المحرر: يولينك ميديا
في النصف الثاني من عام 2021، استخدمت شركة SpaceLacuna البريطانية الناشئة في مجال الفضاء لأول مرة تلسكوبًا راديويًا في دوينجيلو بهولندا لعكس إشارات LoRa من القمر. كانت هذه تجربةً مبهرة بلا شك من حيث جودة البيانات الملتقطة، إذ احتوت إحدى الرسائل على إطار LoRaWAN® كامل.
تستخدم لاكونا سبيد مجموعة من الأقمار الصناعية في مدار أرضي منخفض لاستقبال المعلومات من أجهزة استشعار مدمجة مع معدات LoRa من شركة سيمتك وتقنية الترددات الراديوية الأرضية. يحوم القمر الصناعي فوق قطبي الأرض كل 100 دقيقة على ارتفاع 500 كيلومتر. ومع دوران الأرض، تغطي الأقمار الصناعية الكرة الأرضية. تستخدم الأقمار الصناعية تقنية LoRaWAN، مما يوفر طاقة البطارية، ويتم تخزين الرسائل لفترة وجيزة حتى تمر عبر شبكة من المحطات الأرضية. بعد ذلك، تُنقل البيانات إلى تطبيق على شبكة أرضية أو يمكن عرضها على تطبيق ويب.
هذه المرة، استمرت إشارة LoRa المرسلة بواسطة lacuna Speed لمدة 2.44 ثانية وتم استقبالها بواسطة نفس الشريحة، بمسافة انتشار تبلغ حوالي 730,360 كيلومترًا، والتي قد تكون أطول مسافة لنقل رسائل LoRa حتى الآن.
فيما يتعلق بالاتصالات بين الأقمار الصناعية والمحطات الأرضية باستخدام تقنية LoRa، فقد تحقق إنجاز هام في مؤتمر TTN (شبكة الأشياء) في فبراير 2018، حيث أثبت إمكانية تطبيق تقنية LoRa في إنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية. وخلال عرض حي، التقط جهاز الاستقبال إشارات LoRa من قمر صناعي في مدار أرضي منخفض.
اليوم، يُمكن اعتبار الاستفادة من تقنيات إنترنت الأشياء منخفضة الطاقة وبعيدة المدى، مثل LoRa وNB-IoT، لتوفير اتصال مباشر بين أجهزة إنترنت الأشياء والأقمار الصناعية في مداراتها حول العالم، جزءًا من سوق شبكات WAN منخفضة الطاقة. وتُعدّ هذه التقنيات تطبيقات واعدة إلى حين إقرار قيمتها التجارية على نطاق واسع.
أطلقت شركة Semtech نظام LR-FHSS لسد الفجوة السوقية في مجال اتصال إنترنت الأشياء.
لقد عملت شركة Semtech على تقنية LR-FHSS خلال السنوات القليلة الماضية وأعلنت رسميًا عن إضافة دعم LR-FHSS إلى منصة LoRa في أواخر عام 2021.
يُطلق على تقنية LR-FHSS اسم LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum. ومثل تقنية LoRa، فهي تقنية تعديل على مستوى الطبقة الفيزيائية، وتتمتع بمعظم خصائص الأداء المشابهة لتقنية LoRa، مثل الحساسية ودعم عرض النطاق الترددي، وما إلى ذلك.
يُمكن لتقنية LR-FHSS نظرياً دعم ملايين العقد الطرفية، مما يزيد بشكل كبير من سعة الشبكة ويحل مشكلة ازدحام القنوات التي كانت تُعيق نمو LoRaWAN سابقاً. إضافةً إلى ذلك، تتميز LR-FHSS بمقاومة عالية للتداخل، وتُخفف من تصادم الحزم من خلال تحسين كفاءة الطيف، كما أنها تتمتع بقدرة تعديل القفز الترددي للوصلة الصاعدة.
بفضل دمج تقنية LR-FHSS، تُصبح تقنية LoRa أكثر ملاءمةً للتطبيقات التي تضمّ عددًا كبيرًا من المحطات الطرفية وحزم البيانات الضخمة. ولذلك، يتمتع برنامج أقمار LoRa الصناعية المزود بميزات LR-FHSS المدمجة بمزايا عديدة.
1. يمكنه الوصول إلى سعة طرفية تفوق عشرة أضعاف سعة شبكة LoRa.
