chi phí và phổ biến hơn đến các khu vực xa xôi, mà còn đánh dấu một bước tiến quan trọng hướng tới việc triển khai IoT quy mô lớn tại các khu vực dân cư đông đúc. Điều này sẽ tiếp tục thúc đẩy việc triển khai LoRa trên toàn cầu và mở rộng hơn nữa các ứng dụng sáng tạo.
-
Hỗ trợ các dịch vụ IoT vệ tinh
Công nghệ LR-FHSS cho phép vệ tinh kết nối với các khu vực rộng lớn, xa xôi trên toàn cầu, hỗ trợ nhu cầu định vị và truyền dữ liệu ở những khu vực không có vùng phủ sóng mạng. Các trường hợp sử dụng LoRa bao gồm theo dõi động vật hoang dã, định vị container trên tàu biển, định vị gia súc trên đồng cỏ, các giải pháp nông nghiệp thông minh để cải thiện năng suất cây trồng và theo dõi tài sản phân phối toàn cầu để nâng cao hiệu quả chuỗi cung ứng.
-
Hỗ trợ trao đổi dữ liệu thường xuyên hơn
Trong các ứng dụng LoRa trước đây, chẳng hạn như hậu cần và theo dõi tài sản, tòa nhà và công viên thông minh, nhà thông minh và cộng đồng thông minh, số lượng tín hiệu semaphore điều chế LoRa trong không khí sẽ tăng lên đáng kể do phạm vi tín hiệu dài hơn và tần suất trao đổi tín hiệu thường xuyên hơn trong các ứng dụng này. Vấn đề tắc nghẽn kênh phát sinh trong quá trình phát triển LoRaWAN cũng có thể được giải quyết bằng cách nâng cấp các thiết bị đầu cuối LoRa và thay thế các cổng kết nối.
-
Tăng cường độ phủ sóng sâu trong nhà
Ngoài việc mở rộng dung lượng mạng, LR-FHSS cho phép các thiết bị đầu cuối trong nhà được đặt sâu hơn trong cùng một cơ sở hạ tầng mạng, tăng khả năng mở rộng của các dự án IoT quy mô lớn. Ví dụ, LoRa là công nghệ được lựa chọn trong thị trường đồng hồ đo điện thông minh toàn cầu, và việc tăng cường vùng phủ sóng trong nhà sẽ củng cố hơn nữa vị thế của nó.
Ngày càng có nhiều người chơi tham gia vào lĩnh vực Internet vạn vật vệ tinh công suất thấp.
Các dự án vệ tinh LoRa ở nước ngoài tiếp tục xuất hiện.
McKinsey dự đoán rằng IoT dựa trên không gian có thể đạt giá trị từ 560 tỷ đến 850 tỷ đô la vào năm 2025, đây có lẽ là lý do chính khiến rất nhiều công ty đang tranh giành thị trường này. Hiện tại, gần hàng chục nhà sản xuất đã đề xuất các kế hoạch mạng lưới IoT vệ tinh.
Từ góc nhìn thị trường nước ngoài, IoT vệ tinh là một lĩnh vực đổi mới quan trọng trong thị trường IoT. LoRa, như một phần của Internet vạn vật vệ tinh công suất thấp, đã được ứng dụng rộng rãi ở thị trường nước ngoài:
Năm 2019, Space Lacuna và Miromico bắt đầu thử nghiệm thương mại dự án IoT vệ tinh LoRa, và dự án này đã được ứng dụng thành công vào nông nghiệp, giám sát môi trường hoặc theo dõi tài sản vào năm sau đó. Bằng cách sử dụng LoRaWAN, các thiết bị IoT chạy bằng pin có thể kéo dài tuổi thọ và tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì.
IRNAS đã hợp tác với Space Lacuna để khám phá những ứng dụng mới của công nghệ LoRaWAN, bao gồm theo dõi động vật hoang dã ở Nam Cực và các phao sử dụng mạng lưới LoRaWAN để triển khai mạng lưới cảm biến dày đặc trong môi trường biển nhằm hỗ trợ các ứng dụng neo đậu và vận chuyển hàng hóa bằng bè.
Swarm (được SpaceX mua lại) đã tích hợp các thiết bị LoRa của Semtech vào các giải pháp kết nối của mình để cho phép liên lạc hai chiều giữa các vệ tinh quỹ đạo Trái đất tầm thấp. Điều này mở ra các kịch bản sử dụng Internet vạn vật (IoT) mới cho Swarm trong các lĩnh vực như hậu cần, nông nghiệp, ô tô kết nối và năng lượng.
Inmarsat đã hợp tác với Actility để hình thành mạng lưới Inmarsat LoRaWAN, một nền tảng dựa trên mạng lưới xương sống Inmarsat ELERA, sẽ cung cấp nhiều giải pháp cho khách hàng IoT trong các lĩnh vực bao gồm nông nghiệp, năng lượng, dầu khí, khai thác mỏ và logistics.
Cuối cùng
Trên thị trường quốc tế, không chỉ có nhiều ứng dụng hoàn thiện của dự án này. Omnispace, EchoStarMobile, Lunark và nhiều công ty khác đang cố gắng tận dụng mạng lưới LoRaWAN để cung cấp các dịch vụ IoT với chi phí thấp hơn, dung lượng lớn hơn và phạm vi phủ sóng rộng hơn.
Mặc dù công nghệ LoRa cũng có thể được sử dụng để lấp đầy những khoảng trống ở các vùng nông thôn và đại dương thiếu vùng phủ sóng Internet truyền thống, nhưng đây là một cách tuyệt vời để giải quyết vấn đề "Internet vạn vật".
Tuy nhiên, xét từ góc độ thị trường nội địa, sự phát triển của LoRa ở khía cạnh này vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. So với thị trường nước ngoài, nó gặp nhiều khó khăn hơn: về phía cầu, vùng phủ sóng mạng Inmarsat đã rất tốt và dữ liệu có thể được truyền tải hai chiều, do đó nhu cầu không mạnh; về ứng dụng, Trung Quốc vẫn còn tương đối hạn chế, chủ yếu tập trung vào các dự án container. Xét đến những lý do trên, các doanh nghiệp vệ tinh trong nước khó có thể thúc đẩy ứng dụng LR-FHSS. Về vốn đầu tư, các dự án loại này phụ thuộc rất nhiều vào vốn đầu tư do tính chất không chắc chắn cao, quy mô dự án lớn hay nhỏ và chu kỳ dài.
Thời gian đăng bài: 18/04/2022