編集者: Ulink Media
2021年後半、英国の宇宙スタートアップ企業SpaceLacunaは、オランダのドウィンゲローにある電波望遠鏡を用いて、月からLoRa信号を反射させるという初の試みを行いました。これは、データ取得の品質という点で非常に印象的な実験であり、メッセージの1つには完全なLoRaWAN®フレームが含まれていました。
Lacuna Speedは、低軌道衛星群を利用して、SemtechのLoRa機器と地上ベースの無線周波数技術に統合されたセンサーから情報を受信します。衛星は高度500キロメートルで100分ごとに地球の両極上空を通過します。地球の自転に伴い、衛星は地球全体をカバーしています。衛星はLoRaWANを使用しているため、バッテリー寿命が長くなります。メッセージは地上局のネットワークを通過するまで短時間保存されます。その後、データは地上ネットワーク上のアプリケーションに中継されるか、Webベースのアプリケーションで閲覧できます。
今回、Lacuna Speedが送信したLoRa信号は2.44秒間持続し、同じチップで受信されました。伝播距離は約730,360キロメートルで、これはこれまでのLoRaメッセージ伝送の最長距離となる可能性があります。
LoRa技術に基づく衛星地上通信に関しては、2018年2月に開催されたTTN（TheThings Network）カンファレンスにおいて画期的な成果が達成され、衛星IoTへのLoRa適用の可能性が実証されました。ライブデモンストレーションでは、受信機が低軌道衛星からのLoRa信号を受信しました。
今日、LoRaやNB-IoTといった既存の低消費電力長距離IoT技術を活用し、IoTデバイスと地球周回軌道上の衛星間の直接通信を実現することは、低消費電力WAN市場の一部と言えるでしょう。これらの技術は、その商業的価値が広く認められるまでは、興味深いアプリケーションです。
SemtechはIoT接続における市場のギャップを埋めるためLR-FHSSを発売しました
Semtechは過去数年間LR-FHSSに取り組んでおり、2021年後半にLoRaプラットフォームへのLR-FHSSサポートの追加を正式に発表しました。
LR-FHSSはLongRange（周波数ホッピング・スペクトラム拡散）と呼ばれます。LoRaと同様に、感度、帯域幅サポートなど、LoRaとほぼ同等の性能を持つ物理層変調技術です。
LR-FHSSは理論上、数百万のエンドノードをサポートできるため、ネットワーク容量を大幅に向上させ、これまでLoRaWANの成長を制限してきたチャネル輻輳の問題を解決します。さらに、LR-FHSSは高い耐干渉性を備え、スペクトル効率を向上させることでパケット衝突を軽減し、アップリンク周波数ホッピング変調機能も備えています。
LR-FHSSの統合により、LoRaは高密度端末や大容量データパケットを扱うアプリケーションにより適しています。そのため、LR-FHSS機能を統合したLoRa衛星プログラムには、次のような多くの利点があります。
1. LoRaネットワークの10倍の端末容量にアクセスできます。
2. 伝送距離が長くなり、最大600～1600kmになります。
3. より強力な耐干渉性。
4. 管理・導入コストを含め、コスト削減を実現（追加ハードウェアの開発が不要、独自の衛星通信機能を利用可能）。
SemtechのLoRaSX1261、SX1262トランシーバー、LoRaEdge™プラットフォーム、そしてV2.1ゲートウェイリファレンスデザインは、既にlr-fhssでサポートされています。そのため、実際のアプリケーションでは、ソフトウェアのアップグレードやLoRa端末およびゲートウェイの交換によって、まずネットワーク容量と耐干渉性を向上させることができます。V2.1ゲートウェイが導入されているLoRaWANネットワークでは、事業者はゲートウェイファームウェアの簡単なアップグレードで新機能を有効化できます。
統合LR – FHSS
LoRaはアプリポートフォリオを拡大し続けています
IoT市場調査機関であるBergInsightは、衛星IoTに関する調査レポートを発表しました。データによると、COVID-19の悪影響にもかかわらず、世界の衛星IoTユーザー数は2020年に340万人に達しました。世界の衛星IoTユーザーは今後数年間、年平均成長率（CAGR）35.8%で成長し、2025年には1,570万人に達すると予測されています。
現在、世界で衛星通信サービスにアクセスできる地域はわずか10％であり、これは衛星IoTの開発に広範な市場空間を提供するとともに、低電力衛星IoTの機会も提供します。
LR-FHSSは、LoRaの世界的な展開を牽引するでしょう。LoRaプラットフォームへのLR-FHSSサポートの追加は、遠隔地へのより費用対効果の高いユビキタスな接続の提供を可能にするだけでなく、人口密集地域における大規模なIoT展開に向けた重要な一歩となります。これにより、LoRaの世界的な展開がさらに促進され、革新的なアプリケーションがさらに拡大します。
