Editor: Ulink Media
En la segunda mitad de 2021, la empresa espacial británica SpaceLacuna utilizó por primera vez un radiotelescopio en Dwingeloo, Países Bajos, para reflejar la señal LoRa desde la Luna. Sin duda, fue un experimento impresionante en cuanto a la calidad de la captura de datos, ya que uno de los mensajes incluso contenía una trama LoRaWAN® completa.
Lacuna Speed utiliza un conjunto de satélites en órbita terrestre baja para recibir información de sensores integrados con el equipo LoRa de Semtech y tecnología de radiofrecuencia terrestre. El satélite sobrevuela los polos terrestres cada 100 minutos a una altitud de 500 kilómetros. A medida que la Tierra rota, los satélites cubren el globo. Los satélites utilizan LoRaWAN, lo que ahorra batería, y los mensajes se almacenan durante un breve periodo hasta que pasan por una red de estaciones terrestres. Posteriormente, los datos se transmiten a una aplicación en una red terrestre o se pueden visualizar en una aplicación web.
En esta ocasión, la señal LoRa enviada por Lacuna Speed duró 2,44 segundos y fue recibida por el mismo chip, con una distancia de propagación de aproximadamente 730.360 kilómetros, lo que podría ser la mayor distancia de transmisión de mensajes LoRa hasta la fecha.
En lo que respecta a la comunicación satélite-tierra basada en la tecnología LoRa, en la conferencia TTN (TheThings Network) de febrero de 2018 se alcanzó un hito que demostró la viabilidad de aplicar LoRa en el Internet de las cosas por satélite. Durante una demostración en directo, el receptor captó señales LoRa procedentes de un satélite en órbita baja.
Actualmente, aprovechar las tecnologías IoT de bajo consumo y largo alcance existentes, como LoRa o NB-IoT, para proporcionar comunicación directa entre dispositivos IoT y satélites en órbita alrededor del mundo, puede considerarse parte del mercado de redes WAN de bajo consumo. Estas tecnologías representan una aplicación interesante hasta que su valor comercial sea ampliamente reconocido.
Semtech ha lanzado LR-FHSS para cubrir la brecha del mercado en conectividad IoT.
Semtech ha estado trabajando en LR-FHSS durante los últimos años y anunció oficialmente la incorporación del soporte para LR-FHSS a la plataforma LoRa a finales de 2021.
LR-FHSS significa LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum (Espectro ensanchado por salto de frecuencia de largo alcance). Al igual que LoRa, es una tecnología de modulación de capa física con un rendimiento similar al de LoRa, como sensibilidad, ancho de banda, etc.
En teoría, LR-FHSS es capaz de soportar millones de nodos finales, lo que aumenta significativamente la capacidad de la red y resuelve el problema de congestión del canal que anteriormente limitaba el crecimiento de LoRaWAN. Además, LR-FHSS presenta una alta resistencia a las interferencias, reduce la colisión de paquetes al mejorar la eficiencia espectral y cuenta con capacidad de modulación por salto de frecuencia en el enlace ascendente.
Con la integración de LR-FHSS, LoRa es más adecuado para aplicaciones con terminales densas y paquetes de datos grandes. Por lo tanto, el programa de satélites LoRa con funciones LR-FHSS integradas tiene múltiples ventajas:
1. Puede acceder a diez veces la capacidad de terminales de la red LoRa.
2. La distancia de transmisión es mayor, hasta 600-1600 km;
3. Mayor resistencia a las interferencias;
4. Se han logrado costes más bajos, incluidos los de gestión y despliegue (no es necesario desarrollar hardware adicional y dispone de sus propias capacidades de comunicación por satélite).
Los transceptores LoRaSX1261 y SX1262 de Semtech, así como las plataformas LoRaEdge™ y el diseño de referencia de la puerta de enlace V2.1, ya son compatibles con lr-fhss. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, la actualización de software y la sustitución del terminal y la puerta de enlace LoRa pueden mejorar la capacidad de la red y la inmunidad a las interferencias. En redes LoRaWAN con una puerta de enlace V2.1 implementada, los operadores pueden habilitar la nueva función mediante una sencilla actualización del firmware de la puerta de enlace.
LR integrado – FHSS
LoRa continúa expandiendo su cartera de aplicaciones.
BergInsight, un instituto de investigación de mercado sobre el Internet de las Cosas (IoT), publicó un informe sobre IoT satelital. Los datos mostraron que, a pesar del impacto adverso de la COVID-19, el número de usuarios globales de IoT satelital creció hasta alcanzar los 3,4 millones en 2020. Se prevé que el número de usuarios globales de IoT satelital crezca a una tasa anual compuesta (CAGR) del 35,8 % en los próximos años, llegando a los 15,7 millones en 2025.
Actualmente, solo el 10% de las regiones del mundo tienen acceso a servicios de comunicación por satélite, lo que ofrece un amplio mercado para el desarrollo del IoT satelital, así como una oportunidad para el IoT satelital de baja potencia.
