Как создать эффективную сеть между Интернетом вещей и спутниковыми группировками

Важные новости

Как создать эффективный сеть между Интернетом вещей и спутниковыми группировками» /></p>
<p> Фото: Pixabay/CC0 Public Domain </p>
<p>В общей сложности 4,6 миллиарда человек подключены к Интернету через свои мобильные телефоны. На каждого из этих людей приходится более трех устройств, подключенных к Интернету. Интернет вещей (IoT) состоит из всех связанных объектов, число которых растет: ожидается, что сегодняшние 15 миллиардов вырастут до 30 миллиардов к концу десятилетия.</p>
<p>Интернет вещей, который включает в себя Объекты, начиная от автомобилей и заканчивая датчиками орошения, метеостанциями в отдаленных местах и ​​автономными дронами, открывают бесчисленные новые возможности для связи и передачи данных. Однако он также сталкивается со значительными препятствиями.</p>
<p>Одно из основных препятствий заключается в том, как подключить объекты к Интернету в местах, где нет инфраструктуры мобильной сети. Ответ, похоже, кроется в спутниках на низкой околоземной орбите (НОО), хотя решение сопряжено со своими проблемами.</p>
<p>Новое исследование, проведенное Гильемом Боке и Борхой Мартинесом, двумя исследователями из Оберта-де-Каталонии (UOC), работающими в группе беспроводных сетей (WINE) университетского междисциплинарного института Интернета (IN3), изучило возможные способы улучшения координация между миллиардами связанных объектов на поверхности Земли и спутниками в ее атмосфере.</p>
<p>Работа опубликована в <i>IEEE Internet of Things Journal</i>.</p>
<h2>Важность спутников для Интернета вещей</h2>
<p>Экспоненциальный рост Интернета вещей за последнее десятилетие стимулировал инновации в самых разных областях: от логистики до умных городов, сельского хозяйства и судоходства и других. В значительной степени революция Интернета вещей стала возможной благодаря эффективности так называемых маломощных глобальных сетей (LPWAN) и наземной инфраструктуры, созданной для мобильных телекоммуникаций.</p>
<p>Однако в несмотря на свою высокую эффективность, у этого решения есть нерешенная проблема: как подключить устройства IoT в удаленных местах и ​​сельской местности, где эта инфраструктура недоступна.</p>
<p>Спутниковые группировки LEO появились в последние годы как альтернативное решение, способное преодолеть ограничения наземных сетей. «Спутники LEO особенно актуальны, когда речь идет об IoT, потому что, находясь ближе к Земле, им требуется меньше мощности передачи для достижения надежной связи. Это означает, что устройства могут экономить энергию, продлевая срок службы батареи и экономя на затратах на техническое обслуживание», — сказал Боке. .</p>
<p>«Помимо других преимуществ, развертывание спутника на низкой околоземной орбите значительно дешевле, а это означает, что услуги связи могут предоставляться по ценам, более разумным для Интернета вещей».</p>
<p>Кроме того, спутники LEO, такие как Spacex Спутники Starlink и Eutelsat OneWeb и проект Amazon Kuiper — обеспечивают гораздо меньшую задержку (задержку между сеансами связи), чем геостационарные спутники, имеют гораздо больше работающих спутников и больший охват, могут быть развернуты гораздо быстрее и подходят для использования в средствах связи во многих секторах. Однако использование этой опции для Интернета вещей сопряжено со своими проблемами.</p>
<h2>Проблемы использования спутниковых группировок для Интернета вещей</h2>
<p>Использование спутников как части сети Интернета вещей само по себе представляет проблемы. Некоторые из них связаны с развитием отрасли (вряд ли мы сможем развернуть группировки мегаспутников для обеспечения бесперебойного покрытия в краткосрочной перспективе из-за их низкой экономической эффективности при использовании для Интернета вещей), а другие связаны с ограничениями, связанными с способ разработки самой технологии, например, повышенная вероятность помех между коммуникациями, ограничения на использование энергии устройствами Интернета вещей и трудности, связанные с синхронизацией рабочих циклов этих устройств с интервалами доступности спутниковой связи.</p>
<p> < р>«Устройства IoT, как правило, питаются от батарей и имеют регулярные интервалы рабочего цикла сна и пробуждения для экономии энергии. Эти регулярные рабочие циклы обычно используются в наземной связи, где они даже стандартизированы. Однако, поскольку созвездия LEO не обеспечить бесперебойное покрытие, в конечном итоге вы получите короткие и нерегулярные окна связи», — сказал Боке.</p>
<p>«Поэтому нам необходимо разработать более совершенные стратегии синхронизации, чтобы обеспечить надежную связь и доступ к возможностям подключения, предоставляемым спутниковая сеть.»</p>
<h2>Как улучшить синхронизацию между спутниками и устройствами Интернета вещей</h2>
<p>Режимы энергосбережения в устройствах Интернета вещей, основанные на времени сохранения энергии, в течение которого они могут продлить срок службы батареи, перейдя в спящий режим, основаны на регулярных периодах. Но спутниковые группировки работают не так. Чтобы синхронизировать потребности подключенных объектов со временем доступа спутников LEO, вы должны иметь возможность предсказать, где будет находиться каждый спутник и когда откроется окно связи.</p>
<p>«Наше предлагаемое решение состоит в том, чтобы синхронизировать потребности приложения IoT в передаче и потребности сети в связи, с одной стороны, со временем доступности спутника, с другой. Эта синхронизация основана на способности прогнозировать это время с помощью модели орбитальной траектории спутника. , начиная с известной начальной точки», — сказал Боке.</p>
<p>«Однако создание прогнозов требует затрат с точки зрения энергии, поскольку требует выполнения регулярных вычислительных операций и обновления прогнозирующей модели, когда она отклоняется от реальной ситуации.»</p>
<p>Решение, разработанное исследователями УПЦ, было протестировано в реальной ситуации связи с наноспутником Enxaneta, первым спутником, развернутым правительством Каталонии в рамках проекта NewSpace. Результаты были многообещающими: коэффициент спутникового доступа улучшился до 99 %, обеспечив долгосрочный доступ к сети при минимизации энергопотребления устройства.</p>
<p>«Следующие шаги – завершить анализ затрат и выгод. реализовать решение с учетом различных приложений, сервисных сетей, типов спутниковых группировок, устройств IoT и технологий связи, а затем предложить и внедрить режимы энергосбережения, которые автоматически адаптируются к потребностям связи и изменяющимся условиям внеземного мира; наземные сети», — сказал исследователь.</p>
<p><strong>Дополнительная информация:</strong> Гиллем Боке и др., Оценка времени маломощного спутникового доступа для услуг Интернета вещей по неземным сетям. Сети, <i>Журнал Интернета вещей IEEE</i> (2023 г.). DOI: 10.1109/JIOT.2023.3298017 </p>
<p><strong>Информация журнала:</strong> Журнал IEEE Интернета вещей Предоставлено Открытым университетом Каталонии</p>
</div></div><div class=

Новости сегодня

Последние новости