物聯網正在(zai)迅速擴大對(dui)生(sheng)(sheng)活的(de)(de)(de)(de)許多(duo)方(fang)面的(de)(de)(de)(de)影響，包括商業、物(wu)(wu)(wu)流(liu)和(he)(he)日(ri)常活動(dong)。在(zai)更(geng)(geng)新(xin)、更(geng)(geng)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)技術(shu)、更(geng)(geng)節能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)產品和(he)(he)通信技術(shu)的(de)(de)(de)(de)幫助下(xia)，令人興奮的(de)(de)(de)(de)新(xin)用例(li)正在(zai)不斷增(zeng)加(jia)。事實上，物(wu)(wu)(wu)聯(lian)網似乎將(jiang)成為未來幾年最重要的(de)(de)(de)(de)技術(shu)之(zhi)(zhi)一(yi)。能(neng)(neng)(neng)夠跟蹤事物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)材料、監控(kong)資產和(he)(he)環境條(tiao)件(jian)，以及實現更(geng)(geng)有效和(he)(he)更(geng)(geng)有創造性(xing)的(de)(de)(de)(de)醫療(liao)保健(jian)解決方(fang)案，這些都是使(shi)用智(zhi)能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)物(wu)(wu)(wu)聯(lian)網的(de)(de)(de)(de)好(hao)處。自動(dong)化(hua)還可(ke)(ke)以減少運(yun)營費用。除了數據收集之(zhi)(zhi)外， 物(wu)(wu)(wu)聯(lian)網還可(ke)(ke)以形成一(yi)個生(sheng)(sheng)態(tai)系(xi)統(tong)。在(zai)該生(sheng)(sheng)態(tai)系(xi)統(tong)中(zhong)，聯(lian)合與合作對(dui)于簡(jian)化(hua)程序和(he)(he)增(zeng)強可(ke)(ke)靠性(xing)至關重要。
其他已經取(qu)得長足進步的(de)開發技(ji)術(shu)(shu)(shu)，如機器學習(xi)或邊緣計算，有望(wang)在(zai)這種情況下很好地集成(cheng)并提供(gong)(gong)顯著價值。電信(xin)供(gong)(gong)應商和企(qi)業(ye)正在(zai)尋找基于物聯(lian)(lian)網(wang)的(de)綜合全球覆蓋解決方(fang)案，目標是(shi)將(jiang)物聯(lian)(lian)網(wang)提供(gong)(gong)的(de)優勢擴展到由(you)于技(ji)術(shu)(shu)(shu)或經濟(ji)原(yuan)因通常無法提供(gong)(gong)的(de)地理區域。對(dui)于許多不(bu)同的(de)行業(ye)，包括(kuo)運輸(shu)、車(che)隊管理、物流(liu)、太陽能(neng)、石(shi)油和天然氣開采、海上監控、公用(yong)(yong)事(shi)業(ye)、智能(neng)計量、農業(ye)、環(huan)境監測、采礦(kuang)等(deng)，物聯(lian)(lian)網(wang)運營在(zai)網(wang)絡連接低(di)或無連接的(de)偏遠地區確(que)實非常重要。這一觀點表明，最(zui)佳的(de)行動方(fang)案是(shi)使用(yong)(yong)基于衛星的(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)，可以與(yu)當前的(de)物聯(lian)(lian)網(wang)地面(mian)網(wang)絡相(xiang)結合。
因(yin)此，衛(wei)星正在發揮(hui)獨特和(he)關鍵的(de)功能，將陸(lu)地(di)(di)網絡無(wu)法獲得或無(wu)法到(dao)達(da)的(de)偏(pian)遠地(di)(di)理地(di)(di)區帶入這(zhe)個生態系統，如偏(pian)遠的(de)陸(lu)地(di)(di)和(he)近海(hai)。
物聯網連接對衛星的需求
物聯(lian)網(wang)(IoT)，正以指(zhi)數級的(de)(de)(de)(de)(de)速度擴張。隨著(zhu)越來越多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備聯(lian)網(wang)，包(bao)括昂貴的(de)(de)(de)(de)(de)農用(yong)設(she)(she)備和家用(yong)恒溫器，消費(fei)者(zhe)可以訪(fang)問大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)數據源，幫助其提供(gong)更好的(de)(de)(de)(de)(de)服務，并(bing)負責任地管(guan)理環(huan)境。隨著(zhu)通信技術的(de)(de)(de)(de)(de)每(mei)次(ci)迭代(dai)，覆蓋(gai)范圍并(bing)沒(mei)有(you)顯著(zhu)提高。在(zai)3G網(wang)絡(luo)仍然無(wu)效的(de)(de)(de)(de)(de)偏遠地區(qu)和農村(cun)地區(qu)，5G網(wang)絡(luo)可能在(zai)同一地區(qu)也(ye)無(wu)效。盡管(guan)像LoRaWAN(遠程廣(guang)(guang)域網(wang)絡(luo))這樣的(de)(de)(de)(de)(de)低功耗廣(guang)(guang)域網(wang)絡(luo)正在(zai)迅速增加，但總會有(you)一些地方(fang)難(nan)以到(dao)達或經濟(ji)上不可行。為(wei)了在(zai)特定的(de)(de)(de)(de)(de)垂(chui)直(zhi)市場領域提供(gong)急需的(de)(de)(de)(de)(de)服務，這些區(qu)域將繼續見證通過互聯(lian)網(wang)和近地軌道衛(wei)星連接設(she)(she)備和設(she)(she)備的(de)(de)(de)(de)(de)巨大(da)需求。
