JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Hittills har satelliter varit ett dyrt sätt att koppla upp IoT-noder men de små lågtflygande Leo-satelliter som nu är på väg att skjutas upp kommer att ändra på det. Tillväxten blir hela 36 procent per år fram till 2025 då det kommer att finnas 16 miljoner enheter i drift, enligt det Göteborgsbaserade analyshuset Berg Insight.

Det finns många alternativ för den som vill koppla upp en IoT-nod: wifi, mobilnät, Lorawan och Sigfox liksom proprietära lösningar. Alla förutsätter dock att saken man vill hämta eller skicka data till befinner sig i bebodda trakter. Så fort man beger sig ut i skogen, på fjället eller på sjön är risken stor att det inte finns uppkoppling.

Exempelvis saknar runt 90 procent av jordens yta mobiltäckning vilket inte är så konstigt om man betänker att ungefär 71 procent utgörs av hav.

Det är här som satelliterna kommer in. De ger god täckning över stora ytor och passar därför bra i branscher som jordbruk, transport, olja & gas, gruvor och energi.

År 2020 fanns det 3,4 miljoner IoT-noder uppkopplade via satellit. Störst var Orbcomm med cirka 1,2 miljon abonnenter. Företaget erbjuder kompletta lösningar via sina egna satelliter men säljer också uppkopplingar via bland annat Inmarsat.

Iridium hade nästan lika många, eller 1,1 miljoner, medan Globalstar hade 0,4 miljoner. Franska Kineis och Thuraya i UAE är betydligt mindre med något tiotusental uppkopplade enheter vardera.

Precis som för andra IoT-tilllämpningar drivs även utbyggnaden av satellitsystemen av den allmänna trenden med allt mer fjärrövervakning och fjärrstyrning.

Johan Fagerber

– Tillväxten för satellitkommunikation drivs också av att många nya satellitsystem är på väg att lanseras som har olika egenskaper och täcker olika behov. Även sjunkande priser på uppkoppling är något som kan öppna för nya användningsområden och göra satellituppkoppling mer attraktivt. De nya Leo-satellitsystemen som består av små satelliter är mindre kostsamma att bygga, skriver Johan Fagerberg till Elektroniktidningen.

Han är vd och medgrundare av Berg Insight som sysslar med att kartlägga IoT-branschen.

Företaget listar 38 satellitprojekt i en rapport från 2021. Astrocast, Hiber, Kineis och Fleet Space Technologies är redan i drift men många fler ligger i startgroparna. Det gäller för Eutelsat, OQ Technology, Sateliot och Totum Labs.

Projekten konkurrerar inte alltid med varandra, de har delvis olika egenskaper som priser, bandbredd, täckning, abonnemangsformer, teknikval, säljkanaler och affärsmodeller.

Idag domineras marknaden av en handfull satellitoperatörer där de största är Orbcomm, Iridium, Globalstar, Kineis och Inmarsat.

Sedan finns system som enbart erbjuder bredbandsuppkoppling. Det gäller exempelvis projekten Starlink (från SpaceX), OneWeb och Kuiper (från Amazon). Ytterligare ett exempel är EU:s nyligen aviserade satellitprojekt på sex miljarder euro tänkt för just global bredbandsuppkoppling, med start år 2025.

En sak som hittills hållit tillbaka användningen av satelliter för IoT-tillämpningar är driftskostnaderna. Prissättningen spretar men Berg Insight har räknat fram att den årliga genomsnittsintäkten per abonnemang i de existerande systemen var 63 euro under 2021.

De nya Leo-systemen som lanseras under de kommande åren kommer att öka konkurrensen och leda till sjunkande priser.

För de flesta system finns tvåvägskommunikation, det går alltså både att hämta data och skicka kommandon.

Fördröjningen eller latensen är betydligt större än för terrestra system. För geostationära satelliter handlar det om 250 ms medan det för Leo-satelliter inte är mer än kanske 10 millisekunder vilket är i paritet med dagens mobilnät.

För satellitsystem måste man också ta hänsyn till hur ofta och hur länge en satellit man vill kommunicera med befinner sig över horisonten.

De lågflygande Leo-satelliterna färdas i ungefär 8 km/s vilket gör att de passerar över horisonten på 5 till 15 minuter. Sedan kan det i värsta fall ta flera timmar innan det kommer en ny satellit inom synhåll.

Den här typen av satellitsystem fungerar bra om man kan buffra mätdata mellan överföringarna och fördröjningen inte har någon betydelse. Däremot fungerar de inte om man vill kunna använda systemet för att skicka larm eller realtidsdata.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.
Prenumerera kostnadsfritt!

Dessutom bör man fundera på om kommunikationslänken till och från satelliten går via ett frekvensband som även används för andra typer av tillämpningar som kan störa ut kommunikationen.

För att få realtidsprestanda med Leo-satelliter kan det behövas hundratals, liksom ett stort antal markstationer.

 

Geo och Leo

De nya lågflygande Leo-satelliterna (Low Earth Orbit) befinner sig 500 km till 2 000 km från jorden vilket ger kortare fördröjningar och i många fall även bättre datatakter än geostationära satelliter som typiskt är 35 000 km bort.

Samtidigt är den låga omloppsbanan en nackdel i så måtto att satelliterna passerar över en IoT-nod på några minuter. För att få en kontinuerlig uppkoppling behövs därför många fler satelliter jämfört med geostationära där det i princip räcker med tre stycken för att täcka in hela jordklotet.

Dessutom lever de lågtflygande nanosatelliterna inte mer än fyra till fem år innan de ramlar ned och brinner upp i atmosfären.

Medan det går att få ett mobilmodem för fem dollar är det svårt att hitta exakta siffror på vad ett satellitmodem kostar. Priset hänger bland annat samman med affärsmodellerna och hur stora volymerna är men Berg Insight uppskattar att det ligger någonstans mellan 5 och 100 dollar.

De flesta satellitoperatörer satsar på proprietära lösningar, ofta ihop med en partner som tar fram kretsarna. Ett exempel är Orca Systems som tagit fram en systemkrets för Totums kommande satellitsystem som ska kosta tio dollar i volym.

På senare tid har branschen börjat snegla på de stora standarderna som Sigfox, Lorawan, NB-IoT och LTE-M och på sikt även 5G NR Low Power för att kunna dra nytta av de stora ekosystem som finns runt dessa.

Exempelvis har satellitoperatörerna OQ Technology, AST Space Mobile, Omnispace, Sateliot och Galaxy Space valt mobilstandarder för IoT medan EchoStar Mobile och Lacuna Space valt LoRaWAN och Eutelsat Sigfox.

Förhoppningen är pressa ned priserna och dessutom ge kunderna fler valmöjligheter vad gäller modem och systemkretsar.

Dessutom blir det enklare och billigare att skapa system som automatiskt skiftar mellan satellitkommunikation och mobilnät utan att ha dubbel uppsättning av radiodelen. Ett exempel på det är satellitoperatören OQ Technology som tillsammans med processorspecialisten Alif Semiconductor utvecklar en lösning för NB-IoT och Cat-M i mobilnäten plus satellitkommunikation där så behövs.

Förutom modemen behövs bland annat en antenn men den behöver inte vara dyr, ofta räck-er det med en etsad antenn på kretskortet. Det behövs inte komplicerade styrbara för enkla IoT-noder med små datamängder.

MER LÄSNING:
 
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus