편집자: Ulink 미디어
2021년 하반기 영국 우주 스타트업 스페이스라쿠나(SpaceLacuna)는 LoRa를 달에서 반사시키기 위해 네덜란드 드윙겔루(Dwingeloo)에서 처음으로 전파망원경을 사용했다. 메시지 중 하나에 완전한 LoRaWAN® 프레임이 포함되어 있었기 때문에 이는 데이터 캡처 품질 측면에서 확실히 인상적인 실험이었습니다.
Lacuna Speed는 저궤도 위성 세트를 사용하여 Semtech의 LoRa 장비 및 지상 기반 무선 주파수 기술과 통합된 센서로부터 정보를 수신합니다. 위성은 고도 500km에서 100분마다 지구의 극 위를 맴돌고 있습니다. 지구가 자전하면서 위성이 지구를 덮습니다. LoRaWAN은 위성에서 사용되므로 배터리 수명이 절약되며 메시지는 지상국 네트워크를 통과할 때까지 짧은 시간 동안 저장됩니다. 그런 다음 데이터는 지상파 네트워크의 애플리케이션으로 중계되거나 웹 기반 애플리케이션에서 볼 수 있습니다.
이번에 라쿠나 스피드가 보낸 LoRa 신호는 2.44초 동안 지속돼 같은 칩으로 수신됐다. 전파 거리는 약 730,360㎞로 지금까지의 LoRa 메시지 전송 거리 중 가장 길다.
LoRa 기술을 기반으로 한 위성-지상 통신 분야에서는 2018년 2월 TTN(TheThings Network) 컨퍼런스에서 획기적인 성과를 거두며 위성 사물인터넷에 LoRa의 적용 가능성을 입증했습니다. 실시간 시연 중에 수신기는 저궤도 위성에서 LoRa 신호를 포착했습니다.
오늘날 LoRa 또는 NB-IoT와 같은 기존 저전력 장거리 IoT 기술을 활용하여 IoT 장치와 전 세계 궤도에 있는 위성 간의 직접 통신을 제공하는 것은 저전력 WAN 시장의 일부로 간주될 수 있습니다. 이러한 기술은 상업적 가치가 널리 받아들여지기 전까지는 흥미로운 응용 분야입니다.
Semtech, IoT 연결 시장 격차 해소 위해 LR-FHSS 출시
Semtech는 지난 몇 년 동안 LR-FHSS 작업을 진행해 왔으며 2021년 말 LoRa 플랫폼에 LR-FHSS 지원을 추가한다고 공식 발표했습니다.
LR-FHSS는 LongRange(주파수 호핑 확산 스펙트럼)라고 합니다. LoRa와 마찬가지로 감도, 대역폭 지원 등 LoRa와 거의 동일한 성능을 갖춘 물리 계층 변조 기술입니다.
LR-FHSS는 이론적으로 수백만 개의 엔드 노드를 지원할 수 있어 네트워크 용량을 크게 늘리고 이전에 LoRaWAN의 성장을 제한했던 채널 정체 문제를 해결합니다. 또한 LR-FHSS는 간섭 방지 기능이 뛰어나고 스펙트럼 효율성을 향상하여 패킷 충돌을 완화하며 업링크 주파수 호핑 변조 기능을 갖추고 있습니다.
LR-FHSS의 통합으로 LoRa는 밀도가 높은 단말기와 대용량 데이터 패킷이 있는 애플리케이션에 더 적합합니다. 따라서 LR-FHSS 기능이 통합된 LoRa 위성 프로그램에는 다음과 같은 여러 가지 장점이 있습니다.
1. LoRa 네트워크의 단말 용량의 10배에 액세스할 수 있습니다.
2. 전송 거리는 최대 600-1600km로 더 길어집니다.
3. 더 강한 간섭 방지;
4. 관리 및 배포 비용을 포함하여 비용이 절감되었습니다(추가 하드웨어를 개발할 필요가 없으며 자체 위성 통신 기능을 사용할 수 있음).
Semtech의 LoRaSX1261, SX1262 트랜시버 및 LoRaEdgeTM 플랫폼과 V2.1 게이트웨이 참조 설계는 이미 lr-fhss에서 지원됩니다. 따라서 실제 응용 분야에서 LoRa 단말기와 게이트웨이의 소프트웨어 업그레이드 및 교체는 먼저 네트워크 용량과 간섭 방지 기능을 향상시킬 수 있습니다. V2.1 게이트웨이가 배포된 LoRaWAN 네트워크의 경우 운영자는 간단한 게이트웨이 펌웨어 업그레이드를 통해 새로운 기능을 활성화할 수 있습니다.
통합 LR – FHSS
LoRa는 계속해서 앱 포트폴리오를 확장하고 있습니다.
사물인터넷 시장조사기관 버그인사이트(BergInsight)가 위성 IoT에 관한 연구보고서를 발표했다. 데이터에 따르면 코로나19의 부정적인 영향에도 불구하고 전 세계 위성 IoT 사용자 수는 2020년에 여전히 340만 명으로 증가했습니다. 전 세계 위성 IoT 사용자는 향후 몇 년 동안 연평균 35.8% 증가하여 1,570만 명에 이를 것으로 예상됩니다. 2025년에.
현재 전 세계 지역의 10%만이 위성 통신 서비스에 접근할 수 있으며, 이는 위성 IoT 개발을 위한 광범위한 시장 공간과 저전력 위성 IoT에 대한 기회를 제공합니다.
