Satèl·lits per connectar els usuaris

Aproximadament 4.600 milions de persones estan connectades a internet a través dels seus telèfons mòbils. Per cadascuna d’aquestes persones, hi ha més de tres dispositius comunicant-se amb la xarxa.

La internet de les coses (IdC) està formada per un nombre creixent d’objectes connectats: avui són 15.000 milions i a la fi de la dècada seran 30.000 milions. Des de cotxes fins a sensors de reg, passant per estacions meteorològiques en llocs remots o drons autònoms, la IdC està obrint una infinitat de noves oportunitats per a les comunicacions i les dades.

Però també té obstacles considerables per salvar.

Una de les barreres més importants rau en com connectar els objectes a internet en llocs on no hi ha una infraestructura de xarxa mòbil. La resposta sembla que es troba en els satèl·lits d’òrbita terrestre baixa (LEO, per les sigles en anglès), tot i que la solució també presenta els seus propis desafiaments.

Un nou estudi, liderat per dos investigadors de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC), Guillem Boquet i Borja Martínez, analitza com millorar la coordinació entre els milers de milions d’objectes connectats de la superfície terrestre i els satèl·lits que circulen per la nostra atmosfera. No hi ha cap dubte que el creixement explosiu de la internet de les coses en l’última dècada ha impulsat la innovació en àmbits molt diversos, des de la logística o les ciutats intel·ligents fins a l’agricultura o el transport marítim.

La revolució IdC s’ha sostingut, en gran part, gràcies a l’eficàcia de les anomenades xarxes de baix consum i d’àrea extensa (LPWAN) i la infraestructura terrestre construïda per a les telecomunicacions mòbils. No obstant això, aquesta solució tan eficaç té una àrea grisa ja que els dispositius IdC situats en llocs remots o en zones rurals difícilment obtenen cobertura per connectar-se.“Els satèl·lits LEO són especialment rellevants per a la IdC, ja que requereixen menys potència de transmissió per aconseguir una comunicació fiable perquè estan situats més prop de la Terra.

Això fa que els dispositius puguin estalviar energia, prolongar la vida de la bateria i reduir els costos de manteniment”, explica Guillem Boquet. “Entre altres avantatges, desplegar un satèl·lit en òrbita baixa té un cost considerablement inferior, així es poden oferir serveis de connectivitat a preus més assumibles als consumidors”.

L’ús de satèl·lits com a part de la xarxa IdC té les seves pròpies barreres. Algunes estan relacionades amb el desenvolupament de la indústria i d’altres tenen a veure amb restriccions derivades del mateix disseny de la tecnologia, com ara l’augment de la probabilitat d’interferència entre comunicacions, les limitacions en l’ús de l’energia per part dels dispositius IdC i les dificultats de sincronitzar els cicles de treball dels dispositius IdC amb els intervals en què la comunicació satel·litària està disponible.Per l’estudiós Guillem Boquet, “cal desenvolupar estratègies de sincronització més avançades, que garanteixin una comunicació fiable”.

Per tant, “la solució que proposem consisteix a sincronitzar les necessitats de transmissió de l’aplicació IdC i de comunicació de la xarxa amb els moments en què el satèl·lit estarà accessible”. La solució desenvolupada pels investigadors de la UOC es va posar a prova amb un cas de comunicació real amb el nanosatèl·lit Enxaneta, primer satèl·lit de la Generalitat de Catalunya dins del projecte NewSpace.

Els resultats van ser prometedors: millora la ràtio d’accés al satèl·lit fins a un 99% i garanteix l’accés a la xarxa a llarg termini, pel fet que minimitza el consum energètic del dispositiu.“Els passos següents són completar l’anàlisi de costos i beneficis d’implementar aquesta solució, considerant diverses aplicacions, xarxes de servei, tipus de constel·lació satel·litària, dispositius IdC i tecnologies de comunicació, i proposar i implementar maneres d’estalviar energia que s’adaptin automàticament a les demandes de comunicació i les condicions variables de les xarxes no terrestres”, conclou l’investigador.