Qu'est-ce que l'IoT par satellite? Comment ça fonctionne, Avantages et applications

La couverture est rarement un problème lorsqu'un appareil IoT se trouve à l'intérieur d'une ville. Déplacez le même appareil sur un bateau de pêche, un pipeline distant, une ferme isolée, ou un équipement éloigné d'une tour mobile, et la connectivité peut devenir la partie la plus difficile du projet.

C’est là que l’IoT par satellite devient utile.

La connectivité par satellite offre aux appareils IoT un autre moyen d'envoyer des données lorsque les réseaux terrestres ne peuvent pas fournir une couverture fiable. Dans certains systèmes, l'appareil parle directement à un satellite. Dans d'autres, le satellite est utilisé comme liaison de liaison pour une passerelle locale. Une troisième approche combine le cellulaire et le satellite afin qu'un actif puisse basculer entre eux à mesure que son emplacement change..

Cela ne signifie pas que tous les projets IoT à distance doivent utiliser le satellite. Taille du message, fréquence des rapports, durée de vie de la batterie, emplacement de l'antenne, coût des services, et la couverture affectent tous le choix final.

Comprendre ces compromis est la clé pour bien utiliser l’IoT par satellite.

Qu'est-ce que l'IoT par satellite?

L'IoT par satellite fait référence aux systèmes IoT qui utilisent la communication par satellite pour une partie ou la totalité de la connexion entre les appareils de terrain et les applications métier..

Le but fondamental est simple. Il étend la détection connectée et la visibilité des actifs au-delà des endroits desservis par les tours cellulaires, Wifi, réseaux filaires, ou autre infrastructure terrestre.

Un appareil connecté par satellite peut signaler:

• Localisation GPS
• Niveau du réservoir ou de l'eau
• Température et humidité
• Pression
• État de l'équipement
• Conditions du sol ou de l'environnement
• Événements d'alarme

La plupart des applications IoT par satellite n'ont pas besoin de déplacer des fichiers volumineux. Ils dépendent souvent du court, messages utiles envoyés à intervalles planifiés.

C'est une des raisons connectivité par satellite s'adapte si bien à la surveillance à distance. L'entreprise n'a peut-être pas besoin d'un flux constant de données. Il se peut qu'il lui suffise de savoir qu'un actif est toujours opérationnel., où c'est, ou si une valeur a dépassé une limite.

Les différences entre l'IoT par satellite et l'IoT traditionnel

L’IoT par satellite et terrestre ne doit pas être considéré comme des réponses concurrentes à la même question.

IoT cellulaire est souvent le choix pratique lorsque les actifs restent dans une couverture mobile fiable. Le satellite devient plus attractif lorsque ces actifs opèrent à l’étranger, à travers des terres éloignées, ou à travers des zones où le service cellulaire est incohérent. La comparaison ci-dessous reflète les principaux facteurs de déploiement dans le brief du projet.

Le point important est qu’une couverture plus large entraîne des compromis en matière de conception.. Une liaison satellite peut résoudre un problème de couverture tout en créant de nouvelles questions sur l'énergie, position de l'antenne, temps de transmission, et le coût des données.

Comment fonctionne la connectivité IoT par satellite?

Un chemin de données IoT par satellite typique ressemble à ceci:

Capteur → module de communication → antenne → réseau satellite → infrastructure au sol → plateforme cloud → application

Les détails varient selon le système.

Un capteur de niveau déporté, Par exemple, peut se réveiller à des heures programmées, recueillir une lecture, et prépare un petit message. Son module de communication envoie ce message via le réseau satellite. Les données parviennent ensuite à un service cloud, où il peut apparaître dans un tableau de bord ou déclencher une alerte.

Si l'appareil ne peut pas envoyer le message immédiatement, un système bien conçu peut le stocker et réessayer plus tard.

Ceci est important car la communication par satellite ne dépend pas uniquement de l'emplacement de l'appareil.. Orientation de l'antenne, structures environnantes, terrain, disponibilité des satellites, et la conception du réseau peuvent tous affecter le lien.

Trois façons d'ajouter une connectivité satellite

Le satellite peut entrer dans un Architecture IdO à plus d'un endroit.

