今日の記事では、衛星のモノのインターネットについて話しましょう。
「インターネット」ではなく「モノのインターネット」と言ったことに注意してください。
モノのインターネット、モノのインターネット
ご存じのように、インターネットは利用目的によって「Internet of People」と「Internet of Things」に分けられます。通常の消費者ユーザーが使用する携帯電話やその他のアプリケーションは、「人々のインターネット」に属しています。モノのインターネットに関しては、スマートシティや産業用インターネットなどのシナリオで、主に政府または企業のユーザーによって使用されます。
また、衛星IoTには「衛星」という重要な概念もあります。近年、衛星通信の話題は非常にホットです。しかし、皆さんの話題は主に移動体衛星通信であり、例えばスマートフォンの各種地図アプリも衛星信号の伝送を利用しています。実際、モバイル衛星通信と比較して、衛星モノのインターネットの重要性と価値は、カバレッジと開発の歴史の点で注目に値します。
続いて、衛星IoTの開発背景や研究状況、今後の展望について詳しく紹介します。
衛星IoTの開発背景
Satellite Internet of Things は、衛星通信に基づく Internet of Things です。
1957 年 10 月 4 日、ソ連は世界初の人工地球衛星を打ち上げ、人類の宇宙時代を開いた。現時点では、衛星は基本的に偵察や写真撮影などの特殊な目的に使用されます。
1970 年代から 1980 年代にかけて、衛星は民生目的で使用されるようになりましたが、これは高価な技術であるため、衛星通信は主に、衛星電信、テレビ信号放送、地上リモートセンシング、気象観測など、価値の高い用途に使用されています。など、大規模な市場参入はしていない。
モノのインターネット (センサー ネットワーク) では、開発は比較的遅いです。1990 年代になって初めて、民間分野でいくつかの調査が開始されました。1990年、アメリカのエンジニア、ジョン・ロムキー(John Romkey)は、世界初の本物の「モノのインターネットデバイス」である、インターネット経由でオン/オフできるトースターを発明しました。
1999年、マサチューセッツ工科大学のケビン・アシュトン教授は、「世界中のあらゆるものを相互接続できる」と言って、初めてモノのインターネット(Internet of Things)の概念を提唱しました。
21 世紀に入り、インターネットの爆発的な発展により、衛星とモノのインターネットという、これまであまり交わることのなかった 2 つの技術が並行して進化しました。
衛星側では、アプリケーションの方向性が衛星電話から衛星インターネット アクセスに徐々に移行し、衛星ベースのデータ接続サービスが登場し、台頭し始めています。
モノのインターネットが 2005 年に ITU によって正式に改名された後、センサー ネットワークに完全に取って代わり、新しいホット スポットになりました。その後しばらくの間、モノのインターネットは主に Wi-Fi や Bluetooth などの近距離通信技術に基づいていました。その後、セルラー移動通信技術の成熟に伴い、セルラーネットワークに基づくモノのインターネット技術も前面に出始めました。その代表的なものはNB-IoT、LTE Cat.1、5Gであり、大きな注目を集めています。
過去2年間、デジタルトランスフォーメーションの波の下で、モノのインターネットの急速な発展に伴い、衛星通信に基づくすべてのインターネットが世間の注目を集め始めました。
衛星モノのインターネットの応用価値
では、何年にもわたって別々に開発されてきた 2 つの技術が、なぜ突然組み合わされなければならないのでしょうか? 衛星通信による Internet of Everything はどのような相互接続になるのでしょうか。
私たちの地球は、「地球」とは言っても、実は「水球」であることは誰もが知っています。地球の表面の 71% が海で、陸地はわずか 29% です。
人間が長い年月をかけて築き上げてきた通信網は、地上でも陸地面積の20％しかカバーしていません。海に関しては、5%しかカバーしていません。つまり、地球の表面全体の 10% 未満がネットワーク信号でカバーされています。
それで、ここで問題が発生します。カバー率が非常に低い場合、なぜ「すべてを接続する」必要があるのでしょうか。地上通信システムの信号範囲がない場所で IoT アプリケーションを開発したい場合はどうすればよいですか?
