Рынок Интернета вещей (IoT) в глобальном масштабе вырастет на 18,8% в течение следующих пяти лет благодаря достижениям в области 5G и ИИ, растущему спросу на автоматизацию и расширяющемуся применению IoT в различных отраслях.
Для IoT-приложений в удаленных районах, находящихся за пределами досягаемости 5G-сотовых вышек, таких как мониторинг окружающей среды и отслеживание активов в изолированных регионах, горных местностях, открытых океанах и через несколько границ, постоянная связь остается проблемой. В этих случаях компании часто обращаются к спутниковому IoT, но воспринимаемая высокая стоимость и отсутствие интероперабельности с наземными сетевыми технологиями могут представлять барьеры.
Технология Direct-to-Device (D2D) становится решением этих проблем и обещает революционизировать рынок IoT. Но прежде чем мы углубимся в это, давайте проясним, что означают различные термины «direct-to-cell, direct-to-device, direct-to-mobile», которые часто используются.
Direct-to-Cell (D2C) — это форма спутниковой связи, которая позволяет пользователям смартфонов выполнять базовые функции, такие как обмен сообщениями, звонки и базовый интернет-серфинг за пределами зоны покрытия сотовой сети, без необходимости модифицировать телефон.
Эта услуга может предоставляться двумя способами: во-первых, оператор спутниковой сети (SNO) может сотрудничать с мобильным оператором (MNO) и предоставлять услугу с использованием лицензированных радиочастот MNO. Для этого оба оператора должны использовать одну и ту же технологию передачи, например 4G/LTE. Это требует, чтобы спутники были разработаны и развернуты с этой возможностью, фактически модифицируя спутник для работы с устройством, а не наоборот. Примером является партнерство Starlink с T-Mobile в США.
Во-вторых, производители мобильных телефонов могут обновить свои устройства, чтобы они могли «общаться» со спутниковыми созвездиями. Это может быть реализовано либо через проприетарные решения, либо через стандартные решения, такие как 5G NTN (NR, NB-IoT, eMTC).
Direct-to-Device (D2D) позволяет немодифицированным IoT-устройствам, таким как маяки отслеживания активов и температурные датчики, передавать данные через спутник, когда сотовая связь недоступна.
Разница между Direct-to-Cell и Direct-to-Device заключается в типе подключаемого устройства: в первом случае это телефоны, во втором — IoT-устройства.
Подобно Direct-to-Cell (D2C), существует два способа предоставления Direct-to-Device (D2D). Первый способ заключается в запуске новых спутников, специально разработанных для работы с существующими IoT-устройствами. Второй способ — это добавление недорогого чипа в IoT-устройства, чтобы они могли взаимодействовать с существующими спутниковыми сетями. Этот чип может быть проприетарным, что позволяет устройству работать только с одной спутниковой сетью, или стандартным, что, в теории, позволяет устройству подключаться к любой сети, построенной на тех же стандартах.
У каждого подхода есть свои плюсы и минусы: в случае спутников, построенных специально для D2D, основное преимущество заключается в большом рынке существующих устройств. Однако есть и проблемы с производительностью, спектром, финансированием и регулированием, которые необходимо преодолеть. В случае новых чипсетов, будь то стандартизированные или проприетарные, потребуется время для их разработки и массового внедрения.
«Какой технический подход будет преобладать — тот, в котором чипсеты смартфонов обеспечивают спутниковую связь, или тот, где спутники выступают скорее как космические сотовые вышки, поддерживаемые архитектурой сети на границе? В любом случае, развитие как спутниковых, так и смартфонных технологий будет необходимым для полной реализации потенциала D2D.» — Deloitte Center for Technology, Media & Telecommunications
Основные игроки, такие как Starlink, AST SpaceMobile, Lynk и Iridium, активно развивают технологии для рынка D2D, предлагая новые решения для широкомасштабного подключения.
Существуют три сотовых технологии, разработанные для массового использования в IoT-устройствах: NB-IoT, LTE-M и LTE Cat 1bis. У каждой из этих технологий есть свои плюсы и минусы: NB-IoT и LTE-M потребляют меньше энергии, чем LTE Cat 1bis, но у LTE Cat 1bis выше скорость передачи данных и ниже задержка.
LTE Cat 1bis доступен там, где есть сеть 4G LTE, что охватывает большую часть населенных пунктов Земли. Сети LTE-M и NB-IoT менее широко распространены: 253 мобильных оператора запустили сети NB-IoT или LTE-M в 81 стране, из которых 173 оператора сосредоточились на NB-IoT, а 80 — на LTE-M.
