Réseaux non terrestres (NTN)

Réseaux non terrestres (NTN)

Connexion mondiale avec la 5G NTN

Qu'est ce qu'un NTN ?

Les réseaux non terrestres (NTN) sont des systèmes de communication sans fil qui fonctionnent au-delà de la surface terrestre, impliquant des satellites en orbite basse (LEO), orbite moyenne (MEO) et orbite géostationnaire (GEO), des plateformes haute altitude (HAPS) et des drones. De tels composants sont essentiels pour la réalisation d'une couverture ininterrompue, apportant une couverture même dans des régions éloignées qui ne possèdent pas d'accès aux réseaux terrestres traditionnels.

Aujourd'hui, les appareils sont séparés entre ceux qui sont connectés au réseau terrestre 3GPP et ceux qui sont connectés aux satellites. En d'autres termes, les utilisateurs qui ont besoin d'une connexion satellite ont besoin d'un autre appareil en plus de leur smartphone. Avec le NTN, tous les appareils mobiles seront connectés à la fois aux réseaux terrestre et satellite en tant que partie de l'écosystème 3GPP. Et comme la technologie évolue continuellement, les satellites deviendront les stations de base.

Vue d'ensemble de la connectivité globale des réseaux non terrestres
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Évolution des NTN

Les NTN présentent deux aspects : le NTN-IoT et le NTN-NR. Chacun s'adresse à des cas d'utilisation et des marchés différents.

Le marché du NTN a débuté avec le NTN-IoT. Le NTN-IoT élargit la portée des cas d'utilisation IoT, permettant une véritable couverture mondiale sur terre, en mer et dans l'air. Il fonctionne à la fois aux altitudes GEO et LEO, mais les services actuels fonctionnent quasiment tous dans la GEO.

Avec la croissance de la technologie NTN, le NTN-NR deviendra de plus en plus pertinent. Le NTN-NR reliera directement des smartphones et d'autres appareils 5G tels que des dispositifs utilisant RedCap pour les services non terrestres. Il fonctionnera à l'altitude LEO et permettra des services faibles données, vocaux et de messagerie pour divers cas d'utilisation.

Cas d'utilisation du NTN-IoT

Au cours des cinq à dix prochaines années, nous observerons une croissance des services basés sur satellite NTN-IoT.

  • Messages SOS et bidirectionnel : Des appareils (smartphones, portables et voitures) peuvent intégrer des chipsets NTN NB-IoT afin de permettre des messages SOS et bidirectionnels dans des zones sans accès terrestre.
  • Agriculture et exploitation agricole :Des applications agricoles, telles que l'exploitation agricole de précision et la surveillance du bétail, sont possibles même dans des milieux ruraux ou isolés.
  • Suivi des actifs :La localisation des actifs précieux, tels que des conteneurs d'expédition ou des véhicules, peut être suivi même lorsque ces actifs voyagent à travers des zones disposant d'une connectivité cellulaire limitée.
  • Intervention et reconstruction après sinistre : Les appareils IoT destinés à la recherche et au secours, à l'évaluation des dommages et à la réponse d'urgence peuvent être utilisés dans des zones qui disposent d'une connectivité limitée, voire nulle, du fait des infrastructures endommagées.
  • Surveillance à distance :Les équipements de localisations distantes, telles que les plateformes pétrolières et les stations météorologiques, peuvent être surveillées.
  • Applications maritimes :Le suivi de navires ou la surveillance environnementale est possible en haute mer ou dans des zones côtières disposant d'une connectivité limitée.
  • Communications automobiles :Continuité de service pour les services à distance et la sécurité automobile à faibles données tels que l'appel d'urgence, la surveillance et le contrôle d'accès.

Cas d'utilisation de la 5G NTN-NR

Au fur et à mesure que la NTN évolue, la NTN-NR prendre de l'importance. Cette technologie élargira l'envergure de la NTN, en fournissant des services similaires à ceux de la NTN-IoT, mais à une échelle beaucoup plus importante.