Directement par satellite

L'appareil lui-même comprend la radio et l'antenne nécessaires pour communiquer avec un réseau satellite.

Cette approche est intéressante lorsque les actifs individuels sont répartis sur de vastes zones éloignées et ne peuvent pas dépendre des infrastructures à proximité..

Liaison satellite

Les capteurs locaux se connectent d'abord à une passerelle à proximité. La passerelle envoie ensuite leurs données via une liaison satellite.

Cela peut être une architecture pratique pour un site distant avec de nombreux capteurs locaux, comme une installation énergétique, site agricole, ou installation isolée.

Hybride cellulaire et satellite

L'appareil utilise la connectivité cellulaire lorsqu'elle est disponible et le satellite lorsque la couverture terrestre est perdue..

Les directives de la GSMA identifient la connectivité hybride cellulaire et non terrestre comme un modèle important pour étendre les services IoT au-delà des limites du réseau terrestre..

Cette approche peut être particulièrement intéressante pour les véhicules, conteneurs, et les équipements mobiles qui passent une grande partie de leur temps dans la couverture cellulaire mais pénètrent parfois dans des angles morts.

Technologies clés derrière l'IoT par satellite

L'IoT par satellite n'est pas lié à une seule norme sans fil. Plusieurs technologies peuvent prendre en charge différents types d'appareils connectés.

Direct vers le satellite LoRaWAN

LoRaWAN a été conçu pour les applications IoT nécessitant une communication longue portée avec une faible consommation d'énergie. Il est généralement associé à de petits messages de capteurs plutôt qu'à un trafic à large bande passante..

Les réseaux satellites peuvent étendre ce modèle en plaçant la capacité de passerelle LoRaWAN sur les satellites. L'Alliance LoRa note que les passerelles satellite LEO peuvent communiquer avec des capteurs LoRaWAN appropriés sur de longues distances de visibilité directe..

Pour des applications telles que la détection environnementale ou l'agriculture à distance, ce modèle peut être intéressant car la valeur provient souvent de petites mesures plutôt que de grands flux de données.

NB-IoT sur NTN

Le NB-IoT va également au-delà des réseaux terrestres.

3Libération GPP 17 introduit un support standardisé pour NB-IoT et eMTC sur les réseaux non terrestres. Ce travail contribue à intégrer la communication par satellite dans l’écosystème plus large de l’IoT cellulaire.

Pour les concepteurs de solutions, Le NTN basé sur des normes peut permettre de considérer plus facilement le cellulaire et le satellite comme faisant partie d'une seule stratégie de connectivité plutôt que comme deux systèmes complètement distincts..

Les modules et les antennes comptent toujours

Un module compatible satellite ne garantit pas un déploiement réussi.

La conception matérielle doit également tenir compte du placement de l'antenne, alimentation, matériaux de clôture, angle d'installation, planification des messages, nouvelles tentatives, et stockage de données local.

Ceci est particulièrement important pour les produits alimentés par batterie. La transmission radio est généralement l'une des opérations les plus gourmandes en énergie dans un capteur., la stratégie de reporting peut donc avoir un effet direct sur la durée d'exploitation.

Où l'IoT par satellite offre-t-il le plus de valeur?

Les applications les plus puissantes ont tendance à partager une fonctionnalité: l'actif compte, mais la couverture terrestre ne peut pas être supposée.

La bonne stratégie de connectivité dépend principalement de la couverture, fréquence des rapports, volume de données, et comment l'actif se déplace entre les environnements réseau.

Surveillance maritime et des navires

Une fois qu'un navire s'éloigne de la côte, la couverture mobile terrestre devient moins fiable.

L'IoT par satellite peut prendre en charge la localisation des navires, État de l'équipement, détection environnementale, et des messages opérationnels sélectionnés sans dépendre d'une tour de téléphonie cellulaire à proximité.

Surveillance agricole et environnementale

Champs, forêts, rivières, réservoirs, et les stations météorologiques peuvent être situées loin des infrastructures de communication.

Les capteurs connectés par satellite peuvent permettre de collecter des données de terrain sélectionnées sans construire de réseau terrestre sur l'ensemble de la zone..