2. مسافة الإرسال أطول، تصل إلى 600-1600 كم؛
3. تعزيز إجراءات مكافحة التداخل؛
4. تم تحقيق انخفاض في التكاليف، بما في ذلك تكاليف الإدارة والنشر (لا حاجة لتطوير أجهزة إضافية وتتوفر إمكانيات الاتصالات عبر الأقمار الصناعية الخاصة بها).
تدعم منصة lr-fhss بالفعل أجهزة الإرسال والاستقبال LoRaSX1261 وSX1262 من Semtech، بالإضافة إلى منصات LoRaEdge™، وتصميم بوابة V2.1 المرجعي. لذا، في التطبيقات العملية، يُمكن تحسين سعة الشبكة وقدرتها على مقاومة التداخل من خلال ترقية البرامج واستبدال محطة LoRa وبوابتها. أما بالنسبة لشبكات LoRaWAN التي تم فيها نشر بوابة V2.1، فيُمكن للمشغلين تفعيل الوظيفة الجديدة من خلال ترقية بسيطة لبرنامج البوابة الثابت.
LR المتكامل – FHSS
تواصل شركة LoRa توسيع محفظة تطبيقاتها
أصدر معهد أبحاث سوق إنترنت الأشياء "بيرج إنسايت" تقريرًا بحثيًا حول إنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية. وأظهرت البيانات أنه على الرغم من التأثير السلبي لجائحة كوفيد-19، فقد ارتفع عدد مستخدمي إنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية عالميًا إلى 3.4 مليون مستخدم في عام 2020. ومن المتوقع أن ينمو هذا العدد بمعدل نمو سنوي مركب قدره 35.8% خلال السنوات القليلة المقبلة، ليصل إلى 15.7 مليون مستخدم في عام 2025.
حالياً، لا تتوفر خدمات الاتصالات عبر الأقمار الصناعية إلا في 10% فقط من مناطق العالم، مما يوفر مساحة سوقية واسعة لتطوير إنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية، فضلاً عن فرصة لإنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية منخفض الطاقة.
ستساهم تقنية LR-FHSS أيضًا في تعزيز انتشار تقنية LoRa عالميًا. إن إضافة دعم LR-FHSS إلى منصة LoRa لن يساعدها فقط في توفير اتصال أكثر فعالية من حيث التكلفة وأكثر انتشارًا في المناطق النائية، بل سيمثل أيضًا خطوة هامة نحو نشر إنترنت الأشياء على نطاق واسع في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية. وسيعزز ذلك انتشار LoRa عالميًا ويوسع نطاق تطبيقاتها المبتكرة.
-
دعم خدمات إنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية
تُمكّن تقنية LR-FHSS الأقمار الصناعية من الاتصال بمناطق نائية شاسعة حول العالم، ما يدعم احتياجات تحديد المواقع ونقل البيانات في المناطق التي لا تغطيها الشبكات. تشمل استخدامات تقنية LoRa تتبع الحياة البرية، وتحديد مواقع الحاويات على السفن في عرض البحر، وتحديد مواقع الماشية في المراعي، وحلول الزراعة الذكية لتحسين غلة المحاصيل، وتتبع أصول التوزيع العالمية لتحسين كفاءة سلسلة التوريد.
-
دعم تبادل البيانات بشكل أكثر تكرارًا
في تطبيقات LoRa السابقة، مثل الخدمات اللوجستية وتتبع الأصول، والمباني والحدائق الذكية، والمنازل الذكية، والمجتمعات الذكية، سيزداد عدد إشارات LoRa المُعدّلة في الهواء بشكل ملحوظ نتيجةً لطول مدة الإشارات وتكرار تبادلها في هذه التطبيقات. ويمكن أيضًا حل مشكلة ازدحام القناة الناتجة عن تطوير شبكات LoRaWAN من خلال ترقية محطات LoRa واستبدال البوابات.
-
تحسين تغطية العمق الداخلي
إضافةً إلى توسيع سعة الشبكة، تُمكّن تقنية LR-FHSS من إنشاء نقاط طرفية داخلية أعمق ضمن نفس بنية الشبكة، مما يزيد من قابلية التوسع لمشاريع إنترنت الأشياء الكبيرة. على سبيل المثال، تُعدّ تقنية LoRa الخيار الأمثل في سوق العدادات الذكية العالمي، وسيؤدي تحسين التغطية الداخلية إلى تعزيز مكانتها.