  • Continuité omniprésente des services de base 5G : Avec la couverture et la portée étendues des NTN, la continuité des services de base de la 5G peut être assurée. Cela implique un accès ininterrompu aux services tels que les données mobiles, les appels vocaux et les messageries, peu importe l'emplacement géographique ou le terrain. Cela ne bénéficie pas uniquement aux utilisateurs individuels, mais également aux industries et entreprises qui s'appuient massivement sur une connectivité ininterrompue.
  • Amélioration de l'accès sans fil fixe 5G (FWA) avec les NTN :En exploitant les NTN, la 5G FWA peut être rendue plus robuste et être employée plus massivement. Cela peut aider dans la fourniture de services internet haut débit stables dans les foyers et les entreprises, en particulier dans des zones où des connexions câblées traditionnelles ne sont pas viables ou rentables.
  • La révolution IoT avec la 5G et les NTN :L'intégration des NTN dans les réseaux 5G peut améliorer significativement les capacités IoT. Cela permet des échanges de données plus efficaces, une interopérabilité des appareils améliorée et la création d'écosystèmes IoT sophistiqués, engendrant une transformation numérique dans les industries.
  • Transformation de l'industrie automobile :Les NTN peuvent faciliter l'évolution de l'industrie automobile, en prenant en charge la communication avancée du véhicule vers toute infrastructure (V2X), le développement des véhicules autonomes et des services télématiques avancés. Cela peut grandement améliorer la sécurité, l'efficacité et l'expérience utilisateur dans le secteur automobile.
  • Solutions d'itinérance 5G simplifiées :Les NTN permettent d'intégration de solutions d'itinérance 5G simplifiées. Cela permet une connectivité ininterrompue et sans limite, facilitant des services réseaux cohérents et de haute qualité, peu importe l'endroit.
  • Prise en charge du réseau backhaul 5G :Les NTN peuvent servir de solution backhaul efficace pour les réseaux 5G. Cela peut aider à étendre la portée du réseau, améliorer la capacité et assurer une connectivité fiable même dans des zones distantes ou difficiles d'accès.
  • Amélioration des opérations de sécurité publique : Les NTN peuvent fournir une communication fiable et robuste vitale pour les agences de sécurité publique. Cela peut permettre une coordination en temps réel, une réponse rapide et un échange d'informations ininterrompu, même dans des environnements difficiles ou dans une infrastructure mise à rude épreuve.
  • Réponse en cas de catastrophe et gestion de l'intervention :Les catastrophes naturelles ou faisant suite à l'erreur humaine peuvent compromettre les réseaux terrestres. Les NTN peuvent combler cette faille, en fournissant une connectivité essentielle aux équipes d'intervention, en prenant en charge la coordination des opérations de secours et en aidant la reconstruction fluide des régions affectées.
  • Connectivités maritime et aérienne avancées : En tirant parti des capacités des NTN, la connectivité peut être significativement améliorée dans les environnements maritime et aérien. Cela peut améliorer les capacités de navigation, de suivi et de communication, engendrant sécurité et efficacité opérationnelle dans ces zones traditionnellement peu ou pas desservies.
  • Connectivité automobile omniprésente : Fourniture d'une continuité de service partout, n'importe quand pour des applications telles que la téléphonie, la surveillance de flotte, les diagnostiques et les mises à jour logicielles, tout en prenant en charge des véhicules intelligents et connectés pour l'industrie automobile du futur.

Qu'est ce que la norme 3GPP pour les NTN ?

La 3GPP a développé la norme NTN afin de fournir une connectivité sans fil partout à la surface de la terre. Cette norme prend en charge divers scénarios avec différents types de terminaux : bandes de fréquence, services et orbites.

Par exemple, des réseaux d'accès satellite fonctionnant dans la gamme de fréquence 1 (FR1) proposent une connectivité directe aux appareils portables extérieurs et aux appareils montés sur voiture ou drone via la norme 5G NR, ainsi qu'aux appareils IoT extérieurs via la norme 4G NB-IoT/eMTC. D'un autre côté, les réseaux d'accès satellite fonctionnant dans la gamme de fréquence 2 (FR2) et la gamme de fréquence 3 (FR3) pourraient fournir une connectivité large bande aux réseaux locaux via des terminaux à très petite ouverture (VSAT) installés sur les toits des bâtiments ou via des terminaux de station terrestre en mouvement (ESIM) sur des plateformes mobiles telles que des véhicules, des trains, des navires ou des avions.

