Redes não terrestres (NTN)

Redes não terrestres (NTN)

Conectando o mundo com as NTN 5G

O que são as NTN?

As redes não terrestres (NTN) são sistemas de comunicação sem fio que operam acima da superfície da Terra, envolvendo satélites em órbita terrestre baixa (LEO), órbita terrestre média (MEO) e órbita geoestacionária (GEO), plataformas de alta altitude (HAPS) e drones. Esses componentes são essenciais para a realização de uma cobertura contínua, levando cobertura até mesmo a áreas remotas que não têm acesso a redes terrestres tradicionais.

Atualmente, os dispositivos são separados entre os conectados à rede terrestre da 3GPP e os conectados ao satélite. Em outras palavras, os usuários que precisam de conexão via satélite precisam de outro dispositivo além do smartphone que já possuem. Com as NTN, todos os dispositivos móveis serão conectados a ambas as redes terrestre e de satélite como parte do ecossistema da 3GPP. E, à medida que a tecnologia continua evoluindo, os satélites se tornarão as estações de base.

Visão geral da conectividade das redes não terrestres
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Evolução das NTN

As NTN tem dois aspectos: NTN-IoT e NTN-NR. Cada uma aborda diferentes casos de uso e mercados.

O mercado das NTN começou a se estabelecer com as NTN-IoT. As NTN-IoT (Redes Não Terrestres - Internet-of-Things) expande o alcance dos casos de uso da IoT, permitindo uma verdadeira cobertura global terrestre, marítima e aérea. Elas operam em órbita geoestacionária (GEO) e órbita terrestre baixa (LEO), mas os serviços atuais operam principalmente em GEO.

Com o crescimento da tecnologia das NTN, as NTN-NR se tornarão cada vez mais relevantes. As NTN-NR (Redes Não terrestres - New Radio) conectarão diretamente smartphones e outros dispositivos 5G, tal como dispositivos que usam o REDCap para serviços não terrestres. Elas operarão em órbita terrestre baixa (LEO) e permitirão serviços de dados reduzidos, voz e mensagens para diversos casos de uso.

Casos de uso de NTN-IoT

Nos próximos cinco a dez anos, veremos um crescimento nos serviços baseados em satélite das NTN-IoT.

  • SOS e comunicação bidirecional por mensagem: Os dispositivos (smartphones, wearables e carros) podem implementar chipsets NTN NB-IoT para permitir pedidos de SOS e comunicação bidirecional por mensagem em áreas sem acesso terrestre.
  • Agricultura e cultivo:Aplicações agrícolas, como agricultura de precisão e monitoramento de gado, são possíveis mesmo em locais rurais ou remotos.
  • Rastreamento de ativos:A localização de ativos valiosos, tal como contêineres ou veículos, pode ser rastreada mesmo quando os ativos passam por áreas com conectividade celular limitada.
  • Resposta e recuperação em caso de desastres: Os dispositivos de IoT para busca e resgate, avaliação de danos e resposta em caso de emergência podem ser usados em áreas com conectividade limitada ou inexistente devido à infraestrutura danificada.
  • Monitoramento Remoto:Equipamentos em locais remotos, como plataformas de petróleo ou estações meteorológicas, podem ser monitorados.
  • Aplicações marítimas/aéreas:O rastreamento de embarcações ou o monitoramento ambiental é possível em mar aberto ou em áreas costeiras com conectividade limitada.
  • Comunicações automotivas:Continuidade da operação para serviços remotos e de segurança automotiva com baixa taxa de transmissão de dados, como chamadas de emergência, monitoramento e controle de acesso.

Casos de uso de NTN-NR 5G

À medida que as NTN evoluem, as NTN-NR se tornarão cada vez mais importantes. Essa tecnologia ampliará o propósito das NTN, fornecendo serviços semelhantes aos das NTN-IoT, mas em uma escala muito maior.

