Світовий ринок Інтернету речей (IoT) зросте на 18,8% протягом наступних п’яти років завдяки досягненням у сфері 5G і ШІ, зростаючому попиту на автоматизацію та розширеному застосуванню IoT у різних галузях.
Для IoT-додатків у віддалених районах, які знаходяться за межами досяжності веж мобільного зв'язку 5G, таких як моніторинг навколишнього середовища та відстеження активів у ізольованих регіонах, гірських місцевостях, відкритих океанах або через декілька кордонів, постійний зв’язок залишається проблемою. У таких випадках компанії часто звертаються до супутникового IoT, але висока вартість і відсутність інтероперабельності з наземними мережевими технологіями можуть створювати бар'єри.
Технологія Direct-to-Device (D2D) стає рішенням цих проблем і обіцяє революціонізувати ринок IoT. Однак, перш ніж ми заглибимося в це, давайте уточнимо, що означають різні терміни «direct-to-cell, direct-to-device, direct-to-mobile», які часто використовуються.
Direct-to-Cell (D2C) — це форма супутникового зв'язку, яка дозволяє користувачам смартфонів виконувати базові функції, такі як обмін повідомленнями, дзвінки та базовий інтернет-серфінг поза зоною покриття мобільної мережі, без необхідності модифікації телефону.
Ця послуга може надаватися двома способами: по-перше, оператор супутникової мережі (SNO) може співпрацювати з мобільним оператором (MNO) і надавати послугу, використовуючи ліцензовані радіочастоти MNO. Для цього обидва оператори мають використовувати одну й ту ж технологію передачі, наприклад, 4G/LTE. Це вимагає, щоб супутники були розроблені та запущені з такою можливістю, фактично модифікуючи супутник для роботи з пристроєм, а не навпаки. Прикладом є партнерство Starlink з T-Mobile у США.
По-друге, виробники мобільних телефонів можуть оновити свої пристрої, щоб вони могли «спілкуватися» з супутниковими системами. Це може бути реалізовано як за допомогою пропрієтарних рішень, так і за допомогою стандартних рішень, таких як 5G NTN (NR, NB-IoT, eMTC).
Direct-to-Device (D2D) дозволяє немодифікованим IoT-пристроям, таким як маяки відстеження активів і температурні датчики, передавати дані через супутник, коли стільниковий зв’язок недоступний.
Різниця між Direct-to-Cell і Direct-to-Device полягає в типі підключеного пристрою: в першому випадку це телефони, у другому — IoT-пристрої.
Подібно до Direct-to-Cell (D2C), існує два способи надання Direct-to-Device (D2D). Перший спосіб полягає в запуску нових супутників, спеціально розроблених для роботи з існуючими IoT-пристроями. Другий спосіб — це додавання недорогого чіпа в IoT-пристрої, щоб вони могли взаємодіяти з існуючими супутниковими мережами. Цей чіп може бути пропрієтарним, що дозволяє пристрою працювати тільки з однією супутниковою мережею, або стандартним, що, в теорії, дозволяє пристрою підключатися до будь-якої мережі, побудованої на тих же стандартах.
У кожного підходу є свої плюси та мінуси: у випадку супутників, побудованих спеціально для D2D, основна перевага полягає в великому ринку існуючих пристроїв. Однак є й проблеми з продуктивністю, спектром, фінансуванням і регулюванням, які необхідно подолати. У випадку нових чіпсетів, будь то стандартизовані чи пропрієтарні, знадобиться час для їх розробки та масового впровадження.
«Який технічний підхід буде переважати — той, у якому чіпсети смартфонів забезпечують супутниковий зв’язок, чи той, де супутники виступають швидше як космічні стільникові вежі, підтримувані архітектурою мережі на межі? В будь-якому випадку, розвиток як супутникових, так і смартфонних технологій буде необхідним для повної реалізації потенціалу D2D.» — Deloitte Center for Technology, Media & Telecommunications
Основні гравці, такі як Starlink, AST SpaceMobile, Lynk і Iridium, активно розвивають технології для ринку D2D, пропонуючи нові рішення для широкомасштабного підключення.
Існує три стільникові технології, розроблені для масового використання в IoT-пристроях: NB-IoT, LTE-M і LTE Cat 1bis. У кожної з цих технологій є свої плюси і мінуси: NB-IoT і LTE-M споживають менше енергії, ніж LTE Cat 1bis, але у LTE Cat 1bis вища швидкість передачі даних і нижча затримка.
LTE Cat 1bis доступний там, де є мережа 4G LTE, що охоплює більшість населених пунктів Землі. Мережі LTE-M і NB-IoT менш широко поширені: 253 мобільних оператори запустили мережі NB-IoT або LTE-M в 81 країні, з яких 173 оператори зосередилися на NB-IoT, а 80 — на LTE-M.
