Hoi Hub, we zijn hier bij Hiber. Kun je aangeven wat Hiber doet ?
Hub: Jazeker, Hiber gaat een wereldwijde IoT dienstverlening mogelijk maken met behulp van satellieten. De kosten ten opzichte van traditionele satellietdiensten zullen enorm veel lager zijn. Het bereik ten opzichte van aardse Low Power Wide Area Network diensten zal enorm veel groter zijn, namelijk de hele wereld. Ik zeg daarom graag dat we met onze Hiberband het LPGAN, het Low Power Global Area Network, realiseren.
Vanwaar de naam Hiber en het logo van de beer ?
Hub: Hiber komt van hibernation, de winterslaaptoestand waarin de communicatie modules (communication nodes), die met de satelliet praten, het grootste deel van de tijd verkeren. Dat zorgt voor energiebesparing.
Jullie gaan daarvoor een satelliet in de ruimte brengen. Hoe ziet zo’n satelliet eruit ?
Hub: Tegenwoordig is het mogelijk om kleine satellieten, zogeheten cubesats, mee te laten gaan met een lancering van een grotere satelliet. Zo’n cubesat heeft de grootte van een stevig melkpak. De satellieten van Hiber zullen uit twee van zulke melkpakken bestaan. Vanuit het dubbele melkpak zal een stel zonnepanelen uitklappen voor de stroomvoorziening. Verder heeft de satelliet twee antennes, een hele artistieke voor de ontvangst en een voor de communicatie met de grondstations. De kosten van zo’n satelliet systeem gaan door het gebruik van cubesat een magnitude om laag waardoor we onze IoT diensten voor een fractie van de bestaande satellietcommunicatie prijzen kunnen aanbieden.
En hoe werkt de satelliet van binnen ?
Hub: De satelliet luistert continu naar berichten van de apparaten op de aarde. Als er berichten ontvangen worden dan worden die opgespaard in het geheugen in de satelliet. Als de satelliet binnen het bereik van het grondstation komt dan gaat hij de opgespaarde berichten doorgeven aan het grondstation. Wanneer die berichten goed doorgekomen zijn dan wist hij de berichten weer uit het geheugen.
Is er alleen communicatie van het apparaat naar de satelliet mogelijk ?
Hub: In principe wel, er zijn geen ontvangstbevestigingen van de satelliet naar het apparaat. De satelliet zend wel een broadcast signaal uit om het totale netwerk te beheren. Bijvoorbeeld om de grond-apparaten te laten weten dat ze kunnen zenden, of om nieuwe firmware door te geven aan de apparaten.
Hoe ziet zo’n bericht van een apparaat naar de satelliet eruit ?
Hub: De berichten zijn 144 byte groot en bevatten 1152 bits bruikbare data. Daarnaast is er nog een header waarin extra gegevens toegevoegd worden, zoals een unieke identificatie, de tijd en de GPS positie van het apparaat. Ten behoeve van de privacy worden de berichten met 128bit encryptie versleuteld.
Dat lijkt niet veel maar voor sensoren kun je er een hoop mee. Stel een sensor genereert elk uur 6 bytes = 48 bits aan data (denk bijv. aan temperatuur, bodemvochtigheid en het stikstof gehalte op een landbouw areaal).
Dan heb je in een dag 24×48 bits = 1152 bits verzameld om door te geven. Die passen dan precies binnen de ruimte voor het standaard bericht.
Hoe snel krijg je die gegevens dan in je eigen systeem ?
Hub: De planning is om in het laatste kwartaal van 2018 twee satellieten in een baan op 600km hoogte over de polen van de aarde te krijgen. De eerste wordt vanuit Sriharikota, India gelanceerd. De tweede wordt met SpaceX gelanceerd vanaf Vandenberg Airforce base in California. Dat doen we samen met onze partner ISIS in Delft. Verder hebben we twee grondstations om de sensor data te ontvangen van de satelliet waarvan één in Delft in Nederland en één in Svalbard in Noorwegen. Dat levert extra communicatie-zekerheid op. Hoe dichter het grondstation bij de pool staat des te vaker heb je contactmogelijkheden met de satelliet.
In het begin bieden we een service van één bericht per 24 uur. Dat bericht wordt verzonden door het apparaat en opgevangen door de satelliet op een door Hiber zelf bij de ITU geregelde frequentie tussen de 399,90 en de 400,05 MHz. Door deze eigen frequentie hebben we weinig last van storing van andere systemen wereldwijd.
Het protocol waarmee dat gebeurt is E-SSA (Enhanced Spread Spectrum Aloha), een protocol dat in samenwerking met ESA speciaal ontwikkeld is om veel apparaten die tegelijk gegevens zenden, door een ontvanger op de satelliet te kunnen ontvangen. Op de eigen implementatie daarvan heeft Hiber ook een aantal patenten. De verzamelde berichten worden via S-Band antennes naar het grondstation gezonden.
De eerste twee satellieten zijn dan actief. Hoe gaat het zich daarna verder ontwikkelen ?
Hub: In 2019 komen er 2 bij van een nieuwer type, kleiner en krachtiger, maar de service en grond apparaten blijven hetzelfde. In 2020 komen er dan nog 10 van dat type bij. Ook komt er dan een extra grondstation in Antarctica bij. Op dat moment gaan we naar het kunnen leveren van een bericht per uur.
Door het gebruik van cubesats hebben we steeds de laatste technologie in de ruimte. We werken met satellieten die zo’n 3 jaar actief zijn en dan vanzelf binnen 15 jaar terugvallen op aarde door de remming in de atmosfeer. Dan verbranden ze zodat ze geen ruimte puin achterlaten.
Hoe werkt het aardse apparaat van de klant ?
Hub: De Communication Node (CN) bestaat uit een modem en een antenne. Deze slapen het grootste deel van de tijd. De satelliet broadcast wekt de communicatie-module zodat hij zijn bericht kan verzenden met daarin de verzamelde sensorwaardes. Het apparaat luistert of de satelliet in bereik is, maakt contact met de satelliet, verzend de verzamelde informatie, en gaat weer slapen (hiberneren).
De communicatiemodule bestaat uit een Hiber LPGAN modem, dat verbonden moet zijn met een speciaal voor deze satelliet geschikte antenne.
Waar kunnen ontwikkelaars van sensor en IOT toepassingen zich melden om Hiber LPGAN modems en speciale antennes te bestellen om een eigen Hiber compatible device te maken ?
Hub: We hebben een speciaal partner programma om alle informatie te verzorgen over het gebruik van Hiber en hen te helpen met de ontwikkeling van Hiber enabled hardware en wereld wijde IoT toepassingen. Via onze website Hiber.global kunnen zij contact opnemen.
Hoe duur wordt het voor de klanten om hier gebruik van te maken ?
Hub: We zien onszelf als globale IoT connectiviteits leverancier. Het streven is om de communicatiekosten een stuk lager te maken dan bestaande satelliet-iot diensten als Iridium, Globalstar of Inmarsat en we denken zelfs competitief te zijn met Sigfox en LoRa. Daar richten we ons op. Naast de communicatiekosten moet een klant nog goed kijken naar alle additionele hardware, software en data analyse kosten die onderdeel uitmaken van zijn IoT toepassing.
Dank je wel Hub voor de uitleg en we zien uit naar de eerste lancering en de eerste daadwerkelijke communicatie !
Dank je Hub !