衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)：物聯(lián)網(wǎng)連接的新模式

　　物聯(lián)網(wǎng)正在迅速擴(kuò)大對生活的許多方面的影響，包括商業(yè)、物流和日常活動。在更新、更智能的技術(shù)、更節(jié)能的產(chǎn)品和通信技術(shù)的幫助下，令人興奮的新用例正在不斷增加。事實上，物聯(lián)網(wǎng)似乎將成為未來幾年最重要的技術(shù)之一。能夠跟蹤事物和材料、監(jiān)控資產(chǎn)和環(huán)境條件，以及實現(xiàn)更有效和更有創(chuàng)造性的醫(yī)療保健解決方案，這些都是使用智能和物聯(lián)網(wǎng)的好處。自動化還可以減少運營費用。除了數(shù)據(jù)收集之外， 物聯(lián)網(wǎng)還可以形成一個生態(tài)系統(tǒng)。在該生態(tài)系統(tǒng)中，聯(lián)合與合作對于簡化程序和增強可靠性至關(guān)重要。

　　其他已經(jīng)取得長足進(jìn)步的開發(fā)技術(shù)，如機(jī)器學(xué)習(xí)或邊緣計算，有望在這種情況下很好地集成并提供顯著價值。電信供應(yīng)商和企業(yè)正在尋找基于物聯(lián)網(wǎng)的綜合全球覆蓋解決方案，目標(biāo)是將物聯(lián)網(wǎng)提供的優(yōu)勢擴(kuò)展到由于技術(shù)或經(jīng)濟(jì)原因通常無法提供的地理區(qū)域。對于許多不同的行業(yè)，包括運輸、車隊管理、物流、太陽能、石油和天然氣開采、海上監(jiān)控、公用事業(yè)、智能計量、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、采礦等，物聯(lián)網(wǎng)運營在網(wǎng)絡(luò)連接低或無連接的偏遠(yuǎn)地區(qū)確實非常重要。這一觀點表明，最佳的行動方案是使用基于衛(wèi)星的技術(shù)，可以與當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)地面網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合。

　　因此，衛(wèi)星正在發(fā)揮獨特和關(guān)鍵的功能，將陸地網(wǎng)絡(luò)無法獲得或無法到達(dá)的偏遠(yuǎn)地理地區(qū)帶入這個生態(tài)系統(tǒng)，如偏遠(yuǎn)的陸地和近海。

　　物聯(lián)網(wǎng)連接對衛(wèi)星的需求

　　物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，正以指數(shù)級的速度擴(kuò)張。隨著越來越多的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，包括昂貴的農(nóng)用設(shè)備和家用恒溫器，消費者可以訪問大量的數(shù)據(jù)源，幫助其提供更好的服務(wù)，并負(fù)責(zé)任地管理環(huán)境。隨著通信技術(shù)的每次迭代，覆蓋范圍并沒有顯著提高。在3G網(wǎng)絡(luò)仍然無效的偏遠(yuǎn)地區(qū)和農(nóng)村地區(qū)，5G網(wǎng)絡(luò)可能在同一地區(qū)也無效。盡管像LoRaWAN(遠(yuǎn)程廣域網(wǎng)絡(luò))這樣的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)正在迅速增加，但總會有一些地方難以到達(dá)或經(jīng)濟(jì)上不可行。為了在特定的垂直市場領(lǐng)域提供急需的服務(wù)，這些區(qū)域?qū)⒗^續(xù)見證通過互聯(lián)網(wǎng)和近地軌道衛(wèi)星連接設(shè)備和設(shè)備的巨大需求。

　　憑借其廣泛的覆蓋范圍，衛(wèi)星通信對于物聯(lián)網(wǎng)變得至關(guān)重要。單個衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)有能力有效地覆蓋整個地球。這意味著單個設(shè)備在全球旅行時可以繼續(xù)使用單個網(wǎng)絡(luò)和單個連接類型。衛(wèi)星在蜂窩或Wi-Fi等其他通信方式無法到達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，以及在基礎(chǔ)設(shè)施薄弱或不存在的地區(qū)，如海洋中部，具有優(yōu)勢。

　　LoRa用于衛(wèi)星連接和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備

　　一家名為Semtech的企業(yè)開發(fā)了LoRa技術(shù)，這是一種專門為遠(yuǎn)程、低功耗通信創(chuàng)建的新型無線協(xié)議。遠(yuǎn)程無線電(LoRa)主要針對M2M(機(jī)器對機(jī)器)和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。在這項技術(shù)的幫助下，許多運行在同一網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用程序?qū)⒛軌蛲ㄟ^公共或多租戶網(wǎng)絡(luò)連接。

　　一個LoRa網(wǎng)關(guān)可以管理的節(jié)點數(shù)高達(dá)數(shù)百萬個。由于信號可以在所需基礎(chǔ)設(shè)施很少的情況下長距離傳輸，因此構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)既便宜又快速。為了延長節(jié)點的電池壽命和增加網(wǎng)絡(luò)容量，LoRa還包括可調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)速率算法。LoRa協(xié)議具有多個用于安全通信的層次，包括網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用程序和設(shè)備級別的加密。

　　現(xiàn)在，通過LoRaWAN(遠(yuǎn)程廣域網(wǎng))將地面網(wǎng)絡(luò)與全球衛(wèi)星連接起來既簡單又經(jīng)濟(jì)。最近，Senet、Wyld Networks、Eutelsat Communications和TrakAssure的聯(lián)盟，將LoRaWAN低地球軌道衛(wèi)星星座拉平。這一戰(zhàn)略展示了LoRaWan標(biāo)準(zhǔn)如何仍可用于增加全球衛(wèi)星連接。世界各地的客戶現(xiàn)在可以使用集成的、更具互操作性的地面和衛(wèi)星LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)連接。

　　使用LoRa進(jìn)行衛(wèi)星連接和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的好處

　　物聯(lián)網(wǎng)的主要問題是成本和能源效率。這兩者的效率變得更加難以實現(xiàn)，尤其是與遠(yuǎn)程衛(wèi)星通信相比，后者需要在更遠(yuǎn)距離上提供更大的功率。

　　好消息是LoRa是一個簡單的解決方案，可以幫助克服這些困難。這是因為LoRa更便宜、耗電更少、擴(kuò)展范圍更廣以及帶寬更低。由于LoRaWAN安裝簡單且低功耗，大多數(shù)企業(yè)都將其作為基于衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的最佳選擇。

　　為了允許衛(wèi)星連接，LoRaWAN標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在包含LR-FHSS參數(shù)。此設(shè)置使得LoRaWAN能夠有效地與全球不同的衛(wèi)星進(jìn)行通信。使用LR-FHSS(遠(yuǎn)程跳頻擴(kuò)頻)，LoRa變得更加可靠，在LoRaWAN連接過程中可以使用多個頻段進(jìn)行單次傳輸。此外，該參數(shù)不太容易受到重要的遠(yuǎn)程通信參數(shù)的影響，如增加的容量和本地干擾。

　　實現(xiàn)與衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程連接需求

　　目前，物聯(lián)網(wǎng)正獲得巨大的發(fā)展勢頭，并被幾乎所有可能連接互聯(lián)網(wǎng)的地方所利用。在一些涉及偏遠(yuǎn)地區(qū)的應(yīng)用中，只要滿足遠(yuǎn)程和一致連接的要求，部署這樣的技術(shù)對消費者來說是一件好事。這為衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在未來的發(fā)展鋪平了道路，盡管目前也存在與之相關(guān)的巨大挑戰(zhàn)。