Die Konnektivität nichtterrestrischer Netzwerke (NTN) hält Einzug in IoT-Chipsätze und ermöglicht den Einsatz vernetzter Geräte und Installationen überall. Einige Geräte sind mit eigenständigen Chips ausgestattet, die nur eine Verbindung zu Satelliten herstellen können, während andere Hybrid-Chipsätze verwenden, die sowohl terrestrische als auch nicht-terrestrische Konnektivität unterstützen.
Warum NTN?
Ältere Mobilfunknetze decken mehr als 80 % der Bevölkerung ab aber weniger als 40 % des Landes und weniger als 20 % der Erde. Satellitenkonnektivität wird seit Jahren genutzt, um eine flächendeckende Abdeckung zu gewährleisten. Aufgrund der hohen Kosten ist der Einsatz jedoch auf sehr spezifische Szenarien wie Fernsehen und Rundfunk beschränkt. Im IoT-Bereich war die Satellitenkonnektivität schon immer die letzte Alternative zu terrestrischen Netzwerken.
In den letzten Jahren sind die Kosten für NTN-Lösungen gesunken. Daher ist es wirtschaftlich sinnvoll, die NTN-Kommunikation zu nutzen IoT-Geräte und starten Sie die Antwort auf das Bedürfnis nach „Kommunikation überall“. NTN hat sich in verschiedenen Szenarien zum Kommunikationskanal der Wahl entwickelt, unter anderem als Notfallkommunikationsnetz oder zur Entlastung des Datenverkehrs aus den terrestrischen Netzen zu Spitzenzeiten. Branchen wie Automobil, Energieinfrastruktur, Landwirtschaft, Schifffahrt, Eisenbahn und mehr haben die Möglichkeit, echte globale Kommunikation zu genießen.
Bergsteiger beispielsweise bewegen sich häufig von vernetzten Gebieten in Gebiete außerhalb der Mobilfunkabdeckung. Bei Extremsportarten ist im Notfall ein angeschlossenes Gerät erforderlich, und in solchen Situationen können Hybridgeräte mit Mobilfunk-/NTN-Verbindung hilfreich sein.
Auch entfernte Installationen benötigen Satelliten-IoT. Seetransporte, Offshore-Ölplattformen und Züge befinden sich typischerweise außerhalb der Mobilfunkreichweite. NTN kann eine zuverlässige Verbindung zur Überwachung und Steuerung dieser Anlagen bereitstellen, selbst an abgelegenen Standorten.
In den letzten Jahren haben wir eine Reihe neuer Akteure in diesem Bereich gesehen, von denen viele ihre eigene Technologie entwickeln. 3GPP hat Standards entwickelt, um das Marktwachstum zu ermöglichen, sowohl für Breitband-NTN als auch für IoT-NTN-LTE-M und NB-IoT. 3GPP begann mit Studienelementen in den Releases 15 und 16 und enthielt ab Release 17 ein Arbeitselement.
Blick auf Satelliten-IoT-Trends
Laut IoT-AnalyseDie Gesamtzahl der Satelliten-IoT-Abonnenten erreichte im Jahr 5.1 2021 Millionen. Es wird prognostiziert, dass sie zwischen 22 und 2021 um 2026 % CAGR wachsen wird und bis 13.5 voraussichtlich 2026 Millionen Abonnenten erreichen wird.
Nicht-terrestrische Netzwerke (NTN) bestehen aus Satelliten – Geostationary Equatorial Orbit (GEO), Medium-Earth Orbit (MEO) und Low-Earth Orbit (LEO) – sowie High-Altitude Platform Systems (HAPS), zu denen Folgendes gehört: unbemannte Luftschiffe oder Flugzeuge über 20 km sowie unbemannte Flugsysteme (UAS) oder Drohnen.
Alle Satellitensysteme zur Bereitstellung von IoT/M2M-Kommunikationsdiensten basieren entweder auf GEO- oder LEO-Satelliten. GEO-Konstellationen sind eher mit alten Satellitenbetreibern verbunden, während LEO-Satellitendienste von einer Kombination aus etablierten und aufstrebenden Satellitenbetreibern bereitgestellt werden.
LEO-Konstellationen werden schnell zur bevorzugten Option für Satellit Betreiber, die IoT/M2M-Konnektivitätsdienste anbieten. Es bietet einen weitaus schnelleren und kostengünstigeren Netzwerkaufbau und -einsatz, ein besseres Verbindungsbudget und eine höhere Verfügbarkeit von Orbitpfaden. Darüber hinaus bietet LEO aufgrund der kürzeren Entfernung zur Erde eine bessere Latenz als GEO.
Im Gegensatz dazu hat GEO den Vorteil, dass es ein viel größeres Abdeckungsgebiet bietet, was auch bedeutet, dass weniger Satelliten erforderlich sind, um eine globale Abdeckung bereitzustellen. GEO-Satelliten erscheinen stationär, wenn sie von einem festen Punkt auf der Erde aus betrachtet werden, und rotieren mit der gleichen Geschwindigkeit und Richtung wie die Erde. Bodenantennen können eine Verbindung zum Satelliten herstellen, indem sie auf ihn richten, ohne dass seine Position verfolgt werden muss. Dies trägt dazu bei, dass der Einsatz der GEO-Technologie relativ kostengünstig ist, während diese Satelliten gleichzeitig eine viel längere Lebensdauer haben.
Die Hin- und Rücklaufzeit für einen GEO-Satelliten beträgt etwa 600–800 ms, während die Hin- und Rückbewegung der Daten zu einem LEO-Satelliten im Bereich von 30–50 ms liegt. Dies würde den Anschein erwecken, dass LEO-Konstellationen besser für Echtzeitanwendungen geeignet sind. Die heutigen LEO-Satelliten-IoT-Netzwerke verfügen jedoch über eine begrenzte Anzahl von Satelliten im Orbit. Sie sind nicht in der Lage, eine kontinuierliche Konnektivität mit der ganzen Welt bereitzustellen, sondern bieten vielmehr eine intermittierende, periodische Abdeckung. Das bedeutet, dass Datenpunkte nur wenige Male alle 24 Stunden von IoT-Geräten abgerufen werden können Satelliten sich um die Erde bewegen. Daher eignen sich die latenten GEO-Konstellationen oft besser für nahezu Echtzeitanwendungen als LEO-Konstellationen.
Die Zukunft von IoT NTN
Die Zukunft von NTN sieht vielversprechend aus, da sich die Technologie ständig weiterentwickelt und verbessert. Neue Technologien wie Low-Power-Radio und fortschrittliche Modulationsschemata werden entwickelt, um die Effizienz und Zuverlässigkeit von NTN-Verbindungen zu verbessern. Darüber hinaus arbeiten Unternehmen daran, die Kosten für den Start und die Wartung von LEO-Satelliten zu senken und es für Unternehmen jeder Größe zugänglicher zu machen, NTN für ihre IoT-Anwendungen zu nutzen.
NTN-Konnektivität ist eine immer wichtigere Technologie für die Verbindung von Geräten in abgelegenen und schwer zugänglichen Gebieten. Da sich die Technologie weiter verbessert und die Kosten sinken, können wir davon ausgehen, dass in Zukunft immer mehr Geräte und Anwendungen NTN-Konnektivität nutzen werden.
Artikel von Dana Cohen Mizrahi, Produktmarketingmanagerin bei Sony Semiconductor Israel
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- Quelle: https://www.iot-now.com/2024/02/09/142343-running-iot-through-the-skies/
