Nhờ một số lợi thế so với các thế hệ mạng mặt đất trước đây, 5G được thiết lập để cách mạng hóa IoT. Với tốc độ cực cao (nhanh gấp 10 lần) và độ trễ thấp, 5G cho phép các thiết bị thu thập và truyền dữ liệu gần như ngay lập tức, lý tưởng cho các ứng dụng IoT quan trọng. Dung lượng tăng lên và độ tin cậy được cải thiện của 5G cũng cho phép số lượng thiết bị kết nối với internet lớn hơn nhiều, mở đường cho các ứng dụng IoT tiên tiến hơn nữa.
Hơn nữa, việc chia mạng của 5G cho phép tạo các phân đoạn mạng ảo hóa có thể được tối ưu hóa cho các trường hợp sử dụng IoT cụ thể, nâng cao hiệu suất và hiệu quả trong triển khai IoT. Nhưng 5G chủ yếu được thiết kế để cải thiện vùng phủ sóng mạng ở các khu vực đô thị có mật độ dân số cao.
Cho đến nay, chỉ 8% bề mặt trái đất được bao phủ bởi 5G với các mạng trên mặt đất nói chung là 15%. Hãy cùng khám phá vai trò ngày càng tăng của các vệ tinh trong tương lai của 5G và chính xác mức độ gần gũi của tương lai này với hiện thực.
Vệ tinh bổ sung cho mạng 5G
Cuối cùng, các vệ tinh có thể được sử dụng để bổ sung cho mạng 5G theo ba cách chính:
- Mở rộng phạm vi bao phủ đến các vùng nông thôn, vùng sâu vùng xa
- Tạo dự phòng
- backhaul bổ sung
Mặc dù kết nối không chỉ là phạm vi phủ sóng, nhưng việc kết hợp các vệ tinh vào mạng 5G mang lại lợi ích chính là phủ sóng toàn cầu. Không giống như các mạng di động truyền thống và kết nối cáp quang dựa trên cơ sở hạ tầng, vệ tinh có thể cung cấp kết nối bất cứ nơi nào trên hành tinh.
“Mặc dù kết nối không chỉ là phạm vi phủ sóng, nhưng việc kết hợp các vệ tinh vào mạng 5G mang lại lợi ích chính là phủ sóng toàn cầu.“
Ngoài ra, các vệ tinh Quỹ đạo Trái đất Thấp (LEO) có thể cung cấp kết nối tốc độ cao, độ trễ thấp. Vì các vệ tinh LEO được định vị giữa 160-2.000km (99-1243 dặm) từ bề mặt Trái đất, chúng có thể cung cấp độ trễ thấp tới 20 phần nghìn giây, tương tự như độ trễ có thể đạt được thông qua các mạng trên mặt đất.
Vì vậy, các ứng dụng nhạy cảm với thời gian như phẫu thuật từ xa hoặc xe tự hành, nơi mà sự chậm trễ có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng, có thể được quản lý bằng kết nối vệ tinh. Hơn nữa, băng thông được thêm vào có thể định vị mạng 5G để xử lý lưu lượng dữ liệu ngày càng tăng và số lượng thiết bị được kết nối.
Mặc dù những lợi ích này đã được hiểu khá rõ ràng, nhưng ngay cả vào năm 2022, chỉ 2% thị trường kết nối vệ tinh toàn cầu có liên quan đến doanh thu IoT của vệ tinh. Vì vậy, những gì đã thay đổi? Nói tóm lại, các yếu tố liên quan đến hai rào cản phổ biến nhất đối với việc áp dụng kết nối vệ tinh – chi phí và độ phức tạp – đang phát triển.
Kết nối vệ tinh hiệu quả về chi phí
Vệ tinh trước đây được coi là lựa chọn cuối cùng tốn kém, nhưng ngành truyền thông vệ tinh đã chứng kiến sự phát triển và đổi mới đáng kể trong những năm gần đây. Chi phí phóng vệ tinh vào quỹ đạo Trái đất thấp (LEO) đã giảm đáng kể từ $85K mỗi kg vào năm 1981 xuống chỉ còn 1 nghìn đô la mỗi kg vào năm 2020.
Sự phát triển của các vệ tinh nano và CubeSats nhỏ hơn, nhẹ hơn đã góp phần vào xu hướng này. Tuy nhiên, vì các vệ tinh nano cung cấp vùng phủ sóng ít hơn do kích thước nhỏ của chúng, nên cần phải có số lượng lớn hơn để đạt được vùng phủ sóng toàn cầu. Vùng phủ sóng toàn cầu của Swarm được hỗ trợ bởi một chòm sao gồm 150 vệ tinh nano, trong khi mạng của Iridium bao gồm 66 vệ tinh.
Ngành truyền thông vệ tinh cũng ngày càng trở nên cạnh tranh với một số người chơi mới tham gia thị trường chỉ trong vài năm qua. Nhưng nhiều người vẫn đang trong quá trình khởi chạy mạng nano hoặc CubeSat của họ. Do đó, một số nhà khai thác này sẽ thiếu khả năng cung cấp dữ liệu thời gian thực hoặc trong một số trường hợp, phạm vi phủ sóng toàn cầu thực sự.
Chẳng hạn, Astrocast và Sateliot lần lượt có 18 và 12 vệ tinh nano trên quỹ đạo, với kế hoạch tăng tổng số chòm sao của chúng lên 1.000 và 250. Đơn giản là một số nhà khai thác này chỉ có thể cung cấp dữ liệu IoT một vài lần hoặc thậm chí một lần mỗi ngày , có thể không phù hợp với mọi trường hợp sử dụng. Trong những tình huống này, các doanh nghiệp cần hiểu rõ về tần số truyền cần thiết cho dự án của họ và lựa chọn cẩn thận một mạng vệ tinh có thể hỗ trợ điều đó.
