Éditeur : Ulink Media
Au cours du second semestre 2021, la start-up spatiale britannique SpaceLacuna a utilisé pour la première fois un radiotélescope situé à Dwingeloo, aux Pays-Bas, pour renvoyer des données LoRa depuis la Lune. Cette expérience s'est avérée particulièrement impressionnante quant à la qualité des données captées, l'un des messages contenant même une trame LoRaWAN® complète.
Lacuna Speed utilise un ensemble de satellites en orbite basse pour recevoir des informations provenant de capteurs intégrant l'équipement LoRa de Semtech et une technologie radiofréquence terrestre. Le satellite survole les pôles terrestres toutes les 100 minutes à une altitude de 500 kilomètres. La rotation de la Terre assure une couverture complète du globe par les satellites. Le réseau LoRaWAN, utilisé par les satellites, permet d'économiser la batterie ; les messages sont stockés temporairement avant de transiter par un réseau de stations au sol. Les données sont ensuite relayées vers une application sur un réseau terrestre ou peuvent être consultées via une application web.
Cette fois, le signal LoRa envoyé par lacuna Speed a duré 2,44 secondes et a été reçu par la même puce, avec une distance de propagation d'environ 730 360 kilomètres, ce qui pourrait être la plus longue distance de transmission de message LoRa à ce jour.
En matière de communication satellite-sol basée sur la technologie LoRa, une étape importante a été franchie lors de la conférence TTN (TheThings Network) en février 2018, démontrant la faisabilité de LoRa pour l'Internet des objets par satellite. Lors d'une démonstration en direct, le récepteur a capté des signaux LoRa émis par un satellite en orbite basse.
Aujourd'hui, l'utilisation des technologies IoT longue portée et basse consommation existantes, telles que LoRa ou NB-IoT, pour assurer une communication directe entre les objets connectés et les satellites en orbite autour du globe, peut être considérée comme faisant partie du marché des réseaux étendus basse consommation (WAN). Ces technologies constituent une application intéressante en attendant que leur valeur commerciale soit largement reconnue.
Semtech lance LR-FHSS pour combler le manque de connectivité IoT sur le marché.
Semtech travaille sur LR-FHSS depuis quelques années et a officiellement annoncé l'ajout de la prise en charge de LR-FHSS à la plateforme LoRa fin 2021.
LR-FHSS signifie LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum (étalement de spectre par saut de fréquence). Comme LoRa, il s'agit d'une technologie de modulation de couche physique offrant des performances similaires, notamment en termes de sensibilité et de bande passante.
Le LR-FHSS est théoriquement capable de prendre en charge des millions de nœuds finaux, ce qui augmente considérablement la capacité du réseau et résout le problème de congestion du canal qui limitait auparavant le développement du LoRaWAN. De plus, le LR-FHSS présente une forte immunité aux interférences, atténue les collisions de paquets en améliorant l'efficacité spectrale et prend en charge la modulation par saut de fréquence en liaison montante.
Grâce à l'intégration de LR-FHSS, LoRa est mieux adapté aux applications à forte densité de terminaux et à gros paquets de données. Par conséquent, le programme satellite LoRa intégrant les fonctionnalités LR-FHSS présente de multiples avantages :
1. Il peut accéder à dix fois la capacité terminale du réseau LoRa.
2. La distance de transmission est plus longue, jusqu'à 600-1600 km ;
3. Protection anti-interférences renforcée ;
4. Des coûts réduits ont été obtenus, notamment en termes de coûts de gestion et de déploiement (aucun matériel supplémentaire n'a besoin d'être développé et ses propres capacités de communication par satellite sont disponibles).
Les émetteurs-récepteurs LoRaSX1261 et SX1262 de Semtech, les plateformes LoRaEdge™ et la passerelle de référence V2.1 sont déjà compatibles avec lr-fhss. Par conséquent, en pratique, la mise à jour logicielle et le remplacement du terminal et de la passerelle LoRa permettent d'améliorer la capacité du réseau et sa résistance aux interférences. Pour les réseaux LoRaWAN équipés d'une passerelle V2.1, les opérateurs peuvent activer cette nouvelle fonctionnalité via une simple mise à jour du firmware de la passerelle.
LR intégré – FHSS
LoRa continue d'enrichir son portefeuille d'applications.
BergInsight, un institut d'études de marché spécialisé dans l'Internet des objets, a publié un rapport sur l'IoT par satellite. Les données montrent que malgré l'impact négatif de la COVID-19, le nombre d'utilisateurs de l'IoT par satellite dans le monde a atteint 3,4 millions en 2020. Ce nombre devrait croître à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 35,8 % au cours des prochaines années, pour atteindre 15,7 millions en 2025.
Actuellement, seulement 10 % des régions du monde ont accès aux services de communication par satellite, ce qui offre un vaste marché pour le développement de l'Internet des objets par satellite ainsi qu'une opportunité pour l'Internet des objets par satellite à faible consommation d'énergie.
La norme LR-FHSS favorisera également le déploiement mondial de LoRa. L'intégration de la prise en charge de LR-FHSS à la plateforme LoRa permettra non seulement d'offrir une connectivité plus économique et omniprésente aux zones reculées, mais constituera également une avancée majeure vers le déploiement à grande échelle de l'IoT dans les zones densément peuplées. Elle contribuera à promouvoir le déploiement mondial de LoRa et à développer de nouvelles applications innovantes.
