Alcanzando lo inalcanzable con IoT satelital

No sorprende que capturar datos en algunos de los lugares más difíciles de alcanzar rincones del planeta es un desafío que cualquier jugador de IoT aceptará con gusto.
(Fuente:LoRa Alliance)

El Internet de las cosas (IoT) se trata de recopilar y leer datos, y luego aprovechar esos datos para obtener información valiosa sobre la que se puede actuar. Con eso, IoT tiene un enorme potencial para que las empresas utilicen la conectividad como clave para convertir pequeños mensajes encriptados en información poderosa y tomar las decisiones correctas que mejoran en gran medida los procesos industriales, las operaciones empresariales y la eficiencia de los trabajadores.

Con casi todas las áreas urbanas del mundo cubiertas por una red de banda ancha móvil, casi el 85% de la población tenía acceso a una red 4G a finales de 2020 [1], acceder a cualquier dato en cualquier momento puede parecer un trato hecho. La realidad es que aún subsisten brechas en las zonas rurales. Según la firma de asesoría tecnológica global ABI Research, en 2019, las redes celulares terrestres solo cubrían el 20% de la superficie total de la tierra. Esto crea una considerable oportunidad de expansión de la conectividad en áreas que no se están utilizando en todo su potencial. Con una fracción significativa de casos de uso masivo de IoT que requieren un alcance global en industrias como logística, marítima, gestión de flotas, monitoreo de energía o medio ambiente, no sorprende que la captura de datos en algunos de los rincones más difíciles de alcanzar del planeta sea un desafío. cualquier jugador de IoT aceptará con gusto.

Una solución para complementar las redes terrestres radica en los servicios de IoT basados ​​en satélites que utilizan satélites para su backhaul. Si bien los satélites han existido en diferentes formas y tamaños y para diversos fines durante más de medio siglo, la miniaturización de la electrónica ha permitido a los fabricantes y proveedores de soluciones ofrecer ahora satélites pequeños y baratos que se adaptan perfectamente al IoT de bajo ancho de banda. Esto permite que los sensores de bajo costo con capacidades de comunicación de bajo consumo y largo alcance envíen mensajes de IoT desde el área remota directamente a la puerta de enlace del satélite, evitando la necesidad de una nueva y costosa infraestructura de energía fija.

La familia de tecnologías, estándares y dispositivos inteligentes que hacen que esto suceda, se conoce colectivamente como redes de área amplia de bajo consumo o LPWAN. Gracias a su rápida adopción durante la última década, se espera que el número de dispositivos conectados crezca de 13,9 millones en 2017 a 1151 millones en 2023 [2]. Qué LPWAN y, específicamente, el estándar abierto LoRaWAN ^® aporta al entorno del sistema, es una flexibilidad rentable. LoRaWAN utiliza un espectro de radiofrecuencia sin licencia que satisface las aplicaciones de IoT que requieren un largo alcance, una tasa de bits baja y un bajo consumo de energía con dispositivos que duran hasta 10 años. Los lugares y las cosas que no podrían conectarse en red de manera rentable ahora están al alcance de la mano. Con eso en mente, las aplicaciones son ilimitadas.

El auge de los satélites de IoT

Durante mucho tiempo, debido a las costosas instalaciones, los altos costos de lanzamiento de los satélites y los bajos anchos de banda, se buscó la tecnología satelital como una opción de último recurso. Pero las cosas han cambiado. La disminución de las cargas útiles de los satélites y los costos de lanzamiento en los últimos dos años ha permitido un ecosistema de IoT satelital masivo de rápido crecimiento. Estudios recientes revelan una perspectiva prometedora, y se prevé que el mercado mundial de satélites crecerá un 25% anual hasta alcanzar los 3.400 millones de dólares en 2022 [3]. ABI Research anunció que para 2024, habrá 24 millones de conexiones de IoT realizadas por satélite.

Junto con la mejora de la economía y los avances en la tecnología tanto en la capacidad satelital como en el segmento terrestre, el surgimiento de nuevas tecnologías y las capacidades cada vez mayores de las redes satelitales ha hecho que el backhaul satelital se convierta en una propuesta atractiva en todo el mundo y en muchas aplicaciones diferentes que requieren redes de datos de alto rendimiento. Y esto es bueno. Cualquier despliegue de red de área remota, ya sea un rancho ganadero en el centro de Australia, un desierto hirviente en México o los Montes Urales rusos, no solo representa un desafío logístico significativo y costoso, sino que también implica riesgos para la seguridad humana. Los entornos peligrosos pueden ser una amenaza para quien esté construyendo y manteniendo la infraestructura. La tecnología satelital reduce significativamente estos riesgos.