Énergie et services publics

Pipelines, puits, sous-stations, actifs d'énergie renouvelable, et les infrastructures de services publics sont souvent réparties sur de vastes territoires.

Dans ces applications, un petit message d'état peut suffire à montrer qu'un actif fonctionne normalement ou qu'une inspection sur le terrain est nécessaire.

Logistique et suivi des actifs

Conteneurs, Véhicules, remorques, et les équipements industriels restent rarement dans un seul environnement réseau.

Un actif peut passer d'une ville à une route rurale, puis vers un port ou une route offshore. La connectivité hybride peut contribuer à réduire les écarts de visibilité entre ces emplacements.

Quels sont les principaux avantages de l'IoT par satellite?

Le premier avantage est évident: couverture au-delà des réseaux terrestres.

Les avantages commerciaux les plus utiles viennent ensuite.

L'IoT par satellite peut donner aux équipes opérationnelles une meilleure visibilité sur les actifs distants. Cela peut réduire la dépendance aux contrôles manuels. Cela peut aider à détecter plus tôt des conditions anormales. Il peut également maintenir les données sélectionnées en mouvement lorsque la couverture cellulaire disparaît.

Le satellite peut également prendre en charge un deuxième chemin de communication dans un système hybride. La GSMA décrit NTN comme un complément à l'infrastructure mobile terrestre, en particulier pour les zones reculées et mal desservies.

Ce mot, complément, est important.

Pour de nombreux déploiements IoT, le but n'est pas de remplacer le cellulaire. Il s’agit de supprimer les angles morts que le cellulaire seul ne peut couvrir.

IoT par satellite vs IoT cellulaire: Lequel devriez-vous choisir?

Une bonne décision en matière de connectivité commence par l'actif, pas le logo du réseau.

Le plan fournit un modèle de décision utile basé sur la couverture, besoins en matière de reporting, et le mouvement des actifs.

Avant de vous engager dans la connectivité par satellite, répondre à six questions:

1. Où l'appareil fonctionnera-t-il réellement? Vérifiez la couverture du service pour la zone de déploiement réelle.

2. Quelle quantité de données doit-il envoyer? Une mise à jour de localisation et une image ont des exigences très différentes.

3. À quelle fréquence doit-il signaler? La création de rapports toutes les quelques minutes peut modifier à la fois la consommation d'énergie et le coût du service..

4. Comment l'appareil sera-t-il alimenté? Les actifs alimentés par batterie nécessitent un budget énergétique réaliste.

5. Où sera installée l'antenne? Boîtiers, métal, bâtiments, terrain, et la visibilité du ciel peut affecter les performances.

6. Que se passe-t-il en cas d'échec de la transmission? Décidez si l'appareil doit réessayer, stocker le message, ou attendez la prochaine fenêtre de rapport.

Ces questions révèlent généralement plus qu'une seule carte de couverture.

Conclusion

La connectivité par satellite change là où l'IoT peut fonctionner, mais cela ne supprime pas la nécessité d'une conception minutieuse du système.

Un capteur distant a toujours besoin du bon intervalle de rapport. L'antenne a encore besoin d'une position d'installation appropriée. L'appareil a encore besoin de suffisamment d'énergie. L'application a toujours besoin d'un plan pour les messages retardés ou manquants.

C'est pourquoi l'IoT par satellite fonctionne mieux lorsque le projet démarre par une simple question:

Quelles informations cet actif doit-il envoyer lorsque la connectivité terrestre n'est pas disponible?

Si la réponse est petite, une donnée opérationnelle précieuse, le satellite peut être un très bon choix.

Si l'actif dispose déjà d'un service cellulaire fiable et envoie des données fréquentes ou gourmandes en bande passante, la connectivité terrestre peut rester le meilleur choix.

Et quand un actif se déplace entre les deux mondes, une approche hybride peut souvent fournir l’équilibre le plus pratique.

L'IoT par satellite ne consiste pas à placer chaque appareil connecté sur un réseau satellite. Il s’agit de garder les bons actifs visibles lorsque les réseaux ordinaires ne les atteignent plus..