Satellite 5G & IoT

Il futuro delle comunicazioni 5G: Reti Non Terrestri

I sistemi di telecomunicazione di quinta generazione (5G) sono destinati a rivoluzionare la connettività globale, con le Reti Non Terrestri (NTN) che svolgono un ruolo fondamentale. Le NTN, che includono veicoli aerotrasportati e spaziali, assicurano una connettività ubiqua con copertura estesa, disponibilità di servizio, continuità e scalabilità, specialmente per le applicazioni IoT e quelle critiche per le missioni.

Grazie alla loro ampia copertura e resilienza alle minacce fisiche, le Reti Non Terrestri sono progettate per:

• Estendere i servizi 5G a regioni non servite e sotto servite, comprese aree isolate e piattaforme in movimento come aeromobili e navi;

• Migliorare l'affidabilità dei servizi 5G per dispositivi M2M/IoT e passeggeri in movimento, garantendo la disponibilità del servizio per comunicazioni critiche in vari settori;

• Consentire la scalabilità delle reti 5G fornendo efficientemente dati agli estremi della rete e ai terminali utente, contribuendo a un'infrastruttura di comunicazione economica e robusta.

Evoluzione satellitare: da GEO a LEO

Guardando all'evoluzione della tecnologia spaziale, si osserva un passaggio dalla storica comunicazione satellitare incentrata principalmente su Orbite Terrestri Medie (MEO) o Orbite Geosincrone Equatoriale (GEO) verso Orbite Terrestri Basse (LEO).

Riferendosi ai satelliti in orbita circolare, è possibile distinguere tre categorie in base all'altitudine:

• LEO (Low Earth Orbit): a un'altitudine di 500-2000 km sopra la Terra, garantisce la continuità della copertura con una rete di satelliti da 50 a 100 e un ritardo nella connessione "UE-Satellite" di 3-30 ms.

• MEO (Medium Earth Orbit): situato a un'altitudine di 8000-20.000 km sulla superficie della Terra, fornisce copertura completa della Terra con satelliti da 10 a 12 e un ritardo nella connessione "UE-Satellite" di 27-90 ms.

• GEO (Geostationary Orbit): situato a un'altitudine di 35.786 km, offre copertura completa della Terra con una costellazione da uno a tre satelliti e un ritardo nella connessione "UE-Satellite" di 120-280 ms.

MEO e GEO seguono il ciclo orbitale di 24 ore della Terra da un'altitudine superiore a 35.000 chilometri, pertanto è necessario solo un numero limitato di questi satelliti per coprire la maggior parte della superficie del pianeta. Tuttavia, sono satelliti grandi, complessi e costosi.

D'altra parte, i satelliti LEO sono posizionati più vicini alla Terra, sono di dimensioni più ridotte e hanno una vita più breve. Pertanto, per garantire la stessa copertura, i satelliti LEO di solito vengono lanciati raggruppati in costellazioni. I satelliti LEO offrono diversi vantaggi, tra cui:

• Maggiore larghezza di banda e velocità.

• Abilitazione delle comunicazioni a bassa latenza.

• Costi molto inferiori, sia per unità che per i costi di lancio.

In breve, i premi competitivi stanno aprendo lo spazio come un mercato fattibile per più aziende e servizi di connettività, passando da sistemi personalizzati e artigianali a produzione di massa e automazione.

O-RAN satellitare e Edge Computing

La tradizionale Rete di Accesso Radio (RAN) verrà disaggregata e spostata nello spazio. La RAN satellitare porterà significativi vantaggi come una rete ubiqua terrestre e non terrestre in grado di compensare potenziali interruzioni nella rete terrestre, grazie all'uso di centri dati spaziali. Inoltre, attraverso l'analisi tramite motori di intelligenza artificiale, questi centri dati possono pre-processare i dati prima del trasferimento sulla Terra. Inoltre, aiutano nell'eseguire lo scarico computazionale delle risorse, poiché i satelliti sono collegati tramite collegamenti ottici intersatellitari.


Il ruolo dell'IA nelle comunicazioni spaziali 5G

L'Edge AI è un concetto che porta la potenza dell'intelligenza artificiale e dell'elaborazione dati direttamente nel luogo in cui i dati vengono raccolti, anziché inviare tutti i dati raccolti a un server centrale per l'elaborazione. Questo approccio consente un'elaborazione dati più rapida, riducendo la latenza e il carico di trasmissione dati.

Sui satelliti in orbita bassa attorno alla Terra (LEO), l'implementazione di Edge AI offre diversi vantaggi:


L'Edge AI viene implementata attraverso l'uso di algoritmi di intelligenza artificiale ottimizzati per funzionare su hardware specifico, come processori a basso consumo ad alte prestazioni che possono operare nello spazio con le limitazioni imposte dalle condizioni ambientali. Quindi, applicarlo sui satelliti LEO consente una maggiore autonomia e capacità di decisione locale, riducendo la dipendenza dalle comunicazioni con la Terra e aprendo la strada a una vasta gamma di applicazioni spaziali più efficienti ed efficaci.


La crescita dell'IoT satellitare per il mercato B2B/B2B2X

Internet of Things (IoT) è una tecnologia "intelligente" che influisce su quasi ogni aspetto della società. Le imprese moderne e le organizzazioni si affidano all'IoT per scambiare intelligentemente dati, aiutandoli a monitorare e gestire asset. Tuttavia, poiché la copertura cellulare raggiunge solo circa il 15% del pianeta, c'è stata un'accelerazione verso le comunicazioni satellitari per garantire una continuità di copertura. La crescita della copertura satellitare si riflette anche nell'espansione delle applicazioni e dei casi d'uso "Satellite IoT", superando l'IoT tradizionale verso nuovi scenari, inclusi mercati come l'agricoltura, la logistica, l'energia e i servizi pubblici, il trasporto, ecc.


Il ruolo di Net Reply

Uno dei temi più rilevanti al giorno d'oggi riguarda la trasformazione delle reti. All'avanguardia di questo viaggio trasformativo si trovano i pilastri essenziali: 5G, SDN, NFV, SAT, AI e CLOUD, ognuno costituente componenti integrali del Core Business di Net Reply. Net Reply, posizionata come pioniera nell'implementazione del 5G nel panorama delle telecomunicazioni, è attivamente impegnata nell'esplorare questi temi:

1. Attraverso sperimentazioni tramite CoP e/o prove delle due principali tecnologie Satellite IoT: utilizzando bande con licenza (NB-IoT) e senza licenza (LoRaWAN).

2. Attraverso lo studio di nuovi modelli di business end-to-end per una convergenza "Terrestre-non Terrestre".

3. Attraverso la definizione di: casi d'uso tangibili di 5G e IoT: che sono già potenzialmente applicabili per grandi imprese (ad esempio energy, utility e logistica).


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