LR-FHSS는 또한 전 세계적으로 LoRa 배포를 촉진할 것입니다. LoRa 플랫폼에 LR-FHSS에 대한 지원을 추가하면 원격 지역에 보다 비용 효율적이고 유비쿼터스 연결을 제공하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 인구 밀도가 높은 지역에 대규모 IoT 배포를 향한 중요한 단계가 될 것입니다. LoRa의 글로벌 배포를 더욱 촉진하고 혁신적인 애플리케이션을 더욱 확장할 것입니다.
-
위성 IoT 서비스 지원
LR-FHSS를 사용하면 위성을 전 세계의 광대한 원격 지역에 연결할 수 있어 네트워크 범위가 없는 지역의 위치 확인 및 데이터 전송 요구 사항을 지원할 수 있습니다. LoRa 사용 사례에는 야생 동물 추적, 해상 선박의 컨테이너 위치 찾기, 목초지에서 가축 찾기, 작물 수확량 개선을 위한 지능형 농업 솔루션, 공급망 효율성 개선을 위한 글로벌 유통 자산 추적 등이 포함됩니다.
-
보다 빈번한 데이터 교환 지원
물류 및 자산 추적, 스마트 빌딩 및 공원, 스마트 홈, 스마트 커뮤니티와 같은 이전 LoRa 애플리케이션에서는 이러한 애플리케이션에서 더 긴 신호와 더 빈번한 신호 교환으로 인해 공중에서 LoRa 변조 세마포어 수가 크게 증가합니다. LoRaWAN 개발로 인해 발생하는 채널 정체 문제는 LoRa 단말기를 업그레이드하고 게이트웨이를 교체함으로써 해결할 수도 있습니다.
-
실내 깊이 범위 향상
네트워크 용량 확장 외에도 LR-FHSS는 동일한 네트워크 인프라 내에서 더 깊은 실내 엔드 노드를 활성화하여 대규모 IoT 프로젝트의 확장성을 높입니다. 예를 들어 LoRa는 글로벌 스마트 미터 시장에서 선택되는 기술이며, 향상된 실내 커버리지로 인해 LoRa의 입지는 더욱 강화될 것입니다.
저전력 위성 사물 인터넷 분야의 플레이어가 점점 더 많아지고 있습니다.
해외 LoRa 위성 프로젝트 계속 등장
McKinsey는 우주 기반 IoT의 가치가 2025년까지 5,600억 달러에서 8,500억 달러에 달할 것으로 예측했는데, 이것이 아마도 수많은 기업이 시장을 쫓는 주된 이유일 것입니다. 현재 거의 수십 개의 제조업체가 위성 IoT 네트워킹 계획을 제안했습니다.
해외 시장의 관점에서 위성 IoT는 IoT 시장 혁신의 중요한 영역이다. 저전력 위성 사물 인터넷의 일부인 LoRa는 해외 시장에서 다양한 응용 분야를 확인했습니다.
2019년 Space Lacuna와 Miromico는 LoRa 위성 IoT 프로젝트의 상업 시험을 시작했으며 이 프로젝트는 이듬해 농업, 환경 모니터링 또는 자산 추적에 성공적으로 적용되었습니다. LoRaWAN을 사용하면 배터리 구동 IoT 장치의 서비스 수명을 연장하고 운영 및 유지 관리 비용을 절감할 수 있습니다.
IRNAS는 Space Lacuna와 제휴하여 남극의 야생 동물을 추적하고 LoRaWAN의 네트워크를 사용하여 부표를 추적하여 해양 환경에 조밀한 센서 네트워크를 배치하여 계류 응용 프로그램과 래프팅을 지원하는 등 LoRaWAN 기술의 새로운 용도를 모색했습니다.
Swarm(Space X에서 인수)은 Semtech의 LoRa 장치를 연결 솔루션에 통합하여 저궤도 위성 간의 양방향 통신을 가능하게 했습니다. 물류, 농업, 커넥티드 카, 에너지 등의 분야에서 Swarm을 위한 새로운 사물 인터넷(IoT) 사용 시나리오를 열었습니다.
Inmarsat은 Actility와 제휴하여 Inmarsat ELERA 백본 네트워크를 기반으로 하는 플랫폼인 Inmarsat LoRaWAN 네트워크를 구성했습니다. 이 플랫폼은 농업, 전력, 석유 및 가스, 광업 및 물류를 포함한 분야의 IoT 고객에게 풍부한 솔루션을 제공할 것입니다.
결국
해외 시장 전반에 걸쳐 이 프로젝트의 성숙한 응용 프로그램이 많지 않습니다. Omnispace, EchoStarMobile, Lunark 등 많은 업체에서는 LoRaWAN의 네트워크를 활용하여 더 큰 용량과 더 넓은 적용 범위를 통해 더 저렴한 비용으로 IoT 서비스를 제공하려고 노력하고 있습니다.
LoRa 기술은 전통적인 인터넷 범위가 부족한 시골 지역과 바다의 격차를 메우는 데에도 사용할 수 있지만 "모든 것의 인터넷"을 다루는 훌륭한 방법입니다.
그러나 국내 시장의 관점에서 볼 때 이러한 측면에서 LoRa의 발전은 아직 초기 단계입니다. 해외와 비교하면 더 많은 어려움에 직면해 있습니다. 수요 측면에서 인말새트 네트워크 범위는 이미 매우 좋으며 데이터를 양방향으로 전송할 수 있으므로 강력하지 않습니다. 적용 측면에서 중국은 여전히 상대적으로 제한적이며 주로 컨테이너 프로젝트에 중점을 두고 있습니다. 위와 같은 이유로 국내 위성기업이 LR-FHSS 적용을 추진하기는 어렵다. 자본 측면에서 이러한 유형의 프로젝트는 큰 불확실성, 크고 작은 프로젝트 및 긴 주기로 인해 자본 투입에 크게 의존합니다.
게시 시간: 2022년 4월 18일