Erweiterte Reichweite für das IoT: Bis ins All mit 5G

Über seine Geschäftsbereiche Telefónica Tech und Telefónica Global Solutions (TGS) entwickelt Telefónica gemeinsam mit Sateliot einen neuen Dienst für das Internet of Things: Das neue Satellitennetz von Sateliot wird mit den terrestrischen NB-IoT-Netzen von Telefónica Tech integriert. Das dient dazu, Konnektivität zu IoT-Geräten zu gewährleisten, wo immer sie sich befinden – einschließlich der Abdeckung auf See.

Ziel des Projekts ist es, das Angebot von Telefónica Tech durch einen globalen Satellitendienst zu ergänzen. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass er Low Earth Orbit (LEO)-Konstellationen nutzt, die weit unterhalb der Höhe von traditionellen geostationären Satelliten operieren und 5G NB-IoT-Konnektivität bietet. Da der Dienst mit 3GPP-Standards konform ist, lassen sich NB-IoT-Geräte nahtlos mit bestehenden terrestrischen Netzen und dem neuen Satellitennetz verbinden.

„Bei Telefónica Tech möchten wir unser Konnektivitätsportfolio mit den innovativsten Diensten auf dem Markt weiterentwickeln. Wir sind davon überzeugt, dass diese Lösung uns dabei helfen wird, unsere Position als Referenz im IoT zu festigen. Dabei stärkt auch unsere Kite-Plattform und weitere Innovationsprojekte, die auf Virtualisierung und der Einrichtung von Netzwerken in der Cloud basieren, diese Position. Speziell die 5G-Satellitenkonnektivität bietet standardbasierte Lösungen für IoT-Kunden, die eine breite Abdeckung mit denselben NB-IoT-Geräten benötigen, mit denen die Branche bereits arbeitet“, erklärt Carlos Carazo, Director of Technology and Technical Operations for IoT and Big Data bei Telefónica Tech.

Die von Telefónica Tech, TGS und Sateliot entwickelte Architektur integriert das Satellitennetz nativ mit den Knoten des Kite-Netzes. Dabei handelt es sich um eine verwaltete Konnektivitätsplattform für das Internet of Things, über die sich Stromleitungen in Echtzeit remote über ein Webportal oder über APIs steuern und überwachen lassen.

Sateliot ist der Ansicht, dass die Ausdehnung der 5G-Netze in den Weltraum den Weg für einen stark erweiterten Zugang zu Konnektivität rund um den Globus ebnet.

Immenser Vorteil: Der neue 5G-Satelliten-Konnektivitätsdienst erfordert keine anderen Geräte als jene, die bereits für NB-IoT-Konnektivität eingesetzt werden. Es ist zu erwarten, dass davon Tätigkeitsbereiche wie Landwirtschaft, Schifffahrt, Wind- und Solarparks sowie die Viehzucht am meisten profitieren werden: Denn sie finden oft in abgelegenen Gebieten statt und benötigen die Abdeckung daher am meisten.

Die ersten vorkommerziellen Pilotprojekte sollen noch in diesem Jahr beginnen. Der neue Dienst konnte im Testlauf jedoch bereits erfolgreich bestehen, indem das Mobilfunknetz von Telefónica über das Standard-GSMA-Roaming um die Satellitenabdeckung erweitert wurde. Eine reguläre SIM-Karte, bereitgestellt auf der Kite-Plattform von Telefónica Tech, wurde in einem IoT-Mobilfunkgerät verwendet, das nahtlos auf das Sateliot-Netz umgeschaltet werden konnte. Die Europäische Weltraumorganisation hat den Test beobachtet – dieser zeigte erfolgreich, wie sich eine Standard-Roaming-Verbindung von Telefónica in Sateliot-Netzen authentifizieren lässt.

