Достижение недоступности с помощью спутникового Интернета вещей

Неудивительно, что сбор данных в некоторых из самых труднодоступных уголки планеты - это вызов, который с радостью возьмет на себя любой игрок в области Интернета вещей.
(Источник:LoRa Alliance)

Интернет вещей (IoT) - это сбор и чтение данных, а затем их использование для получения ценной информации, на которую можно будет действовать. Таким образом, Интернет вещей обладает огромным потенциалом для использования предприятиями возможности подключения в качестве ключа для превращения небольших зашифрованных сообщений в мощную информацию и принятия правильных решений, которые значительно улучшают производственные процессы, операции предприятия и эффективность сотрудников.

Поскольку почти все городские районы мира охвачены сетью мобильного широкополосного доступа, почти 85% населения имели доступ к сети 4G в конце 2020 года [1], поэтому доступ к любым данным в любое время может показаться решенным. Реальность такова, что в сельской местности все еще существуют пробелы. По данным глобальной технологической консалтинговой компании ABI Research, в 2019 году наземные сотовые сети покрывали только 20% общей поверхности Земли. Это создает значительные возможности для расширения возможностей подключения в областях, которые не используются в полной мере. Поскольку значительная часть массовых вариантов использования IoT требует глобального охвата в таких отраслях, как логистика, морское судоходство, управление флотом, мониторинг энергетики или окружающей среды, неудивительно, что сбор данных в некоторых из самых труднодоступных уголков планеты является сложной задачей. любой игрок IoT с радостью возьмется за дело.

Решение для дополнения наземных сетей заключается в спутниковых услугах Интернета вещей, которые используют спутники для своей транспортной сети. В то время как спутники разных форм и размеров и для различных целей используются уже более полувека, миниатюризация электроники позволила производителям и поставщикам решений теперь предлагать небольшие и дешевые спутники, которые идеально подходят для Интернета вещей с низкой пропускной способностью. Это позволяет недорогим датчикам с возможностью передачи данных на большие расстояния с низким энергопотреблением отправлять сообщения Интернета вещей из удаленной области непосредственно на спутниковый шлюз, минуя необходимость в новой дорогостоящей инфраструктуре фиксированного питания.

Семейство технологий, стандартов и интеллектуальных устройств, благодаря которым это происходит, известно под общим названием Low Power Wide Area Networks или LPWAN. Ожидается, что благодаря их быстрому внедрению за последнее десятилетие количество подключенных устройств вырастет с 13,9 млн в 2017 году до 1151 млн в 2023 году [2]. Какие LPWAN и, в частности, открытый стандарт LoRaWAN ^® вносит в системную среду экономичную гибкость. LoRaWAN использует нелицензированный радиочастотный спектр, который удовлетворяет требованиям приложений Интернета вещей, требующих большой дальности действия, низкой скорости передачи данных и низкого энергопотребления с устройствами сроком службы до 10 лет. Места и вещи, которые нельзя было рентабельно объединить в сеть, теперь легко доступны. Имея это в виду, возможности применения безграничны.

Рост популярности спутников Интернета вещей

Долгое время из-за дорогостоящих установок, высоких затрат на запуск спутников и низкой пропускной способности спутниковая технология использовалась как крайний вариант. Но все изменилось. Снижение полезной нагрузки спутников и затрат на запуск за последние пару лет позволило создать быстрорастущую массивную спутниковую экосистему IoT. Недавние исследования показывают многообещающие перспективы:к 2022 году мировой рынок спутниковой связи будет расти на 25% в год до 3,4 миллиарда долларов [3]. ABI Research объявила, что к 2024 году через спутник будет установлено 24 миллиона подключений к Интернету вещей.

