12 Mag NTN, La Nuova Frontiera della Connettività Globale
Le reti non terrestri (NTN – Non Terrestrial Network) rappresentano una rivoluzione nel campo delle comunicazioni wireless, estendendo la connettività oltre le infrastrutture terrestri tradizionali per includere piattaforme aeree e spaziali. Questa innovazione mira a garantire una copertura globale, affidabile e continua, superando le limitazioni geografiche e ambientali delle reti terrestri convenzionali.
Cos’è una rete NTN?
Le NTN sono sistemi di comunicazione wireless che operano al di sopra della superficie terrestre, utilizzando piattaforme situate nell’atmosfera e nell’orbita terrestre. Queste piattaforme includono satelliti in orbita bassa (LEO), media (MEO) e geostazionaria (GEO), nonché piattaforme ad alta quota (HAPS) e droni. A differenza delle reti terrestri tradizionali, le NTN non dipendono esclusivamente dalle infrastrutture situate sul suolo terrestre per garantire la connettività.
I satelliti LEO, GEO e MEO hanno scopi differenti e trasmettono tipi di informazioni diverse, anche se tutti scambiano segnali con antenne terrestri e/o altri satelliti.
I satelliti GEO operano in un’orbita circolare geosincrona situata a 36.000 chilometri sopra l’equatore terrestre e si muovono in sincronia con la rotazione terrestre, completando un’orbita in 24 ore; mantengono la loro posizione fissa nel cielo rispetto a qualsiasi punto del globo, così da permettere alle antenne sulla Terra di fornire e mantenere la loro posizione.
La maggior parte delle comunicazioni satellitari ad oggi avviene tramite i satelliti GEO che coprono la maggior parte della superficie terrestre con soli tre satelliti.
I satelliti LEO operano in un’orbita terrestre piu’ bassa, compiono circa 12 rotazioni orbitali, al di sotto di un’altitudine di 2.000 chilometri. A causa della loro altitudine inferiore rispetto ai satelliti GEO, i satelliti LEO hanno una minore visibilità e possono comunicare solo con una porzione della Terra in un determinato momento; per questo, è necessaria un’infrastruttura di rete per fornire una copertura continua.
I satelliti MEO operano ad elevata altitudine, tra l’orbita terrestre dei satelliti LEO e l’orbita terrestre geostazionaria dei GEO. Come i satelliti LEO, anche i satelliti MEO possono compiere diverse traiettorie orbitali attorno alla Terra e a differenza dei satelliti GEO, non seguono una traiettoria fissa.I satelliti MEO offrono vantaggi distinti, in particolare in termini di applicazioni di navigazione; offrono copertura per vaste aree, si interconnettono con altri satelliti per aumentare la copertura, per esempio con Galileo, il Global Positioning System (GPS) e altri sistemi globali di navigazione satellitare (GNSS).
Differenze tra NTN-IoT e NTN-NR
Le reti NTN si suddividono principalmente in due categorie: NTN-IoT (Internet of Things) e NTN-NR (New Radio).
- NTN-IoT: Questa variante è focalizzata sull’integrazione dei dispositivi IoT con le reti non terrestri, ampliando la copertura e l’affidabilità dell’IoT, specialmente in aree remote, per esempio in applicazioni di sensori, contatori intelligenti e dispositivi indossabili. Questi dispositivi sono caratterizzati da un basso consumo energetico e utilizzano tecnologie come NB-IoT e LTE-M.
- NTN-NR: Questa categoria si rivolge ai dispositivi 5G, come smartphone e tablet, tracker, streaming, offrendo una maggiore larghezza di banda, alta capacità di DL e UL e velocità di trasmissione dati. A differenza dell’NTN-IoT, l’NTN-NR opera principalmente con satelliti in orbita terrestre bassa (LEO) e si concentra su applicazioni che richiedono elevate prestazioni.
Come definito dal 3GPP Rel 17, NTN, è in fase di graduale implementazione; le costellazioni NTN sono in fase di sviluppo, gli accordi di roaming tra operatori cellulari e satellitari sono in discussione o parzialmente definiti e solo alcuni chipset IoT sono al momento certificati per 3GPP Rel 17 IoT-NTN.