地上通信システムの不足を補い、より広い接続を実現するために、衛星の広いカバレッジを使用して、これが衛星通信のすべてです。
「高く立ち、遠くを見る」ということわざがあるように、人工衛星は宇宙に位置しています。そのカバレッジ能力は、地上の基地局や光ファイバー ケーブルに匹敵しません。特に深山、森林、砂漠、草原、ゴビなど、従来の地上通信が届きにくい地域（コストが高い、工事が難しいなど）は、衛星通信が活躍できる場所です。彼らの筋肉。
衛星通信に基づく SMS、電話、インターネット サービスは、アウトドア ツーリズム、科学探検、航空、ナビゲーションに役立ちますが、これらについてはこれ以上紹介しません。次に、衛星の IoT のいくつかの典型的なケースについて詳しく説明します。
資産運用管理
企業には、監視と管理が必要な独自の資産があります。
一部の企業の資産は広く分散しており、遠隔地 (ゴビ地域の油田、深山にある水力発電所など) にある場合があります。検査に人力を使うと、より多くのコストが発生します。ただし、従来のセルラー基地局ではカバーできません。
現時点では、データ収集端末を使用して、衛星通信を介してタイムリーに企業資産のデータとステータスを報告できます。
車両と船舶の追跡、さらには航空機の追跡も、資産追跡管理の一種です。車両のモノのインターネット デバイスを通じて、管理者はいつでも車両、船舶、飛行機の位置を知り、時間に異常がないかどうかを調べることができます。
地質災害予測
近年、地震や土砂崩れなどの地質災害が多発しており、住民の生命や財産の安全に大きな脅威を与えています。
土砂崩れ
実際、地質災害が発生する前には、揺れや山の変位などの兆候が必ずあります。この兆候は人力では検知が困難ですが、検知装置を設置し、監視している振動情報や変位情報を自動通報することで、事前に災害警報を発し、損失を軽減することができます。
監視ポイントは一般的に比較的離れており、すべて屋外の屋外の場所であり、衛星通信技術の使用に非常に適しています。
都市部における多くの危険物爆燃事故は、実際に衛星通信で監視することができます。監視ポイントには有害ガスセンサーを設置し、異常をタイムリーに報告。
農業用途
現在、農業、林業、畜産業、漁業の多くのシナリオが大規模に運用されており、広大なエリアや長距離などの問題に直面しています.同時に、農業のシナリオでは環境要件も高く、温度の厳密なリアルタイム監視が必要です. 、湿度、および土壌組成。明らかに、矛盾が生じます。人手で収集できるデータは、精度の面で検討する必要があるだけでなく、効率が低く、コストが高くなります。したがって、衛星のモノのインターネットは、この矛盾を解決するための新しいアイデアになりました。
畜産シーンでは、多数の家畜を放牧することで、衛星のモノのインターネットを使用して家畜が迷子になるのを防ぐこともできます。
同じことが野生生物保護と重要な植生保護にも当てはまります。衛星 IoT は、保護効率を大幅に向上させ、コストを削減できます。
全体として、サテライト IoT には多くのアプリケーションがあります。ほぼすべての業界で、着陸シナリオを見つけることができます。
IoT アプリケーションには、分散が広い、ノードが多い、野外シーンが多い、通信データ量が少ない、遅延に敏感でないなど、いくつかの共通の特徴があることがわかります。これらの機能は、衛星通信と非常に互換性があります。このため、衛星のモノのインターネットが急速に台頭しており、業界の重要な方向性となっています。
衛星IoTの技術開発
衛星モノのインターネットのアプリケーションを精力的に促進するために、ネットワークと端末という2 つの重要なリンクが切り離せません。
インターネットでは、誰もが注意を払う必要があります。近年、衛星通信技術は急速に進歩しています。ハイスループット衛星 (HTS、ハイスループット衛星) の出現と低軌道 (LEO) 衛星コンステレーションの構築により、衛星通信の速度、容量、カバレッジが大幅に改善されました。
高スループット衛星の帯域幅能力は、従来の衛星の帯域幅能力 (低スループット、1 ～ 2Gbps 以内) の数倍または数十倍にもなります。より高い通信周波数帯域、より大きな衛星搭載プラットフォーム、より多くのトランスポンダ、およびより高度なアンテナ技術を採用しており、現在、さまざまな国が GEO 衛星を開発するための最初の選択肢となっています。
低軌道衛星 (LEO) コンステレーションは言うまでもなく、誰もがよく知っているはずです。Musk の Starlink は、低軌道星座に属しています。軌道高度が低く、衛星の数が多いため、低軌道衛星は遅延が小さくなり、速度と容量が高くなります。