Khả năng tương tác Cơ hội & Thách thức
Hiện tại, nhiều nhà khai thác vệ tinh yêu cầu khách hàng sử dụng thiết bị độc quyền để truy cập mạng của họ. Điều này có nghĩa là mua một bộ thu phát vệ tinh độc lập được thiết kế cho mục đích này – nhưng không phải lúc nào cũng dễ dàng tích hợp với các hệ thống hiện có. Một số thiết bị sẽ hỗ trợ giao thức nhắn tin bạn đã chọn; trong các trường hợp khác, người dùng sẽ cần thao tác dữ liệu của họ để có thể truyền dữ liệu qua vệ tinh.
Khả năng tương tác đã là một chủ đề thảo luận trong ngành truyền thông một thời gian, nhưng phải đến năm 2017, một nhóm làm việc chính thức mới đề xuất tích hợp các mạng phi mặt đất như cáp quang và vệ tinh vào công nghệ 5G.
Vào năm 2023, sẽ có những bước phát triển đầy hứa hẹn trong Lĩnh vực trực tiếp đến thiết bị, chẳng hạn như ứng dụng mới của Qualcomm Chipset Snapdragon X75 tận dụng mạng vệ tinh của Iridium và loại bỏ nhu cầu về sim hoặc phần cứng bổ sung để tận dụng kết nối vệ tinh.
Tuy nhiên, khả năng tương tác cho kết nối triển khai IoT còn phức tạp hơn do số lượng tùy chọn kết nối không dây ngày càng tăng. Chỉ kể tên một số, 5G NR (Đài phát thanh mới), NB-IoT (Internet vạn vật băng thông hẹp) và LoRaWAN (Mạng diện rộng phạm vi dài).
Vì các khả năng tương tác phải được tích hợp vào vệ tinh trước khi phóng nên về cơ bản, các nhà khai thác mạng vệ tinh cần chọn các giao thức hoặc/và tiêu chuẩn mà họ tin rằng sẽ tồn tại lâu dài. Rốt cuộc, không có gì lạ khi các mạng mặt đất ngừng cung cấp các thế hệ dịch vụ cụ thể như hiện đang được tiến hành với 2G và 3G.
Ngoài ra, vẫn còn một số thách thức và hạn chế cần giải quyết, đặc biệt là các vấn đề pháp lý như phân bổ phổ tần cần được khắc phục.
Tương lai: Kết hợp, Bảo hiểm khắp mọi nơi
Các nhà khai thác mạng IoT trên mặt đất và vệ tinh đang ngày càng có xu hướng hợp tác để cung cấp các giải pháp kết nối lai. Chẳng hạn, Kinéis và Deutsche Telekom đã hợp tác để cung cấp các giải pháp vệ tinh di động lai, trong đó mô-đun KIM 1 của Kinéis được Deutsche Telekom chứng nhận và có thể được sử dụng bởi các khách hàng của Deutsche Telekom.
Hơn nữa, nhiều thiết bị IoT vệ tinh, chẳng hạn như RockXAXOÁ Chắc Chắn, có thể tận dụng cả kết nối di động và vệ tinh. Trong cả hai trường hợp, cần có các thẻ sim riêng biệt để kết nối di động và vệ tinh, đồng thời các thiết bị sẽ sử dụng kết nối mặt đất khi khả dụng, chuyển sang vệ tinh khi không có vùng phủ sóng mặt đất.
Hơn nữa, các công nghệ mới cung cấp kết nối mặt đất và vệ tinh thông qua một chipset Tần số Vô tuyến (RF) liên lạc duy nhất đang xuất hiện. Một ví dụ về điều này là LoRa Edge LR1120 hỗ trợ Sub-GHz LoRa, băng tần SATCOM S và 2,4 GHz Lora.
Mặc dù thực tế của một giải pháp mạng có thể tương tác hoàn toàn vẫn còn vài năm nữa, nhưng ngay cả các nhà khai thác vệ tinh lâu đời hơn cũng đang xem xét quan hệ đối tác để đa dạng hóa các dịch vụ của họ. Bryan Hartin, phó chủ tịch điều hành của Iridium có trụ sở tại McLean, Va., gần đây đã trả lời phỏng vấn về sự thành công của quan hệ đối tác Qualcomm và nói: “Có thể có một trình phát NB-IoT ngoài kia mà chúng tôi có thể nói là ổn, chỉ là để đa dạng hóa phạm vi tiếp cận của chúng tôi một chút, chúng tôi có thể xem xét đầu tư vào 1 hoặc 2 trong số đó.”
5G và vệ tinh
Cuối cùng, kết nối đáng tin cậy là chìa khóa dẫn đến thành công của bất kỳ triển khai IoT nào và công nghệ vệ tinh đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm nông nghiệp chính xác, Logistics và chăm sóc sức khỏe. Việc tiếp tục đầu tư và hợp tác trong lĩnh vực này là rất quan trọng để nhận ra toàn bộ tiềm năng của các mạng IoT dựa trên vệ tinh. Cho đến lúc đó, sự kết hợp giữa vệ tinh và mạng 5G vẫn mang đến cho các doanh nghiệp và tổ chức sự linh hoạt tuyệt vời để nhận ra toàn bộ tiềm năng của Lĩnh vực.
Nguồn : https://www.iotforall.com/ .
Post by Automation Bot.