Der Test umfasste außerdem die Implementierung von Store & Forward. Dies bezeichnet eine von Sateliot entwickelte und patentierte zweistufige Authentifizierungsmethode, die für das Roaming mit Mobilfunknetzbetreibern konzipiert und an nicht-terrestrische Netze im niedrigen Erdorbit (NTN LEO) angepasst wurde.

„Sateliot hat einen wichtigen Meilenstein erreicht, indem es die Integration von LEO- und NTN-Netzen (nicht-terrestrische Netze) mit Store & Forward-Roaming-Funktionen in Verbindung mit deren zweistufiger Authentifizierung in einem 5G-Mobilfunknetz erfolgreich demonstriert hat“, lobt Antonio Franchi, Leiter des strategischen Weltraumprogramms für 5G und 6G bei der Europäischen Weltraumorganisation. Laut Franchi ist dies ein wichtiger Durchbruch im Bereich der IoT-Dienste über Satelliten. Die erfolgreiche Integration dieser Technologien ebnet den Weg für die Digitalisierung der Welt. Denn sie revolutioniert die Art und Weise, wie wir Satellitenressourcen für die globale Konnektivität und Kommunikation nutzen.

Mehr zu Store & Forward

Die Technologie von Store & Forward ist Teil eines 5G-Netzes von Sateliot mit Satellitenzugang. Sie sorgt dafür, dass Daten gespeichert werden, wenn der Satellit nicht in der Lage ist, eine Verbindung mit einer Bodenstation herzustellen. Tritt der Satellit wieder in den Abdeckungsbereich ein, werden die Daten weitergeleitet. Dieses Merkmal von Sateliot ist besonders für verzögerungstolerante IoT-Dienste relevant: Seine Konstellation befindet sich allerdings noch in einem frühen Stadium, weshalb die Anzahl der Satelliten noch begrenzt ist.

Einige Fallbeispiele, für welche die Anwendung von Sateliot große Bedeutung hat, sind die Wartung privater Wasserbrunnen, Wartungs- und Reparaturkosten für Schifffahrtsunternehmen, die damit Millionen Dollar einsparen können. Doch auch die Unterstützung von Viehzüchtern bei der Bekämpfung von Wilderei und einer verbesserten Herdenkontrolle sowie ein hochpräzises Ernte-Überwachungssystem für Landwirte in aller Welt sind dabei nicht außer Acht zu lassen.

„Dies ist der Höhepunkt jahrelanger Studien und Entwicklungen des zweistufigen Store & Forward-Authentifizierungsverfahrens. Es verschafft Sateliot eine einzigartige Position, um Roaming auf verzögerungstolerante NB-IoT NTN-Anwendungen auszuweiten. Wir stehen vor einem Umbruch in den zukünftigen 3GPP-Netzen: Denn sie werden die Kosten durch den Einsatz von Konstellationen mit geringer Dichte und reduzierter terrestrischer Infrastruktur senken und die Auswirkungen auf den Raum und die Markteinführungszeit minimieren. Es ist sehr spannend zu sehen, wo wir stehen und was wir erreicht haben. Die IoT-Branche bewegt sich eindeutig in Richtung Standards, und wir freuen uns, dazu beizutragen“, sagt Marco Guadalupi, Chief Technology Officer bei Sateliot.

Sateliot startet die erste LEO-Satellitenkonstellation, die auf dem 5G-Standard basiert und es kommerziellen NB-IoT-NTN-Geräten ermöglicht, sich vom Weltraum aus zu verbinden. Dies ist auch eine Errungenschaft für den terrestrischen Mobilfunk, der nahtlos mit der Satellitenkonnektivität verschmilzt. Laut Sateliot eröffnet seine Technologie viele Chancen auf dem weitgehend unerschlossenen IoT-Massenmarkt in abgelegenen Gebieten – insbesondere durch die Möglichkeit, kostengünstige kommerzielle Geräte (unter 5 US-Dollar) für die Verbindung zu Satelliten zu nutzen.