  • Continuidade ubíqua dos serviços básicos de 5G: Com a cobertura e o alcance estendidos das NTN, a continuidade dos serviços básicos 5G pode ser garantida de forma onipresente. Isso implica o acesso ininterrupto a serviços como dados móveis, chamadas de voz e mensagens, independentemente da localização geográfica ou do terreno. Isso não beneficia somente os usuários individuais, mas também capacita as empresas e os indústrias que dependem muito da conectividade ininterrupta.
  • Aprimoramento do Acesso Fixo sem fio (FWA) 5G pelas NTN:Ao aproveitar as NTN, o 5G FWA pode se tornar mais robusto e ser empregado de forma mais abrangente. Isso pode ajudar a fornecer serviços de Internet estáveis e de alta velocidade para residências e empresas, especialmente em áreas onde as conexões tradicionais com fio não são viáveis ou com um custo-benefício razoável.
  • Revolução da IoT com 5G e NTN:A integração das NTN em redes 5G pode aprimorar significativamente os recursos de IoT. Isso permite uma troca de dados mais eficiente, melhor interoperabilidade de dispositivos e a criação de ecossistemas sofisticados de IoT, impulsionando a transformação digital em todos os setores.
  • Transformação da indústria automobilística:As NTN podem facilitar a evolução da indústria automobilística, oferecendo suporte à comunicação aprimorada de «veículo para tudo» (V2X), ao desenvolvimento de veículos autônomos e a serviços avançados de telemática. Isso pode aprimorar muito a segurança, a eficiência e a experiência do usuário no setor automotivo.
  • Soluções de roaming simplificadas para 5G:As NTN podem ajudar a implementar soluções simplificadas de roaming 5G. Isso permite uma conectividade contínua e sem fronteiras, facilitando serviços de rede consistentes e de alta qualidade, independentemente do lugar.
  • Suporte a backhaul de rede 5G:As NTN podem servir como uma solução eficaz de backhaul para redes 5G. Isso pode ajudar a ampliar o alcance da rede, melhorar a capacidade e garantir conectividade confiável, mesmo em áreas remotas ou de difícil acesso.
  • Aprimoramento das operações de segurança pública: As NTN podem fornecer comunicação sólida e confiável, vital para os órgãos de segurança pública. Isso pode permitir a coordenação em tempo real, a resposta rápida e a troca de informações de forma contínua, mesmo em ambientes desafiadores ou com infraestrutura sobrecarregada.
  • Gerenciamento de resposta e recuperação em caso de desastres:Desastres naturais ou causados pelo homem podem comprometer as redes terrestres. As NTN podem preencher essa lacuna, fornecendo uma conectividade crucial para as equipes de resposta em caso de desastres, apoiando a coordenação das operações de resgate e auxiliando na rápida recuperação das regiões afetadas.
  • Conectividade marítima e aérea avançada: Ao aproveitar os recursos das NTN, a conectividade em ambientes marítimos e aéreos pode ser significativamente aprimorada. Isso pode melhorar os recursos de navegação, rastreamento e comunicação, aumentando a segurança e a eficiência operacional nessas áreas tradicionalmente mal atendidas.
  • Conectividade automotiva difundida: Fornecer continuidade de serviço em qualquer lugar, a qualquer momento, para aplicativos como telefonia, monitoramento de frotas, atualizações de software e diagnósticos, além de oferecer suporte a veículos inteligentes e conectados à internet para o futuro setor automotivo.

Qual é o padrão da 3GPP para NTN?

A 3GPP desenvolveu o padrão de NTN para fornecer conectividade sem fio além da superfície terrestre. Esse padrão oferece suporte a diversos cenários com diferentes tipos de terminais: bandas de frequência, serviços e órbitas.

