Éditeur : Ulink Media
Au second semestre 2021, la start-up spatiale britannique SpaceLacuna a utilisé pour la première fois un radiotélescope à Dwingeloo, aux Pays-Bas, pour réfléchir les données LoRa depuis la Lune. L'expérience a été impressionnante en termes de qualité de capture des données, l'un des messages contenant même une image LoRaWAN® complète.
Lacuna Speed utilise un ensemble de satellites en orbite basse pour recevoir des informations provenant de capteurs intégrés à l'équipement LoRa de Semtech et à la technologie radiofréquence terrestre. Le satellite survole les pôles terrestres toutes les 100 minutes à une altitude de 500 kilomètres. Grâce à la rotation de la Terre, les satellites couvrent le globe. Le réseau LoRaWAN est utilisé par les satellites, ce qui permet d'économiser la batterie. Les messages sont stockés pendant une courte période jusqu'à leur transit par un réseau de stations terrestres. Les données sont ensuite relayées vers une application sur un réseau terrestre ou consultables sur 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 messages 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, prouvant la possibilité d'appliquer LoRa à l'Internet des objets par satellite. Lors d'une démonstration en direct, le récepteur a capté les signaux LoRa d'un satellite en orbite basse.
Aujourd'hui, l'exploitation des technologies IoT longue portée à faible consommation d'énergie, telles que LoRa ou NB-IoT, pour assurer une communication directe entre les appareils IoT et les satellites en orbite autour du globe peut être considérée comme faisant partie du marché des WAN à faible consommation. Ces technologies constituent une application intéressante en attendant que leur valeur commerciale soit largement reconnue.
Semtech a lancé LR-FHSS pour combler le vide du marché en matière de connectivité IoT
Semtech travaille sur LR-FHSS depuis quelques années et a officiellement annoncé l'ajout du support LR-FHSS à la plate-forme LoRa fin 2021.
LR-FHSS est une technologie de modulation à étalement de spectre à sauts de fréquence (LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum). Comme LoRa, il s'agit d'une technologie de modulation de couche physique offrant des performances similaires à LoRa, notamment en termes de sensibilité, de bande passante, etc.
Le LR-FHSS est théoriquement capable de prendre en charge des millions de nœuds terminaux, ce qui augmente considérablement la capacité du réseau et résout le problème de congestion des canaux qui limitait auparavant la croissance du LoRaWAN. De plus, le LR-FHSS offre une excellente protection contre les interférences, réduit les collisions de paquets en améliorant l'efficacité spectrale et dispose d'une capacité de modulation par saut de fréquence en liaison montante.
Grâce à l'intégration du LR-FHSS, LoRa est plus adapté aux applications impliquant des terminaux denses et des paquets de données volumineux. Par conséquent, le programme satellite LoRa intégrant les fonctionnalités LR-FHSS présente de nombreux 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. Anti-interférence renforcée ;
4. Des coûts plus faibles ont été obtenus, y compris les 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 et les plateformes LoRaEdgeTM de Semtech, ainsi que la passerelle de référence V2.1, sont déjà pris en charge par lr-fhss. Par conséquent, dans les applications pratiques, la mise à niveau logicielle et le remplacement du terminal et de la passerelle LoRa peuvent améliorer la capacité du réseau et sa capacité anti-interférence. Pour les réseaux LoRaWAN dotés d'une passerelle V2.1, les opérateurs peuvent activer cette nouvelle fonctionnalité par une simple mise à niveau du firmware de la passerelle.
LR intégré – FHSS
LoRa continue d'élargir son portefeuille d'applications
BergInsight, institut d'études de marché spécialisé dans l'Internet des objets (IoT), a publié un rapport de recherche sur l'IoT par satellite. Les données montrent que, malgré l'impact négatif de la COVID-19, le nombre d'utilisateurs d'IoT par satellite dans le monde a atteint 3,4 millions en 2020. Le nombre d'utilisateurs d'IoT par satellite dans le monde 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 large espace de marché pour le développement de l'IoT par satellite ainsi qu'une opportunité pour l'IoT par satellite à faible consommation.