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Services d'assistance IoT par satellite
La technologie LR-FHSS permet aux satellites de se connecter à de vastes régions isolées du globe, répondant ainsi aux besoins de positionnement et de transmission de données des zones dépourvues de couverture réseau. Parmi les applications LoRa, on peut citer le suivi de la faune sauvage, la localisation des conteneurs sur les navires en mer, le suivi du bétail dans les pâturages, les solutions d'agriculture intelligente pour améliorer les rendements agricoles et le suivi des actifs de distribution mondiaux afin d'optimiser la chaîne d'approvisionnement.
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Prise en charge d'échanges de données plus fréquents
Dans les applications LoRa précédentes, telles que la logistique et le suivi des actifs, les bâtiments et parcs intelligents, les maisons intelligentes et les villes intelligentes, le nombre de sémaphores LoRa modulés en circulation augmente considérablement en raison de la plus grande portée et de la fréquence accrue des échanges de signaux. Le problème de congestion du canal qui en résulte avec le développement du LoRaWAN peut également être résolu par la mise à niveau des terminaux LoRa et le remplacement des passerelles.
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Améliorer la couverture en profondeur en intérieur
Outre l'augmentation de la capacité du réseau, la technologie LR-FHSS permet d'intégrer des nœuds terminaux plus profondément à l'intérieur des bâtiments au sein de la même infrastructure réseau, ce qui accroît l'évolutivité des grands projets IoT. LoRa, par exemple, est la technologie de référence sur le marché mondial des compteurs intelligents, et une couverture intérieure améliorée renforcera encore sa position.
De plus en plus d'acteurs dans l'Internet des objets par satellite à faible consommation
Les projets de satellites LoRa à l'étranger continuent d'émerger.
McKinsey prévoit que l'Internet des objets spatial pourrait représenter entre 560 et 850 milliards de dollars d'ici 2025, ce qui explique probablement l'engouement des entreprises pour ce marché. À l'heure actuelle, plusieurs dizaines de fabricants ont présenté des projets de réseaux IoT par satellite.
Du point de vue des marchés internationaux, l'IoT par satellite représente un axe d'innovation majeur. La technologie LoRa, composante de l'Internet des objets par satellite basse consommation, a déjà trouvé de nombreuses applications à l'étranger.
En 2019, Space Lacuna et Miromico ont lancé des essais commerciaux du projet IoT par satellite LoRa, qui a été appliqué avec succès à l'agriculture, à la surveillance environnementale et au suivi des actifs dès l'année suivante. Grâce à LoRaWAN, les appareils IoT alimentés par batterie peuvent prolonger leur durée de vie et réduire leurs coûts d'exploitation et de maintenance.
IRNAS s'est associé à Space Lacuna pour explorer de nouvelles utilisations de la technologie LoRaWAN, notamment le suivi de la faune en Antarctique et l'utilisation du réseau LoRaWAN pour déployer des réseaux denses de capteurs dans le milieu marin afin de soutenir les applications d'amarrage et de rafting.
Swarm (rachetée par SpaceX) a intégré les dispositifs LoRa de Semtech à ses solutions de connectivité afin de permettre une communication bidirectionnelle entre les satellites en orbite terrestre basse. Cette intégration ouvre de nouveaux scénarios d'utilisation de l'Internet des objets (IoT) pour Swarm dans des domaines tels que la logistique, l'agriculture, les véhicules connectés et l'énergie.
Inmarsat s'est associé à Actility pour former le réseau Inmarsat LoRaWAN, une plateforme basée sur le réseau dorsal Inmarsat ELERA qui fournira une multitude de solutions aux clients IoT dans des secteurs tels que l'agriculture, l'énergie, le pétrole et le gaz, les mines et la logistique.
À la fin
Sur le marché international, le projet LoRaWAN compte de nombreuses applications matures. Omnispace, EchoStarMobile, Lunark et bien d'autres cherchent à tirer parti du réseau LoRaWAN pour proposer des services IoT à moindre coût, avec une capacité accrue et une couverture plus étendue.
Bien que la technologie LoRa puisse également être utilisée pour combler les lacunes en matière de couverture Internet traditionnelle dans les zones rurales et les océans, elle constitue un excellent moyen d'aborder la question de « l'Internet de tout ».
Cependant, du point de vue du marché intérieur, le développement de LoRa dans ce domaine est encore balbutiant. Comparé à l'étranger, il rencontre davantage de difficultés : du côté de la demande, la couverture du réseau Inmarsat est déjà très performante et la transmission de données bidirectionnelle est possible, ce qui limite son expansion ; en termes d'applications, la Chine reste relativement restreinte, se concentrant principalement sur les projets de conteneurs. Pour ces raisons, il est difficile pour les entreprises satellitaires chinoises de promouvoir l'utilisation de la technologie LR-FHSS. En termes de financement, les projets de ce type sont fortement dépendants des investissements initiaux en raison des fortes incertitudes, de la taille variable des projets et des longs cycles de réalisation.
Date de publication : 18 avril 2022