Dansk bedrift skal koble sammen IoT-nettverk med satellitter

Hvert år blir millioner av enheter koblet opp mot internett, slik at man kan følge varer som blir transportert verden over, foreta miljømålinger eller overvåke tilstanden til maskiner på avstand. Dette skjer ofte via de dedikerte nettverkene for tingenes Internett, kjent som «Low-Power Wide-Area Network» (LPWAN), som er utviklet for å sende små databeskjeder ofte fram og tilbake, og ikke særlig mye annet – for eksempel Narrowband IoT, Sigfox og Lorawan.

Men denne typen nettverk får ofte problemer når de skal hente data fra enheter som befinner seg på havet, eller andre steder på kloden hvor det ikke finnes bakkebaserte kommunikasjonsnettverk.

Derfor skal danske Gatehouse Telecom nå tilpasse den bakkebaserte Narrowband-IoT-teknologien slik at den kan brukes fra satellitter og på den måten forlenge rekkevidden til de eksisterende nettverkene til fjerntliggende regioner som for tiden ikke er dekket.

Det er den europeiske romfartsorganisasjonen Esa som har satt gang prosjektet som skal være med på å utvikle standardiserte løsninger til IoT-nettverk i rommet, slik at de sømløst kan kobles til de eksisterende IoT-nettverkene som drives fra jorda av mobiloperatører. Ideen er at hvis en enhet mister forbindelsen til det bakkebaserte NB-IoT-nettverket, hopper den automatisk over på et satellittbasert nettverk.

– I dag er de fleste IoT-nettverkene koblet sammen med landbaserte master eller kabler, noe som gjør det enten umulig eller veldig dyrt å kommunisere med enheter i fjerne områder, som for eksempel på havet eller polene. Her skal Gatehouses løsning fungere som nettverks-operatørenes forlengede arm ved å la satellitter ta over der hvor det bakkebaserte nettverket deres ikke lenger strekker til, slik at det blir billigere å levere data til avsidesliggende områder, sier direktør for forretningsutvikling, Per Koch, hos Gatehouse Telecom.

Roaming fra rommet

Ideen er å lage en slags roaming-avtale mellom de bakkebaserte og satellittbaserte nettverkene.

Ifølge ham vil programvareløsningen være spesielt interessant for bedrifter som benytter seg av IoT-løsninger for å kommunisere med for eksempel skip til havs, fly i lufta eller målestasjoner og overvåkningsenheter i fjerntliggende områder.

I dag finnes det flere bedrifter som jobber med å utvikle satellittbasert internett, for eksempel Oneweb og Starlink, som for tiden sender opp mange nye satellitter i kretsløp rundt jorda. Men de er gjerne optimert til mer konvensjonell bredbåndsbruk, hvor datamengdene er mye større, og prisen øker tilsvarende. I tillegg er de proprietære, og kan altså ikke automatisk kobles sammen med eksisterende bakkebaserte nettverk, for eksempel fra mobiloperatører.

De valgte NB-IoT standarden, som utvikles av organisasjonen 3GPP, og er en del av både 4G- og 5G-standardene.

– Vi har valgt NB-IoT, fordi det er den IoT-standarden som kan håndtere flest enheter per terminal. Lorawan og Sigfox, som er lignende IoT-nettverkstyper, har den utfordringen at de sender i det ulisenserte ISM-frekvensbåndet som ikke får brukes i rommet, og at de har begrensninger på datamengder til nedlastning, sier Per Koch.

Skal sove når den ikke brukes

Men den er langt fra kjøreklar slik at den fungerer fra satellitter i kretsløp rundt Jorda.

– Det er flere vesentlige utfordringer som vi skal jobbe med. På grunn av avstandene i rommet må se vi på hvordan man best håndterer forsinkelser i signalet. I tillegg skal vi utvikle en løsning slik at enheten våkner og tar imot data når den passerer en satellitt, og forøvrig være slått av uten å bruke strøm resten av tiden. Satellitter beveger seg i 25.000 km/t, og det gir også utfordringer med hensyn til dopplereffekten mellom satellitten og bakkestasjonen, sier Per Koch.

Esa satser på hyllevarer

Han peker på at Esa har begynt å jobbe mer målrettet med standardisering av kommunikasjonen i rommet.

– Jeg tror at vi vil se flere åpne og standardiserte løsninger for kommunikasjon i rommet i løpet av de kommende årene, og dermed en bevegelse vekk fra lukkede proprietære teknologier som ikke kan snakke sammen på tvers av hverandre, sier Per Kock.

Gatehouse Telecom har arbeidet med programvare for satellittkommunikasjon i 20 år. Det er den erfaringen som nå blir grunnlaget for utviklingen av den nye protokollen og de fysiske lagene som skal koble sammen IoT-enheter på Jorda med satellitter i rommet.

– Vi er utrolig glade for samarbeidet med «Styrelsen for Forskning og Uddannelse», og at de sammen med Esa har valgt å støtte opp om et prosjekt som vil være med på fortsatt å holde Danmark helt i front innen satellittkommunikasjon. I tillegg kan dette bli en veldig god butikk for oss, siden det globale markedet for satellittbaserte IoT-løsninger forventes å ha en samlet størrelse på mellom 50 og 60 milliarder norske kroner i 2025. Derfor har vi også selv valgt å investere penger i prosjektet, slik at vi allerede i løpet av de neste to til tre årene kan få løsningen ut på markedet, sier Per Koch.

Han forteller at Gatehouse satser på å ha en funksjonell prototyp klar ved utgangen av dette året. Og hvis alt går etter planen, kan de første kommersielle NB-IoT-nettverkene sendes i kretsløp rundt Jorda i 2022.

Gatehouse Telecom forventer som følge av prosjektet å ansette nye medarbeidere for å styrke utviklingsarbeidet og den påfølgende driften.

– Vi er allerede i gang med å ansette nye folk, og forventer å måtte finne mellom 10 og 15 nye ingeniører, sier Per Koch.

Beløpet fra Esa kommer fra en samlet pott på 23 millioner danske kroner (31 millioner norske), som er fordelt mellom ni danske rombedrifter.

Saken ble først publisert på danske Ingeniøren, og gjøres tilgjengelig på norsk gjennom vår samarbeidsavtale med Teknologiens mediehus/Ingeniøren.