В сочетании с улучшением экономических показателей и развитием технологий как в спутниковой емкости, так и в наземном сегменте, появление новых технологий и постоянно увеличивающиеся возможности спутниковых сетей сделали спутниковую транзитную связь привлекательным предложением во всем мире и во многих различных приложениях, которые требуют сетей передачи данных с высокой пропускной способностью. И это хорошо. Любое развертывание удаленной сети, будь то животноводческое хозяйство в центральной Австралии, кипящая пустыня в Мексике или российский Урал, не только представляет собой серьезную логистическую и дорогостоящую проблему, но и сопряжено с риском для безопасности человека. Опасные среды могут представлять угрозу для тех, кто строит и обслуживает инфраструктуру. Спутниковая технология значительно снижает эти риски.

Наряду с безразличием к негостеприимным территориям и экологическим ограничениям, спутники просты и безопасны в развертывании, обеспечивают стабильную надежность обслуживания и могут поддерживать существующие сотовые и несотовые технологии. Спутниковые и наземные сети имеют одинаковую емкость и энергопотребление устройств, а также имеют уникальную возможность для совместной работы через роуминг, гарантируя повсеместное покрытие в любое время.

LoRaWAN и спутник:изменение соотношения затрат и результатов

Чтобы спутник мог получать ценную информацию, он должен связаться с датчиком. Вот где в уравнение входит LoRaWAN. Хотя наземные сети LoRaWAN IoT были массово развернуты в более чем 165 странах, существует огромная экономическая отдача от инвестиций в удаленных неподключенных регионах, где спутниковые услуги могут быть более эффективными, чем частная сеть LoRaWAN. LoRaWAN может получить большой объем данных в различных сложных крупномасштабных промышленных мероприятиях, таких как морское машиностроение, мониторинг землетрясений и ирригация, просто задействуя небольшие недорогие датчики, которые устанавливают соединение со спутником. Примером может служить интеллектуальный удаленный мониторинг потока для гидроэлектростанций. Благодаря непрерывному мониторингу и удаленным данным в реальном времени исключается ручной сбор данных в дороге, что экономит время и деньги и значительно снижает риски для безопасности персонала. По сравнению с периодическим сбором данных вручную это решение сокращает время в пути на 80%.

Ранее упомянутое низкое энергопотребление устройств с поддержкой LoRaWAN позволяет батареям работать до 10 лет без обслуживания или необходимости вмешательства человека для их замены. Как это работает? В случае с грузовыми контейнерами, которые перемещаются на большие расстояния, большая часть которых находится вне досягаемости каких-либо соединений, существующие решения будут включать энергопотребляющие протоколы, такие как GPS. Благодаря связи со спутником, суда и их контейнеры всегда остаются на связи с сетью и могут передавать данные в режиме реального времени. Поскольку устройство с поддержкой LoRaWAN будет активным только при необходимости, пакеты данных можно отправлять с определенными интервалами. Таким образом, устройства не требуют регулярной подзарядки. Это очень экономичный метод, поскольку стоимость подзарядки трекера после каждой поездки типичного транспортного контейнера намного превышает стоимость устройства слежения или самих затрат на подключение.

Несмотря на значительный прогресс в устранении глобального разрыва в подключении, необходимо проделать работу, чтобы предоставить доступ миллионам людей и предприятий, которые все еще живут без подключения к Интернету. Несомненно то, что спутниковая технология изменит правила игры для целых отраслей, революционизируя способы доступа предприятий и их использования к данным от активов, независимо от того, где они развернуты, являются стационарными или перемещаются. Многие приложения уже доступны и будут разрабатываться в ближайшие годы, что сделает нас еще на шаг ближе к устойчивой планете, где местной экономике и сообществам помогает надежная передача данных в пригородные, сельские и отдаленные районы.

Ответ на поистине глобальное подключение к Интернету вещей - подняться к звездам немного выше.

Ссылки:

1. Сектор развития Международного союза электросвязи; Измерение цифрового развития:факты и цифры , 2020.
2. Рынок структурного мониторинга состояния по решениям (оборудование:датчики, система сбора данных; программное обеспечение и услуги), технологиям (проводным и беспроводным), конечным пользователям и географии - глобальный прогноз до 2022 года (сводка доступна здесь).
3. IoT Analytics. Обзор рынка LPWAN за 2018-2023 гг. Размер рынка и перспективы.