Tandis que le communiqué 17 permettait les NTN dans 5G, le communiqué 18 intègre des mises à jour, telle que les améliorations NTN-IoT, les ajouts de nouvelles fréquences NTN-NR, ainsi que de nouveaux services et modèles de trafic. Ces améliorations sont attendues pour rendre la 5G NTN plus efficace en fournissant une connectivité sans fil rapide, fiable et efficace dans des zones distantes ou difficiles d'accès. Elles prendront également en charge une gamme de technologies émergentes telles que les véhicules autonomes, les villes intelligentes et l'IoT.

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Solutions de test pour les réseaux non terrestres (NTN)

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Ressources sur la technologie NTN

Tech talk : Communications mobiles et satellite ‒ anciens ennemis ou bons amis ?

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Article : 5G pour l'espace ‒ implications pour le test et mesure NTN

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Livre blanc : Vue d'ensemble technique des réseaux non terrestres 5G

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Webinaire : 5G NTN takes flight - 5G non-terrestrial networks evolving towards 6G

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FAQ sur la technologie NTN

Qu'est ce qu'un NTN dans la 5G ?

La 5G NTN-NR est la prochaine phase de la technologie NTN. La NTN-NR fournira des services identiques à ceux de la NTN-IoT mais à une échelle bien plus importante. Elle reliera directement des smartphones et d'autres appareils 5G pour des services non terrestres. Les satellites NTN-NR fonctionneront à l'altitude LEO et permettront des services faibles données, vocaux et de messagerie pour divers cas d'utilisation.

Quels sont les cas d'utilisation pour la 5G NTN ?

La 5G NTN a divers cas d'utilisation :

  • Un accès fluide aux services de base 5G
  • Amélioration de la 5G FWA et de l'IoT
  • Communication V2X, développement de véhicules autonomes et services télématiques avancés
  • Solutions d'itinérance 5G simplifiées
  • Prise en charge Backhaul pour des réseaux 5G
  • Opérations de sécurité publique
  • Réponse à une catastrophe et gestion de l'intervention
  • Connectivités maritime et aérienne avancées
Quelle est la différence entre les communications terrestre et satellite ?

La communication terrestre repose sur une infrastructure basée sur terre comme des réseaux câbles et cellulaires, proposant des débits de données élevés et une faible latence sur des distances plus courtes. La communication satellite,d'un autre côté, fournit une large couverture mais introduit une latence supérieure et des coûts d'infrastructure plus élevés. La communication terrestre est limitée géographiquement, alors que la communication satellite surmonte les contraintes géographiques. Chaque approche possède ses avantages; le choix dépend des besoins de communication spécifiques et des concessions entre les débits de données, la latence, la couverture et le coût.

Quels sont les différents types de NTN ?

Les NTN englobent divers systèmes de communication sans fil fonctionnant au-dessus de la surface de la terre, incluant des satellites en orbite terrestre basse (LEO), orbite terrestre moyenne (MEO) et orbite géostationnaire (GEO), ainsi que des plateformes haute altitude (HAPS) de des drones. Les NTN présentent deux principaux aspects : le NTN-IoT, qui élargit la couverture IoT mondialement aux altitudes GEO et LEO, et le NTN-NR, qui relie directement des smartphones et des appareils 5G à l'altitude LEO, fournissant des services faibles données, vocaux et de messagerie pour divers cas d'utilisation.

Quels sont les avantages des NTN ?

Les NTN réalisent une couverture ininterrompue en élargissant la connectivité sans fil aux régions éloignées qui n'ont pas accès aux réseaux terrestres traditionnels. Cela permet aux personnes vivant dans des régions éloignées d'accéder aux services essentiels, de se connecter aux autres et de participer au monde numérique.

Les NTN permettent également des services importants basés sur satellite tels que :

  • Les SOS et la messagerie bidirectionnelle
  • Des applications agricoles, telles que l'agriculture de précision et la surveillance du bétail
  • Le suivi des actifs
  • La réponse à une catastrophe et l'intervention
  • La surveillance à distance
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