Por exemplo, as redes de acesso via satélite que operam na Faixa de Frequência 1 (FR1) oferecem conectividade direta a dispositivos portáteis externos e dispositivos montados em carros ou drones por meio do padrão 5G NR, bem como a dispositivos IoT externos por meio do padrão 4G NB-IoT/eMTC. Por outro lado, as redes de acesso via satélite que operam na Faixa de Frequência 2 (FR2) e na Faixa de Frequência 3 (FR3) podem fornecer conectividade de banda larga a redes locais por meio de Terminais de Abertura Muito Pequena (VSAT) instalados em telhados de edifícios ou terminais de estação terrestre em movimento (ESIM) em plataformas móveis, como veículos, trens, embarcações ou aviões.

Enquanto a Rel. 17 habilitou as NTN em 5G, a Rel. 18 inclui atualizações, como aprimoramentos de NTN-IoT, adições de NTN-NR de novas frequências e novos modelos de serviço e tráfego. Espera-se que essas melhorias tornem as NTN 5G mais eficazes no fornecimento de conectividade sem fio rápida, confiável e eficiente em áreas remotas ou de difícil acesso. Elas também darão suporte a uma série de tecnologias emergentes, como veículos autônomos, cidades inteligentes e IoT.

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Soluções de teste para redes não terrestres (NTN)

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Perguntas frequentes sobre a tecnologia de NTN

O que são as NTN em 5G?

NTN-NR 5G é a próxima fase da tecnologia de redes não terrestres. As NTN-NR fornecerão serviços semelhantes aos das NTN-IoT, mas em uma escala muito maior. Elas conectarão diretamente smartphones e outros dispositivos 5G para serviços não terrestres. Os satélites de NTN-RN operarão em órbita terrestre baixa (LEO) e permitirão serviços de dados reduzidos, mensagens de voz e mensagens para diversos casos de uso.

Quais são os casos de uso das NTN 5G?

As NTN 5G tem diversos casos de uso:

  • Acesso contínuo a serviços básicos 5G
  • Aprimoramento do 5G FWA e IoT
  • Comunicação V2X, desenvolvimento de veículos autônomos e serviços avançados de telemática
  • Soluções de roaming simplificadas para 5G
  • Suporte a backhaul de redes 5G
  • Operações de segurança pública
  • Gerenciamento de resposta e recuperação em caso de desastres
  • Conectividade marítima e aérea avançada
Qual é a diferença entre comunicação terrestre e via satélite?

A comunicação terrestre depende da infraestrutura com base na Terra, como cabos e redes celulares, oferecendo altas taxas de transmissão de dados e baixa latência em distâncias mais curtas. A comunicação por satélite, por outro lado, oferece ampla cobertura, mas apresenta maior latência e custos de infraestrutura mais altos. A comunicação terrestre é limitada pela geografia, enquanto a comunicação via satélite supera as restrições geográficas. Cada um tem seus benefícios; a escolha depende das necessidades específicas de comunicação e das compensações entre taxas de transferência de dados, latência, cobertura e custo.

Quais são os diferentes tipos de NTN?

As NTN abrangem diversos sistemas de comunicação sem fio que operam acima da superfície da Terra, incluindo satélites em órbita terrestre baixa (LEO), órbita terrestre média (MEO) e órbita geoestacionária (GEO), bem como plataformas de alta altitude (HAPS) e drones. As NTN têm dois aspectos principais: As NTN-IoT, que expandem a cobertura da IoT globalmente nas altitudes GEO e LEO, e as NTN-NR, que conectam diretamente smartphones e dispositivos 5G na altitude LEO, fornecendo serviços de dados reduzidos, voz e mensagens para diversos casos de uso.

Quais são os benefícios das NTN?

As NTN realizam uma cobertura contínua ao estender a conectividade sem fio a áreas remotas que não têm acesso às redes terrestres tradicionais. Isso permite que as pessoas em áreas remotas tenham acesso a serviços essenciais, conectem-se com outras pessoas e participem do mundo digital.

As NTN também permitem serviços importantes baseados em satélite, tais como:

  • SOS e comunicação bidirecional por mensagem
  • Aplicações agrícolas, como agricultura de precisão e monitoramento de gado
  • Rastreamento de ativos
  • Resposta e recuperação em caso de desastres
  • Monitoramento remoto
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