Además de esta indiferencia por terrenos inhóspitos y restricciones ambientales, los satélites son fáciles y seguros de implementar, ofrecen una confiabilidad de servicio constante y pueden admitir tecnologías celulares y no celulares existentes. Las redes satelitales y terrestres disfrutan de capacidades y consumo de energía de dispositivos similares, y tienen una oportunidad única de colaborar a través del roaming, lo que garantiza una cobertura ubicua en todo momento.

LoRaWAN y satélite:cambio de la ecuación de costo-beneficio

Para que un satélite reciba información valiosa, necesita comunicarse con un sensor. Aquí es donde LoRaWAN entra en la ecuación. Aunque las redes terrestres LoRaWAN IoT se han implementado masivamente en más de 165 países, existe un enorme retorno económico de la inversión que se puede obtener en regiones remotas no conectadas donde el servicio satelital puede ser más efectivo que una red LoRaWAN de propiedad privada. LoRaWAN puede obtener una gran cantidad de datos en una variedad de actividades industriales desafiantes a gran escala, como ingeniería marina, monitoreo de terremotos y rendimiento de riego, simplemente activando sensores pequeños y de bajo costo que establecen una conexión con el satélite. Un ejemplo es el monitoreo de flujo remoto inteligente para centrales hidroeléctricas. Mediante el monitoreo continuo y los datos remotos en tiempo real, se elimina la recopilación manual de datos en la carretera, lo que ahorra tiempo y dinero y reduce considerablemente los riesgos de seguridad del personal. En comparación con la recopilación de datos manual periódica, esta solución reduce el tiempo de viaje en un 80%.

El bajo consumo de energía mencionado anteriormente de los dispositivos habilitados para LoRaWAN permite que las baterías duren hasta 10 años sin servicio o sin necesidad de intervención humana para reemplazarlas. ¿Como funciona esto? En el caso de los contenedores de carga que se mueven a grandes distancias, muchas de las cuales están completamente fuera del alcance de la conectividad, las soluciones existentes involucrarían protocolos que consumen energía como el GPS. Gracias a la conexión con un satélite, las embarcaciones y sus contenedores permanecen en contacto con la red en todo momento y pueden reportar datos en tiempo real. Como un dispositivo habilitado para LoRaWAN estará activo solo cuando sea necesario, los paquetes de datos se pueden enviar con intervalos específicos. Por lo tanto, los dispositivos no requieren una recarga regular. Esta es una técnica que ahorra mucho, ya que el costo de recargar el rastreador después de cada viaje de un contenedor de envío típico supera con creces el costo del dispositivo de rastreo o los costos de conectividad en sí mismos.

Si bien ha habido muchos avances para cerrar la brecha de conectividad global, queda trabajo por hacer para brindar acceso a los millones de personas y empresas que aún viven sin él. Lo que es seguro es que la tecnología satelital cambiará las reglas del juego para industrias enteras, revolucionando la forma en que las empresas acceden y usan los datos de los activos sin importar dónde se implementen, estén fijos o en movimiento. Muchas aplicaciones ya están disponibles ahora y continuarán desarrollándose en los próximos años, acercándonos un paso más a un planeta sostenible donde las economías y comunidades locales se benefician de la transferencia de datos confiables a áreas suburbanas, rurales y remotas.

La respuesta a la conectividad IoT verdaderamente global es llegar un poco más alto para las estrellas.

Referencias:

1. Sector de Desarrollo de la Unión Internacional de Telecomunicaciones; Medición del desarrollo digital Hechos y cifras , 2020.
2. Mercado de Monitoreo de Salud Estructural por Soluciones (Hardware:Sensores, Sistema de Adquisición de Datos; Software y Servicios), Tecnología (Alámbrica e Inalámbrica), Usuarios Finales y Geografía - Pronóstico Global hasta 2022 (resumen disponible aquí).
3. Análisis de IoT. Informe de mercado LPWAN 2018-2023. Tamaño del mercado y perspectivas.