La conectividad de redes no terrestres (NTN) se está abriendo camino en los conjuntos de chips de IoT, lo que permite implementar dispositivos e instalaciones conectados en cualquier lugar. Algunos dispositivos están equipados con chips independientes que sólo pueden conectarse a satélites, mientras que otros utilizan conjuntos de chips híbridos que admiten conectividad tanto terrestre como no terrestre.
¿Por qué NTN?
Las implementaciones de redes celulares heredadas cubren a más del 80% de la población pero menos del 40% de la tierra y menos del 20% de la Tierra. La conectividad satelital se ha utilizado durante años para brindar cobertura ubicua. Sin embargo, su elevado coste ha limitado su uso a escenarios muy concretos, como la televisión y la radiodifusión. En el ámbito de IoT, la conectividad satelital siempre ha sido una alternativa de último recurso a las redes terrestres.
En los últimos años, el coste de las soluciones NTN ha bajado. Como resultado, es económicamente viable utilizar la comunicación NTN para Dispositivos de IoT y comenzar a permitir responder a la necesidad de “comunicación en todas partes”. NTN se ha convertido en un canal de comunicación de elección en varios escenarios, incluido el de una red de comunicación de emergencia o la descarga de tráfico de las redes terrestres durante las horas pico. Industrias como la automotriz, infraestructura energética, agricultura, marítima, ferroviaria y más tienen la opción de disfrutar de una verdadera comunicación global.
Los alpinistas, por ejemplo, a menudo se trasladan de áreas conectadas a áreas fuera de la cobertura celular. Los deportes extremos requieren tener un dispositivo conectado en caso de una emergencia, y los dispositivos híbridos celulares/NTN conectados pueden ayudar en esas situaciones.
Las instalaciones remotas también necesitan IoT satelital. Los envíos marítimos, las plataformas petrolíferas en alta mar y los trenes normalmente se encuentran fuera del alcance celular. NTN puede proporcionar una conexión confiable para monitorear y controlar estas instalaciones, incluso en ubicaciones remotas.
En los últimos años, hemos visto varios actores nuevos en este espacio, muchos de los cuales están desarrollando su propia tecnología. 3GPP desarrolló estándares para permitir que el mercado crezca, tanto para NTN de banda ancha como también para IoT-NTN-LTE-M y NB-IoT. 3GPP comenzó con elementos de estudio en las versiones 15 y 16 e incluyó un elemento de trabajo a partir de la versión 17.
Observando las tendencias de IoT satelital
Según la Análisis de IoT, el número total de suscriptores de IoT por satélite alcanzó los 5.1 millones en 2021. Se prevé que crezca a una tasa compuesta anual del 22 % entre 2021 y 2026, y se espera que alcance los 13.5 millones de suscriptores en 2026.
Las redes no terrestres (NTN) están compuestas por satélites (Órbita Ecuatorial Geoestacionaria (GEO), Órbita Terrestre Media (MEO) y Órbita Terrestre Baja (LEO), así como sistemas de plataformas de gran altitud (HAPS), que incluyen dirigibles o aviones no tripulados de más de 20 km, y sistemas aéreos no tripulados (UAS) o drones.
Todos los sistemas satelitales utilizados para proporcionar servicios de comunicación IoT/M2M se basan en satélites GEO o LEO. Las constelaciones GEO están más asociadas con operadores de satélites tradicionales, mientras que los servicios de satélite LEO son proporcionados por una combinación de operadores de satélites establecidos y emergentes.
Las constelaciones LEO se están convirtiendo rápidamente en la opción preferida para satélite Operadores que ofrecen servicios de conectividad IoT/M2M. Ofrece una construcción e implementación de redes mucho más rápidas y económicas, un mejor presupuesto de enlace y una mayor disponibilidad de trayectorias orbitales. Además, LEO ofrece una mejor latencia que GEO debido a la distancia más corta a la Tierra.
GEO, por el contrario, tiene la ventaja de que proporciona un área de cobertura mucho mayor, lo que también significa que requiere menos satélites para ofrecer cobertura global. Los satélites GEO parecen estacionarios cuando se ven desde un punto fijo en el suelo y giran a la misma velocidad y dirección que la Tierra. Las antenas terrestres pueden conectarse al satélite apuntándolo, sin necesidad de rastrear su posición. Esto ayuda a que el uso de la tecnología GEO sea relativamente económico y, al mismo tiempo, estos satélites tienen una vida útil mucho más larga.
El tiempo de ida y vuelta de un satélite GEO es de aproximadamente 600 a 800 ms, mientras que los datos van y vienen a un satélite LEO en el rango de 30 a 50 ms. Esto haría parecer que las constelaciones LEO se adaptan mejor a aplicaciones en tiempo real. Sin embargo, las redes IoT de satélites LEO actuales tienen un número limitado de satélites en órbita. No pueden proporcionar conectividad continua a todo el mundo, sino que brindan una cobertura periódica e intermitente. Esto significa que los puntos de datos solo se pueden tomar de los dispositivos IoT unas pocas veces cada 24 horas, ya que el satélites moverse alrededor de la Tierra. Como resultado, las constelaciones GEO latentes suelen ser más adecuadas para aplicaciones casi en tiempo real que las constelaciones LEO.
El futuro del IoT NTN
El futuro de NTN parece prometedor, ya que la tecnología continúa evolucionando y mejorando. Se están desarrollando nuevas tecnologías, como radio de baja potencia y esquemas de modulación avanzados, para mejorar la eficiencia y confiabilidad de las conexiones NTN. Además, las empresas están trabajando para reducir los costos de lanzamiento y mantenimiento de satélites LEO, haciendo que sea más accesible para empresas de todos los tamaños utilizar NTN para sus aplicaciones de IoT.
La conectividad NTN es una tecnología cada vez más importante para conectar dispositivos en áreas remotas y de difícil acceso. A medida que la tecnología continúa mejorando y los costos disminuyen, podemos esperar ver cada vez más dispositivos y aplicaciones que utilicen la conectividad NTN en el futuro.
Artículo de Dana Cohen Mizrahi, directora de marketing de productos de Sony Semiconductor Israel
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