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衛星IoTサービスをサポート
LR-FHSSは、衛星が地球上の広大な遠隔地に接続することを可能にし、ネットワークがカバーしていない地域での測位とデータ伝送のニーズをサポートします。LoRaのユースケースとしては、野生生物の追跡、海上船舶のコンテナの位置特定、牧草地の家畜の位置特定、作物の収穫量を向上させるインテリジェント農業ソリューション、サプライチェーンの効率向上を目的としたグローバルな物流資産の追跡などが挙げられます。
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より頻繁なデータ交換のサポート
物流や資産追跡、スマートビルディングやスマートパーク、スマートホーム、スマートコミュニティといった既存のLoRaアプリケーションでは、信号長の延長と信号交換頻度の増加により、空中を流れるLoRa変調セマフォの数が大幅に増加します。LoRaWAN開発におけるチャネル輻輳の問題は、LoRa端末のアップグレードやゲートウェイの交換によって解決できます。
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屋内の奥行きカバレッジを強化
LR-FHSSは、ネットワーク容量の拡大に加え、同一ネットワークインフラ内でより深い屋内エンドノードの配置を可能にし、大規模IoTプロジェクトの拡張性を向上させます。例えば、LoRaは世界のスマートメーター市場で選ばれる技術であり、屋内カバレッジの強化はLoRaの地位をさらに強化するでしょう。
低電力衛星IoTのプレイヤーが増加
海外のLoRa衛星プロジェクトが続々登場
マッキンゼーは、宇宙ベースのIoTが2025年までに5,600億ドルから8,500億ドルの価値を持つと予測しており、これが多くの企業がこの市場を追い求めている主な理由でしょう。現在、数十社近くのメーカーが衛星IoTネットワーク計画を提案しています。
海外市場の観点から見ると、衛星IoTはIoT市場における重要なイノベーション分野です。低消費電力衛星IoT（IoT）技術の一つであるLoRaは、海外市場で多くの応用例が見られます。
2019年、Space LacunaとMiromicoはLoRa衛星IoTプロジェクトの商用試験を開始し、翌年には農業、環境モニタリング、資産追跡への適用に成功しました。LoRaWANを利用することで、バッテリー駆動のIoTデバイスの耐用年数を延ばし、運用・保守コストを削減できます。
IRNAS は Space Lacuna と提携して、南極の野生生物やブイを追跡し、係留アプリケーションやラフティングをサポートするために海洋環境に高密度のセンサー ネットワークを展開する LoRaWAN ネットワークを使用するなど、LoRaWAN 技術の新たな用途を模索しています。
Space Xが買収したSwarmは、SemtechのLoRaデバイスを自社の接続ソリューションに統合し、低軌道衛星間の双方向通信を可能にしました。これにより、Swarmは物流、農業、コネクテッドカー、エネルギーといった分野において、新たなIoT（モノのインターネット）活用シナリオを開拓しました。
Inmarsat は Actility と提携して Inmarsat LoRaWAN ネットワークを構築しました。これは、Inmarsat ELERA バックボーン ネットワークに基づくプラットフォームであり、農業、電力、石油・ガス、鉱業、物流などの分野の IoT 顧客に豊富なソリューションを提供します。
最後に
海外市場では、このプロジェクトの成熟したアプリケーションが数多く存在するだけでなく、Omnispace、EchoStarMobile、Lunarkなど多くの企業がLoRaWANネットワークを活用し、より低コストで大容量、より広範囲のカバレッジを備えたIoTサービスを提供しようとしています。
LoRa テクノロジーは、従来のインターネットがカバーされていない農村地域や海域のギャップを埋めるためにも使用できますが、「あらゆるもののインターネット」に対応するための優れた方法です。
しかし、国内市場の観点から見ると、LoRaのこの分野における発展はまだ初期段階にあります。海外と比較すると、より多くの困難に直面しています。需要面では、インマルサットネットワークのカバレッジが既に非常に良好で、双方向のデータ伝送が可能であるため、強力ではありません。応用面では、中国はまだ比較的限られており、主にコンテナプロジェクトに重点を置いています。上記の理由から、国内の衛星企業がLR-FHSSの応用を推進することは困難です。資金面では、このタイプのプロジェクトは、不確実性が大きく、プロジェクトの規模が大きく、サイクルが長いため、資本投入に大きく依存しています。
投稿日時: 2022年4月18日