Приблизительное время чтения: 6 минут
Direct-to-Gateway
Direct-to-Gateway (Terminal) является наиболее распространенной в данный момент схемой подключения устройств к спутнику, когда различные сенсоры и оконечные устройства, замеряющие параметры (температура, давление, содержание газа, влажность, вибрация, радиация, свет, ускорение и т.д.) не имеют прямой связи со спутником и через различные интерфейсы (проводные: Ethernet; беспроводные: Bluetooth, NFC, Wi-Fi) передают данные на терминал, который уже имеет в своем составе компоненты для формирования и излучения радиосигнала для спутников (модуляторы, усилители мощности, контроллеры, антенны и пр.). Такие терминалы могут также называться узлами, базовыми станциями, gateway (шлюзы), абонентскими устройствами приема-передачи, приемо-передающими модулями и пр. Суть в данном контексте в том, что такой терминал образует со «своими датчиками» мини-сеть, которая может действовать в ареале от единиц до сотен метров и даже километров.
Соответственно, по такой схеме обслуживаются поселки, жилые дома, школы, больницы, кафе, логистические хабы и склады, цеха предприятий, карьеры, прииски, подстанции, кусты скважин, автосервисы, элеваторы и пр., а также подвижные объекты: морские суда, поезда, авиалайнеры, автомобили.
Direct-to-Device
Direct-to-Device (D2D). Миниатюризация, удешевление, рыночная унификация компонентой базы приводит к тому, что малые сенсоры дополняются необходимыми компонентами и становятся отдельными терминалами размером со спичечный коробок, способными генерировать радиосигналы, которые уже могут распознать спутники на орбите. В этом случае мы говорим о технологии Direct-to-Device. О ней любят заявлять многие спутниковые операторы, но по факту каждый отдельный сенсор редко подключается напрямую к спутнику. Такие примеры есть – умный браслет-трекер на животном, малогабаритный трекер на БПЛА, но в этих случаях, они, по сути, являются уже мини-терминалами. Поэтому работа «напрямую с датчиками» является технологической разновидностью для спутниковых IoT систем по обычной Direct-to-Gateway (Terminal) схеме, но в заявлениях операторов является скорее маркетинговой уловкой. Мало того, концепция edge-computing (вычисления на краю, граничные вычисления) базируется на максимальном сдвиге вычислений и обработки данных на передний край, к сенсорам, чтобы не перегружать следующие по рангу узлы сетей (и в том числе спутники). Известный факт, что чем ближе к конечным устройствам, тем больше объем трафика. Устройства «последней мили», экосистемы ближнего радиуса действия генерируют зеттабайты мирового трафика в сутки (например, десятки сенсоров автомобиля, обменивающиеся данными с центральным компьютером, внешний накопитель ноутбука, датчики внутри умного дома и пр.). Поэтому, когда мы слышим о передаче данных напрямую «с миллиардов устройств Bluetooth на спутники» (стартап в США Hubble Networks), необходимо задуматься о бизнес-модели такой системы, ее емкости, целевых потребителях.
Direct-to-cell
Direct-to-cell – это крайне модная и перспективная, активно обсуждаемая сейчас в спутниковой индустрии тема. Суть технологии – прямое, без всяких устройств-посредников виде носимых терминалов или роутеров соединение спутник – смартфон. Почему смартфон, потому что их в мире в 2023 году уже около $4,3 млрд. при постоянном росте (GSMA).
Эксперты не без оснований рассуждают о перспективности технологии (и о рисках тоже) и приводят цифры: при допуске, что около 500 миллионов человек в мире готовы будут платить $1,5 в месяц (100-150 рублей) за возможность связи в любой точке мира, плюс $10 (80 – 120 рублей) за подключение, мы имеем совокупный объем рынка в $9 млрд в год. И это при том, что не потребуется разрабатывать, производить, продвигать и продавать специальные, дополнительные для пользователей спутниковые телефоны, трекеры, базовые станции, роутеры. Идея заманчивая, она привлекает крупнейших игроков. Данные технологические возможности и бизнес-модели прорабатываются глобальными партнерствами Globalstar-Apple, Starlink – T-Mobile, AST-Mobile — Google, Lynk Global, Kuiper, Lightspeed (TELESAT), Guowang и при этом Starlink, как обычно, опять опередил всех и уже тестирует услугу прямой связи для тысяч пользователей (заявлено, что услугу будут поддерживать до 840 спутников на LEO — VLEO).
Разновидности Direct-to-cell
- Близкая идея реализована у IRIDIUM, Globalstar, ECHOSTARMOBILE (дополнительные устройства- посредники между смартфоном и спутником, своего рода мини-спутниковые телефоны-модемы), но в чистом виде это, конечно, не Direct-to-cell, но рынок таких услуг уже есть и появился с первыми смартфонами.
- Direct-to-cell с доработкой серийного смартфона (другими словами, производитель серийного смартфона модифицирует или добавляет приемо-передающий модуль, антенну, чтобы можно было установить связь со спутником, но при этом внешний вид, масса и, самое главное, предельная мощность излучения незаметно изменяются). По такому пути пошел Apple начиная с 2021 года с I-Phone 14, поддерживающего сообщения SOS через спутники GLOBALSTAR. Попытались и IRIDIUM с Qualcomm, задумав чипсет для Android-смартфонов (но, видимо, производители Android-смартфонов либо делают это сами, что характерно для китайской стратегии, либо выжидают, но пока Qualcomm поставил этот проект на паузу).
- Direct-to-cell без доработки серийных смартфонов. То есть смартфон должен работать на одинаковых принципах и в сотовых сетях, и в спутниковых, и без доработок, чтобы производители смартфонов не тратились на отдельную электронику. Здесь, видимо, разработчики лукавят и совсем без доработок не обойдется, и внутри смартфонов могут появиться дополнительные компоненты, не видимые пользователю, но дело тут скорее в стоимости разработок и серийного производства таких модулей (стоимость только дизайна системы на кристалле может составить $1 млрд), поэтому все сейчас ждут, как же отреагирует рынок. Но то, что такие бизнес-модели и технологии появятся, нет никаких сомнений, вопрос только кто будет в лидерах. Такой смартфон, подключенный к NTN-сетям, станет ядром экосистем будущего (интернет-телефон, сенсоры в одежде, обуви, личных предметах, гаджетах и даже на теле или внутри тела человека). Вполне вероятно, что появятся «распределенные смартфоны», когда функционал будет поделен по всей экосистеме, человек уже не будет держать ничего в руках, антенны и микроэлектроника будут вшиты в одежду, изображения проецироваться и пр. Соединение с такой экосистемой позволит спутнику передавать данные о человеке и его ближайшем окружении, о посещаемых им объектах. Но, представим, что люди крайне редко или вообще не посещают промышленные объекты, леса, с/х угодья, побережья океанов, где надо контролировать определенные параметры и т.п. В этом случае мы имеем дело с «классическими» IIoT, M2M, где машины, механизмы, роботы, БПЛа, автомобили и пр., объекты физического мира взаимодействуют между собой и центрами управления, и где мы не можем зафиксировать человека с его смартфоном в качестве передающего данные шлюза.