憑借其(qi)廣泛的覆蓋(gai)范圍(wei)，衛星(xing)通信對于物聯(lian)網變(bian)得至關重(zhong)要。單(dan)(dan)個(ge)(ge)衛星(xing)網絡有能力有效地覆蓋(gai)整(zheng)個(ge)(ge)地球(qiu)。這意味著單(dan)(dan)個(ge)(ge)設備在(zai)全球(qiu)旅行(xing)時可以繼續使用單(dan)(dan)個(ge)(ge)網絡和單(dan)(dan)個(ge)(ge)連(lian)接(jie)類型。衛星(xing)在(zai)蜂窩或Wi-Fi等其(qi)他通信方式無法到達(da)的偏(pian)遠地區，以及在(zai)基礎設施(shi)薄弱或不(bu)存在(zai)的地區，如海洋中部(bu)，具有優勢(shi)。
LoRa用于衛星連接和物聯網設備
一家(jia)名為(wei)Semtech的企業開發了(le)LoRa技(ji)術，這是(shi)一種專門為(wei)遠(yuan)程(cheng)、低功(gong)耗通(tong)信創建的新(xin)型(xing)無線協議。遠(yuan)程(cheng)無線電(LoRa)主要針對M2M(機器對機器)和物聯網(wang)(wang)網(wang)(wang)絡。在這項技(ji)術的幫助下，許多運行(xing)在同一網(wang)(wang)絡上的應用程(cheng)序將能夠通(tong)過公共或多租戶網(wang)(wang)絡連接。
一個(ge)LoRa網(wang)關(guan)可(ke)以(yi)管理的節點數(shu)高達數(shu)百萬個(ge)。由(you)于信號可(ke)以(yi)在(zai)所需基(ji)礎設施很少的情況下長距離傳輸，因此構建(jian)一個(ge)網(wang)絡(luo)既便宜又快(kuai)速。為了延長節點的電池壽(shou)命和增加網(wang)絡(luo)容量，LoRa還(huan)包(bao)(bao)括(kuo)可(ke)調節的數(shu)據速率算法。LoRa協議具有(you)多個(ge)用于安全通(tong)信的層(ceng)次，包(bao)(bao)括(kuo)網(wang)絡(luo)、應用程序(xu)和設備級別的加密(mi)。
現(xian)在，通過LoRaWAN(遠程廣域(yu)網(wang))將地(di)(di)面網(wang)絡與(yu)全球衛(wei)(wei)星(xing)連接(jie)起來既(ji)簡單(dan)又經濟。最近，Senet、Wyld Networks、Eutelsat Communications和TrakAssure的(de)聯盟，將LoRaWAN低地(di)(di)球軌道衛(wei)(wei)星(xing)星(xing)座(zuo)拉平。這(zhe)一戰略展示了LoRaWan標準(zhun)如何(he)仍(reng)可用于(yu)增加全球衛(wei)(wei)星(xing)連接(jie)。世界各地(di)(di)的(de)客(ke)戶現(xian)在可以使用集成的(de)、更具互操(cao)作性的(de)地(di)(di)面和衛(wei)(wei)星(xing)LoRaWAN網(wang)絡連接(jie)。
使用LoRa進行衛星連接和物聯網設備的好處
物聯(lian)網的(de)主(zhu)要問題(ti)是(shi)成本(ben)和能源效(xiao)率。這(zhe)兩者的(de)效(xiao)率變得更(geng)(geng)加難以實現，尤其是(shi)與遠(yuan)程衛星(xing)通信(xin)相比，后(hou)者需要在更(geng)(geng)遠(yuan)距離上提供更(geng)(geng)大的(de)功率。
好(hao)消息(xi)是(shi)LoRa是(shi)一個簡單的解決方案，可以(yi)幫(bang)助(zhu)克服這(zhe)些困難(nan)。這(zhe)是(shi)因為(wei)LoRa更便宜、耗電更少(shao)、擴(kuo)展(zhan)范圍更廣以(yi)及帶(dai)寬更低(di)。由于(yu)LoRaWAN安裝(zhuang)簡單且低(di)功耗，大多數企(qi)業(ye)都(dou)將其作(zuo)為(wei)基于(yu)衛星的物聯網設備(bei)的最(zui)佳選擇。
為了(le)允許衛星連(lian)接(jie)，LoRaWAN標準現(xian)在(zai)包含LR-FHSS參(can)數(shu)。此設(she)置使(shi)得(de)LoRaWAN能夠有(you)效地與全球不同的衛星進(jin)行通信。使(shi)用LR-FHSS(遠(yuan)程(cheng)跳(tiao)頻擴頻)，LoRa變得(de)更加(jia)可靠，在(zai)LoRaWAN連(lian)接(jie)過程(cheng)中可以使(shi)用多(duo)個(ge)頻段進(jin)行單次傳輸。此外，該參(can)數(shu)不太容易受到重要的遠(yuan)程(cheng)通信參(can)數(shu)的影(ying)響，如增加(jia)的容量和本地干擾。
實現與衛星物聯網的遠程連接需求
目前，物聯(lian)網正獲(huo)得(de)巨大的發展勢頭，并被幾乎(hu)所有(you)可能連(lian)接互聯(lian)網的地(di)方所利(li)用(yong)。在(zai)(zai)一(yi)些涉及偏遠地(di)區(qu)的應用(yong)中，只(zhi)要滿(man)足遠程和一(yi)致連(lian)接的要求，部署這(zhe)樣的技術對消(xiao)費者來說是一(yi)件好事。這(zhe)為(wei)衛(wei)星物聯(lian)網技術在(zai)(zai)未來的發展鋪平了道路，盡(jin)管(guan)目前也(ye)存在(zai)(zai)與之相(xiang)關的巨大挑(tiao)戰(zhan)。