ネットワークに加えて、端末もサテライト IoT を実現するための鍵となります。データの送受信を実現するには、端末に衛星通信モジュールを取り付ける必要があります。
最近、Quectel は、IoT 産業アプリケーション向けの CC200A-LB 衛星通信モジュールを発売したことを発表しました。
このモジュールは主に、セルラー ネットワークではカバーできない遠隔地に信頼性の高いグローバル ワイヤレス ネットワーク カバレッジと接続性を提供することを目的としており、海運、輸送、重機、農業、鉱業、石油およびガスの監視などのシナリオで使用されます。
衛星通信モジュールと通常のセルラーモジュールの違いは何ですか? CC200A-LBを見てみましょう。
CC200A-LB は、IoT 通信およびソリューション プロバイダーである ORBCOMM の衛星 IoT 接続プラットフォームを搭載しており、インマルサット GEO コンステレーションの L バンドを使用して、IsatData Pro (IDP) 衛星サービスを通じて信頼性の高いグローバル接続を提供し、双方向通信、低タイムラプス、ほぼリアルタイムのレポート機能。
サテライト モジュールをセルラー モジュールと共に使用して、「サテライト + セルラー」デュアルモード接続をサポートする IoT アプリケーションを作成することもできます。
CC200A-LB サテライトモジュールは、外観デザインにおいて、コンパクトな LCC+LGA パッケージ (サイズ 37mm x 38mm x 3.35mm) を採用しています。また、マルチコンスタレーション GNSS 測位と使いやすい AT コマンド セットもサポートしています。
CC200A-LB モジュールがサポートする送信メッセージは最大 6.4K バイト、受信メッセージは最大 10K バイトです。その典型的な転送待ち時間は、100 バイトで 20 秒、1KB で 40 秒です。受信遅延は100byteで12秒、1KBで70秒でした。
CC200A-LB 衛星モジュールは、ORBCOMM が 2023 年の第 4 四半期に開始する予定の OGx サービスとも互換性があり、メッセージ伝送の速度とサイズが大幅に向上し、真に超低遅延の信号伝送体験が実現します。 .
GNSS 測位機能に関しては、CC200A-LB 衛星モジュールは GPS L1、GLONASS L1、Galileo E1、および Beidou B1 周波数帯域を完全にサポートしています。
モジュール自体に加えて、Quectel は、QCMP 接続管理プラットフォーム サービスやサポート アンテナ ソリューションなどのワンストップ サービスを提供することも約束します。
「Quectel Connection Management Platform」(QCMP) プラットフォームは、顧客が IoT デバイスとそのネットワーク接続状態を管理および監視するのに役立つ、一元化された使いやすいソリューションを提供します。ユーザーは、このプラットフォームを介してデバイスのアクティベーション、データフロー管理、課金基準管理などの複数の機能を実現し、顧客が独自のサービスをより適切に展開できるようにすることもできます。
CC200A-LB モジュールは、Quectel の対応アンテナでも使用できます。アンテナは衛星接続用に最適化されており、ネジまたは磁気で取り付けることができます。同時に、お客様はアプリケーション シナリオに応じてアンテナをカスタマイズすることもでき、これにより、より高性能な衛星通信機能も実現できます。
Quectel の公式情報によると、CC200A-LB モジュールは今年 3 月にエンジニアリング サンプルを提供しており、6 月に顧客サンプルを提供し、9 月に量産を開始する予定です。
最後の言葉
衛星インターネットは、新しいインフラストラクチャの重要な構築分野です。衛星インターネットの不可欠な部分として、衛星モノのインターネットは非常に幅広い発展の見通しを持っています。
米国のNorthern Sky Research Instituteのレポートによると、世界の衛星モノのインターネット市場において、私の国は、今後10%以上の年平均成長率を達成すると予想される世界で唯一の市場です。この 10 年間は、関連産業が完全に情報化、インテリジェンスを実現し、サービスを促進できるように推進することができ、革新、フォーマット革新、金融革新、および関連するビッグデータ産業の発展は、兆レベルの産業価値を生み出すでしょう。
より多くの企業がサテライト IoT 分野に参加し、より多くの産業アプリケーション シナリオを生み出し、デジタル トランスフォーメーションとデジタル経済の発展に共同で貢献できることが期待されます。衛星通信は数千世帯に加速する！