I fornitori di connettività IoT satellitare continueranno a supportare questa infrastruttura in rapida crescita con le loro soluzioni proprietarie fino a quando l’intero ecosistema NTN non sarà implementato.
In questo ecosistema IoT satellitare in espansione, Mc’ Tronic propone il nuovo F100XZ, un modulo di comunicazione NTN sviluppato da Mobiletek per il settore IoT, con una velocità massima di downlink di 8 Kbps e una velocità massima di uplink di 3,7 Kbps.
Il modulo presenta caratteristiche prestazionali di elevato livello:
- dimensioni ultra-ridotte e rapporto costo-prestazioni estremamente elevato.
- ridotte dimensioni 17,7 × 15,8 × 2,2 mm
- compatibile con i moduli della serie L660X
- supporta la comunicazione satellitare, ampia copertura nelle aree del mondo non raggiungibili dalle reti cellulari
- supporta le bande N255 e N256, B23
- il modulo presenta caratteristiche quali basso consumo energetico, elevata integrazione e facilità di saldatura, garantendo ai clienti condizioni di sviluppo convenienti
- F100XZ dispone di una varietà di interfacce e protocolli avanzati, rendendo l’applicazione semplice e pratica
- il modulo è utilizzato principalmente in scenari di POC, esplorazione, soccorso, monitoraggio di condotte e ispezione marittima.
Potenziali Applicazioni delle Reti NTN
Le reti NTN offrono una vasta gamma di applicazioni in diversi settori:
- Estensione della Copertura in Aree Remote: Le NTN possono fornire connettività in regioni isolate o difficilmente raggiungibili dalle reti terrestri tradizionali, come zone rurali, montagne e oceani. Questo è particolarmente utile per garantire servizi di comunicazione essenziali in queste aree.
- Supporto alle Applicazioni IoT: Le NTN facilitano la connessione di dispositivi IoT in ambienti difficili, come sensori ambientali in foreste pluviali o dispositivi di monitoraggio in mare aperto. Questo amplia le possibilità di raccolta dati e monitoraggio in tempo reale.
- Comunicazioni in Situazioni di Emergenza: In caso di disastri naturali o emergenze in cui le infrastrutture terrestri sono compromesse, le NTN possono garantire comunicazioni affidabili per le squadre di soccorso e le operazioni di emergenza.
- Servizi a Banda Larga per Mezzi in Movimento: Le NTN possono fornire connettività a banda larga per veicoli in movimento, come navi, aerei e treni, migliorando l’esperienza dei passeggeri e l’efficienza operativa.
- Integrazione con le Reti 5G: L’integrazione delle NTN con le reti 5G può migliorare la copertura e la capacità, offrendo servizi avanzati come la realtà aumentata e virtuale in aree precedentemente non servite.
Sfide e Considerazioni
Nonostante i numerosi vantaggi, l’implementazione delle NTN presenta alcune sfide:
- Gestione dello Spettro Radio: La crescente domanda di servizi richiede una gestione efficiente dello spettro radio per evitare interferenze e garantire la qualità del servizio.
- Integrazione con le Reti Terrestri: Assicurare una perfetta integrazione tra reti terrestri e non terrestri è fondamentale per offrire servizi senza soluzione di continuità agli utenti finali.
- Costi e Infrastruttura: La realizzazione e la manutenzione delle infrastrutture NTN possono comportare costi elevati e richiedere investimenti significativi in ricerca e sviluppo.
Il Futuro delle NTN
Le reti non terrestri sono destinate a svolgere un ruolo cruciale nell’evoluzione delle comunicazioni verso il 6G e oltre. La continua ricerca e sviluppo in questo campo mira a superare le attuali sfide, promuovendo l’adozione di soluzioni innovative che integrino reti terrestri e non terrestri in un ecosistema di comunicazione unificato e globale. Mc’Tronic è il partner ideale per supportarti nell’individuare la soluzione idonea per le tue esigenze di connettività. Necessiti di maggiori informazioni o una consulenza?