Le LR-FHSS favorisera également le déploiement de LoRa à l'échelle mondiale. L'ajout du support LR-FHSS à la plateforme LoRa permettra non seulement d'offrir une connectivité omniprésente et plus économique aux zones reculées, mais marquera également une étape importante vers le déploiement de l'IoT à grande échelle dans les zones densément peuplées. Il favorisera le déploiement mondial de LoRa et le développement d'applications innovantes :
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Prise en charge des services IoT par satellite
Le LR-FHSS permet aux satellites de se connecter à de vastes zones reculées du globe, répondant ainsi aux besoins de positionnement et de transmission de données des zones sans couverture réseau. Les applications LoRa incluent le suivi de la faune sauvage, la localisation de conteneurs sur les navires en mer, la localisation du bétail dans les pâturages, les solutions d'agriculture intelligente pour améliorer le rendement des cultures et le suivi des actifs de distribution mondiaux pour optimiser l'efficacité de 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 communautés intelligentes, le nombre de sémaphores modulés LoRa dans l'air augmentera considérablement en raison de signaux plus longs et d'échanges de signaux plus fréquents. Le problème de congestion des canaux résultant du développement du réseau LoRaWAN peut également être résolu en modernisant les terminaux LoRa et en remplaçant les passerelles.
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Améliorer la couverture en profondeur intérieure
Outre l'augmentation de la capacité du réseau, la technologie LR-FHSS permet d'intégrer des nœuds terminaux intérieurs plus profonds au sein d'une même infrastructure réseau, augmentant ainsi 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 prédit que l'IdO spatial pourrait représenter entre 560 et 850 milliards de dollars d'ici 2025, ce qui explique probablement pourquoi tant d'entreprises se lancent à la conquête de ce marché. À l'heure actuelle, près de dizaines de fabricants ont proposé des projets de mise en réseau IdO par satellite.
Du point de vue du marché international, l'IoT par satellite constitue un domaine d'innovation majeur. LoRa, qui fait partie de l'Internet des objets par satellite basse consommation, a connu de nombreuses applications sur les marchés internationaux :
En 2019, Space Lacuna et Miromico ont lancé les essais commerciaux du projet IoT du satellite LoRa, qui a été appliqué avec succès à l'agriculture, à la surveillance environnementale et au suivi des actifs 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.
L'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 des bouées utilisant le réseau LoRaWAN pour déployer des réseaux denses de capteurs dans l'environnement marin afin de prendre en charge les applications d'amarrage et de rafting.
Swarm (acquis par Space X) a intégré les dispositifs LoRa de Semtech à ses solutions de connectivité pour permettre la communication bidirectionnelle entre les satellites en orbite basse. Swarm a ainsi ouvert de nouveaux scénarios d'utilisation de l'Internet des objets (IoT) dans des domaines tels que la logistique, l'agriculture, les voitures connectées et l'énergie.
Inmarsat s'est associé à Actility pour former le réseau Inmarsat LoRaWAN, une plate-forme 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, l'exploitation minière et la logistique.
À la fin
Sur le marché international, le projet est largement utilisé. Omnispace, EchoStarMobile, Lunark et bien d'autres tentent d'exploiter le 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 dans les zones rurales et les océans qui manquent de couverture Internet traditionnelle, elle constitue un excellent moyen de répondre à « l’Internet de tout ».
Cependant, sur le marché intérieur, le développement de LoRa dans ce domaine n'en est qu'à ses balbutiements. Comparé à l'étranger, il rencontre davantage de difficultés : côté demande, la couverture du réseau Inmarsat est déjà très bonne et les données peuvent être transmises dans les deux sens, ce qui la rend peu performante. En termes d'application, la Chine reste relativement limitée, se concentrant principalement sur les projets de conteneurs. Compte tenu de ces facteurs, il est difficile pour les entreprises nationales de satellites de promouvoir l'application du LR-FHSS. En termes de capital, les projets de ce type dépendent largement de l'apport de capitaux en raison d'importantes incertitudes, de la taille des projets et de la longueur des cycles.
Date de publication : 18 avril 2022