تزايد عدد اللاعبين في مجال إنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية منخفضة الطاقة
تستمر مشاريع أقمار LoRa الصناعية في الظهور خارج البلاد
توقعت شركة ماكينزي أن تصل قيمة إنترنت الأشياء الفضائية إلى ما بين 560 و850 مليار دولار بحلول عام 2025، وهو على الأرجح السبب الرئيسي وراء سعي العديد من الشركات إلى دخول هذا السوق. وفي الوقت الراهن، اقترحت عشرات الشركات المصنعة خططًا لشبكات إنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية.
من منظور السوق الخارجية، يُعدّ إنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية مجالًا هامًا للابتكار في سوق إنترنت الأشياء. وقد شهدت تقنية LoRa، كجزء من إنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية منخفض الطاقة، عددًا من التطبيقات في الأسواق الخارجية.
في عام ٢٠١٩، بدأت شركتا سبيس لاكونا وميروميكو تجارب تجارية لمشروع إنترنت الأشياء عبر الأقمار الصناعية بتقنية LoRa، والذي طُبِّق بنجاح في مجالات الزراعة، والرصد البيئي، وتتبع الأصول في العام التالي. وباستخدام تقنية LoRaWAN، يمكن لأجهزة إنترنت الأشياء التي تعمل بالبطاريات إطالة عمرها التشغيلي وتوفير تكاليف التشغيل والصيانة.
دخلت IRNAS في شراكة مع Space Lacuna لاستكشاف استخدامات جديدة لتقنية LoRaWAN، بما في ذلك تتبع الحياة البرية في أنتاركتيكا والعوامات التي تستخدم شبكة LoRaWAN لنشر شبكات كثيفة من أجهزة الاستشعار في البيئة البحرية لدعم تطبيقات الإرساء والتجديف.
قامت شركة Swarm (التي استحوذت عليها شركة SpaceX) بدمج أجهزة LoRa من Semtech في حلول الاتصال الخاصة بها لتمكين الاتصال ثنائي الاتجاه بين الأقمار الصناعية في المدار الأرضي المنخفض. وقد فتح هذا المجال آفاقًا جديدة لاستخدامات إنترنت الأشياء (IoT) لشركة Swarm في مجالات مثل الخدمات اللوجستية والزراعة والسيارات المتصلة والطاقة.
دخلت شركة إنمارسات في شراكة مع شركة أكتيليتي لتشكيل شبكة إنمارسات لوراوان، وهي منصة تعتمد على شبكة إنمارسات إيليرا الأساسية والتي ستوفر مجموعة كبيرة من الحلول لعملاء إنترنت الأشياء في قطاعات تشمل الزراعة والطاقة والنفط والغاز والتعدين والخدمات اللوجستية.
في النهاية
لا يقتصر الأمر على وجود العديد من التطبيقات الناضجة للمشروع في الأسواق الخارجية فحسب، بل تسعى شركات مثل Omnispace وEchoStarMobile وLunark وغيرها الكثير إلى الاستفادة من شبكة LoRaWAN لتقديم خدمات إنترنت الأشياء بتكلفة أقل، وبسعة أكبر وتغطية أوسع.
على الرغم من أنه يمكن أيضًا استخدام تقنية LoRa لسد الفجوات في المناطق الريفية والمحيطات التي تفتقر إلى تغطية الإنترنت التقليدية، إلا أنها طريقة رائعة لمعالجة "إنترنت كل شيء".
مع ذلك، من منظور السوق المحلية، لا يزال تطور تقنية LoRa في هذا الجانب في مراحله الأولى. وبالمقارنة مع الأسواق الخارجية، تواجه هذه التقنية صعوبات أكبر: فمن ناحية الطلب، تتمتع شبكة إنمارسات بتغطية جيدة جدًا، ويمكن نقل البيانات في كلا الاتجاهين، لذا فهي ليست قوية؛ ومن ناحية التطبيق، لا تزال الصين محدودة نسبيًا، وتركز بشكل أساسي على مشاريع الحاويات. ونظرًا للأسباب المذكورة أعلاه، يصعب على شركات الأقمار الصناعية المحلية الترويج لتطبيقات LR-FHSS. أما من ناحية رأس المال، فإن مشاريع هذا النوع تعتمد بشكل كبير على المدخلات الرأسمالية نظرًا لتقلبات السوق، وكبر حجم المشاريع أو صغرها، وطول دوراتها.
تاريخ النشر: 18 أبريل 2022