LR-FHSS también impulsará el despliegue global de LoRa. La incorporación de la compatibilidad con LR-FHSS a la plataforma de LoRa no solo contribuirá a proporcionar conectividad más rentable y ubicua a zonas remotas, sino que también representa un paso importante hacia el despliegue de IoT a gran escala en áreas densamente pobladas. Esto impulsará aún más el despliegue global de LoRa y ampliará sus aplicaciones innovadoras.
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Soporte para servicios IoT satelitales
LR-FHSS permite que los satélites se conecten a vastas zonas remotas del planeta, satisfaciendo las necesidades de posicionamiento y transmisión de datos en áreas sin cobertura de red. Entre los casos de uso de LoRa se incluyen el seguimiento de la fauna silvestre, la localización de contenedores en barcos en alta mar, la localización de ganado en pastos, soluciones agrícolas inteligentes para mejorar el rendimiento de los cultivos y el seguimiento de activos de distribución global para optimizar la eficiencia de la cadena de suministro.
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Compatibilidad con un intercambio de datos más frecuente
En aplicaciones LoRa anteriores, como logística y seguimiento de activos, edificios y parques inteligentes, hogares inteligentes y comunidades inteligentes, la cantidad de semáforos modulados LoRa en el aire aumentará significativamente debido a señales más largas y un intercambio de señales más frecuente en estas aplicaciones. El problema de congestión de canales resultante con el desarrollo de LoRaWAN también puede resolverse actualizando los terminales LoRa y reemplazando las pasarelas.
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Mejorar la cobertura de profundidad en interiores
Además de ampliar la capacidad de la red, LR-FHSS permite la instalación de nodos finales en interiores a mayor profundidad dentro de la misma infraestructura de red, lo que aumenta la escalabilidad de los grandes proyectos de IoT. LoRa, por ejemplo, es la tecnología preferida en el mercado global de contadores inteligentes, y una mayor cobertura en interiores reforzará aún más su posición.
Cada vez hay más participantes en el Internet de las cosas por satélite de baja potencia.
Siguen surgiendo proyectos de satélites LoRa en el extranjero.
McKinsey ha pronosticado que el mercado de IoT basado en satélites podría alcanzar un valor de entre 560.000 y 850.000 millones de dólares para 2025, lo que probablemente explica por qué tantas empresas buscan entrar en él. Actualmente, casi una docena de fabricantes han presentado planes para redes de IoT vía satélite.
Desde la perspectiva del mercado internacional, el IoT satelital es un área importante de innovación en el mercado del IoT. LoRa, como parte del Internet de las Cosas satelital de baja potencia, ha visto varias aplicaciones en mercados internacionales:
En 2019, Space Lacuna y Miromico iniciaron las pruebas comerciales del proyecto LoRa Satellite IoT, que se aplicó con éxito a la agricultura, la monitorización ambiental y el seguimiento de activos al año siguiente. Gracias a LoRaWAN, los dispositivos IoT alimentados por batería pueden prolongar su vida útil y ahorrar en costes de funcionamiento y mantenimiento.
IRNAS se asoció con Space Lacuna para explorar nuevos usos de la tecnología LoRaWAN, incluyendo el seguimiento de la vida silvestre en la Antártida y el uso de boyas en la red LoRaWAN para desplegar densas redes de sensores en el entorno marino para apoyar aplicaciones de amarre y balsas salvavidas.
Swarm (adquirida por SpaceX) ha integrado los dispositivos LoRa de Semtech en sus soluciones de conectividad para permitir la comunicación bidireccional entre satélites en órbita terrestre baja. Esto ha abierto nuevos escenarios de uso del Internet de las Cosas (IoT) para Swarm en áreas como la logística, la agricultura, los vehículos conectados y la energía.
Inmarsat se ha asociado con Actility para formar la red Inmarsat LoRaWAN, una plataforma basada en la red troncal Inmarsat ELERA que proporcionará una gran cantidad de soluciones para clientes de IoT en sectores como la agricultura, la energía, el petróleo y el gas, la minería y la logística.
Al final
En el mercado internacional, no solo existen numerosas aplicaciones consolidadas del proyecto, sino que empresas como Omnispace, EchoStarMobile, Lunark y muchas otras están intentando aprovechar la red LoRaWAN para ofrecer servicios de IoT a un menor coste, con mayor capacidad y una cobertura más amplia.
Si bien la tecnología LoRa también puede utilizarse para cubrir las carencias en zonas rurales y océanos que carecen de cobertura de Internet tradicional, es una excelente manera de abordar el concepto de "Internet de todo".
Sin embargo, desde la perspectiva del mercado interno, el desarrollo de LoRa en este aspecto aún está en sus inicios. En comparación con otros países, enfrenta mayores dificultades: en cuanto a la demanda, la cobertura de la red Inmarsat ya es muy buena y permite la transmisión bidireccional de datos, por lo que no es una tecnología fuerte; en términos de aplicación, China aún se encuentra relativamente limitada, centrándose principalmente en proyectos de contenedores. En vista de lo anterior, a las empresas satelitales nacionales les resulta difícil impulsar la aplicación de LR-FHSS. En cuanto al capital, los proyectos de este tipo dependen en gran medida de la inversión inicial debido a la gran incertidumbre, la naturaleza variable de los proyectos y sus largos ciclos de vida.
Fecha de publicación: 18 de abril de 2022