Операторы спутниковых сетей, работающие над внедрением D2D, не все выбрали одну и ту же сотовую технологию. Starlink, AST SpaceMobile и Lynk выбрали LTE Cat 1bis, тогда как Iridium и Viasat предпочли NB-IoT.
Это, вероятно, связано с тем, что более энергоемкая технология LTE Cat 1bis создаст слишком большую нагрузку на спутниковые системы, не предназначенные для передачи больших объемов трафика. Там, где нет инфраструктуры сотовых сетей, зачастую нет и источников питания, поэтому устройство NB-IoT, которое может работать на одной батарее годами, является более привлекательным вариантом.
В конечном счете, системные интеграторы должны будут принять обоснованное решение о наиболее подходящей технологии на основе доступности сервиса, объема данных, задержки и энергопотребления. Это решение определит, к каким сетям их устройства смогут подключаться.
Как главный игрок на рынке, Starlink готов сыграть важную роль в сфере D2D. Благодаря возможности самостоятельно строить и запускать свои спутники через SpaceX, Starlink уже развернул более 100 спутников для D2D и планирует запустить более 7500. Это поддержит их цель — предоставление глобальной высокоскоростной и низкозадержной связи как для мобильных устройств, так и для технологий IoT.
AST SpaceMobile активно движется вперед с планами запустить свои первые пять коммерческих спутников осенью 2024 года. AST SpaceMobile установила соглашения с более чем 40 мобильными операторами. При поддержке стратегических инвестиций от таких гигантов, как Google, AT&T, Vodafone и Verizon, у AST есть потенциал стать значимым игроком на рынке D2D.
Lynk уже запустил спутники и наладил отношения с операторами мобильных сетей более чем в 50 странах. Как Starlink и AST SpaceMobile, Lynk использует стандарты LTE для предоставления 5G-связи с космоса напрямую на существующие смартфоны.
Viasat, который теперь объединяет спутники Viasat и Inmarsat под одним брендом, имеет спутники на геостационарной орбите (37 785 км над Землей). Это означает, что задержка — время, необходимое для отправки, получения и обратной передачи данных на наземную станцию — больше по сравнению со спутниками на низкой околоземной орбите (LEO).
С другой стороны, NTN NB-IoT лучше всего подходит для устройств, которые находятся на одном месте и отправляют данные несколько раз в день, а не нуждаются в постоянном соединении. Спутники Viasat обладают хорошей пропускной способностью и меньшими ограничениями по энергопотреблению по сравнению со спутниками на низкой орбите, что делает компанию Viasat хорошо подготовленной к предоставлению услуг NTN NB-IoT в ближайшем будущем.
Iridium’s Project Stardust сигнализирует об их намерении уйти от исключительно проприетарных спутниковых решений для IoT в сторону стандартных решений. Iridium стремится усилить свою стратегию D2D, используя свою низкоорбитальную спутниковую сеть для предоставления IoT-услуг на базе стандартов 5G и NTN.
Распределение радиочастотного спектра. Давние операторы спутниковых сетей, такие как Viasat и Iridium, имеют лицензии на спектр диапазона L, который идеально подходит для приложений IoT: он не требует большой антенны и устойчив к атмосферным явлениям. Они могут выделять часть этого спектра для D2D-связи.
Новые операторы спутниковых сетей, такие как Starlink, AST SpaceMobile и Lynk, должны устанавливать партнерства с мобильными операторами (например, T-Mobile, Verizon, Telefónica), чтобы часть их лицензированного спектра могла использоваться для спутниковой связи.
Это означает, что для этих операторов услуга D2D доступна только там, где существуют такие партнерства. Например, у Starlink есть соглашения с T-Mobile в США, Optus в Австралии, Rogers в Канаде и другими, но пока нет глобального покрытия.
Спутниковые системы «старого поколения» не были разработаны для передачи больших объемов данных на высокой скорости. Выбор NB-IoT в качестве сетевой технологии помогает передавать данные более эффективно, используя меньше энергии как на стороне устройства, так и на стороне спутника.
D2D-связь выходит за пределы национальных границ, что вызывает сложности для существующих регуляторных рамок.
В контексте смартфонов услуги D2D уже доступны благодаря партнерству Globalstar с Apple. Однако стандартизированные решения D2D все еще находятся в стадии тестирования, и массовые внедрения IoT-устройств с поддержкой D2D ожидаются не раньше 2026 года.
УКР
RUS