Оператори супутникових мереж, які працюють над впровадженням D2D, не всі вибрали одну й ту ж стільникову технологію. Starlink, AST SpaceMobile і Lynk вибрали LTE Cat 1bis, тоді як Iridium і Viasat віддали перевагу NB-IoT.
Це, ймовірно, пов'язано з тим, що більш енергоємна технологія LTE Cat 1bis створить занадто велике навантаження на супутникові системи, не призначені для передачі великих обсягів трафіку. Там, де немає інфраструктури стільникових мереж, зазвичай немає й джерел живлення, тому пристрій NB-IoT, який може працювати на одній батареї роками, є більш привабливим варіантом.
В кінцевому рахунку, системні інтегратори повинні будуть прийняти обґрунтоване рішення про найбільш підходящу технологію на основі доступності сервісу, обсягу даних, затримки та енергоспоживання. Це рішення визначить, до яких мереж їхні пристрої зможуть підключатися.
Як головний гравець на ринку, Starlink готовий зіграти важливу роль у сфері D2D. Завдяки можливості самостійно будувати і запускати свої супутники через SpaceX, Starlink вже розгорнув більше 100 супутників для D2D і планує запустити понад 7500. Це підтримує їх мету — надання глобальної високошвидкісної та низькозатриманої зв'язку як для мобільних пристроїв, так і для технологій IoT.
AST SpaceMobile активно просувається вперед з планами запустити свої перші п’ять комерційних супутників восени 2024 року. AST SpaceMobile встановила угоди з більш ніж 40 мобільними операторами. За підтримки стратегічних інвестицій від таких гігантів, як Google, AT&T, Vodafone і Verizon, у AST є потенціал стати значним гравцем на ринку D2D.
Lynk вже запустив супутники і налагодив відносини з операторами мобільних мереж більш ніж у 50 країнах. Як Starlink, так і AST SpaceMobile, Lynk використовує стандарти LTE для надання 5G-зв’язку з космосу безпосередньо на існуючі смартфони.
Viasat, який тепер об'єднує супутники Viasat і Inmarsat під одним брендом, має супутники на геостаціонарній орбіті (37 785 км над Землею). Це означає, що затримка — час, необхідний для відправлення, отримання і зворотної передачі даних на наземну станцію — більша в порівнянні з супутниками на низькій навколоземній орбіті (LEO).
З іншого боку, NTN NB-IoT найкраще підходить для пристроїв, які знаходяться на одному місці і відправляють дані кілька разів на день, а не потребують постійного з’єднання. Супутники Viasat мають хорошу пропускну здатність і менші обмеження по енергоспоживанню в порівнянні зі супутниками на низькій орбіті, що робить компанію Viasat добре підготовленою для надання послуг NTN NB-IoT у найближчому майбутньому.
Проект Stardust компанії Iridium сигналізує про їхнє намір покинути виключно пропрієтарні супутникові рішення для IoT на користь стандартних рішень. Iridium прагне зміцнити свою стратегію D2D, використовуючи свою низькоорбітальну супутникову мережу для надання IoT-послуг на базі стандартів 5G і NTN.
Розподіл радіочастотного спектра. Давні оператори супутникових мереж, такі як Viasat і Iridium, мають ліцензії на спектр діапазону L, який ідеально підходить для додатків IoT: він не вимагає великої антени і стійкий до атмосферних явищ. Вони можуть виділити частину цього спектра для D2D-зв'язку.
Нові оператори супутникових мереж, такі як Starlink, AST SpaceMobile і Lynk, повинні встановлювати партнерства з мобільними операторами (наприклад, T-Mobile, Verizon, Telefónica), щоб частина їх ліцензованого спектра могла використовуватися для супутникового зв’язку.
Це означає, що для цих операторів послуга D2D доступна лише там, де існують такі партнерства. Наприклад, у Starlink є угоди з T-Mobile в США, Optus в Австралії, Rogers в Канаді та іншими, але поки що немає глобального покриття.
Коли супутниковий зв'язок стає більш поширеним, це може призвести до збільшення трафіку, який надходить на наземні станції, що, в свою чергу, може викликати затримки в передачі даних. Оператори супутникових мереж повинні забезпечити достатню пропускну здатність, щоб обробляти цю величезну кількість даних, щоб мінімізувати затримки.
D2D-зв'язок виходить за межі національних кордонів, що викликає складнощі для існуючих регуляторних рамок.
У контексті смартфонів послуги D2D вже доступні завдяки партнерству Globalstar з Apple. Однак стандартизовані рішення D2D все ще перебувають на стадії тестування, і масові впровадження IoT-пристроїв з підтримкою D2D очікуються не раніше 2026 року.
УКР
RUS
