Redes no terrestres (NTN)

Redes no terrestres (NTN)

Conectando el mundo a través de las NTN 5G

¿Qué es una NTN?

Las redes no terrestres (NTN) son sistemas de comunicaciones inalámbricas que operan por encima de la superficie de la tierra y que se componen de satélites de órbita terrestre baja (LEO), media (MEO) y geoestacionaria (GEO), plataformas a gran altitud (HAPS) y drones. Estos componentes son esenciales para proporcionar una cobertura ininterrumpida, que abarca incluso áreas muy aisladas que no disponen de acceso a las redes terrestres convencionales.

En la actualidad, los dispositivos se dividen entre los que se conectan a la red terrestre de 3GPP y los que se conectan por satélite. Por lo tanto, los usuarios que necesitan una conexión por satélite tienen que utilizar otro dispositivo aparte de su smartphone. Con las NTN, todos los dispositivos móviles se conectarán a las redes terrestres y satelitales como parte del ecosistema 3GPP. Y a medida que evolucione la tecnología, los satélites pasarán a convertirse en estaciones base.

Esquema general de la conectividad de las redes no terrestres
Esquema general de la conectividad de las redes no terrestres
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Evolución de las NTN

Existen dos variantes de NTN: NTN-IoT y NTN-NR. Cada una de ellas atiende a diferentes mercados y casos de uso.

El mercado de las NTN ha empezado a imponerse con NTN-IoT. NTN-IoT amplía el alcance de los casos de uso del IoT, ya que facilita una cobertura realmente global por tierra, mar y aire. Opera en las altitudes GEO y LEO, pero los servicios actuales se desarrollan principalmente en la órbita GEO.

Con la expansión de la tecnología de NTN, NTN-NR irá adquiriendo cada vez más importancia. NTN-NR enlazará directamente smartphones y otros dispositivos 5G, por ejemplo, aquellos que usen RedCap para servicios de redes no terrestres. Operará en la altitud LEO y hará posibles servicios de baja velocidad de datos, voz y mensajería para diversos casos de uso.

Casos de uso de NTN-IoT

En los próximos cinco a diez años asistiremos a un crecimiento de los servicios NTN-IoT con soporte satelital.

  • SOS y mensajería bidireccional: los dispositivos (smartphones, dispositivos vestibles y vehículos) pueden implementar chipsets NB-IoT para NTN que permitan el envío de SOS y mensajería bidireccional en áreas que no tienen acceso terrestre.
  • Agricultura y cultivo:las aplicaciones agrícolas, como agricultura de precisión y monitorización de ganado, pueden ejecutarse incluso en zonas rurales o muy aisladas.
  • Seguimiento de recursos:puede realizarse un seguimiento de la posición de bienes materiales de alto valor, como containers de transporte o vehículos, incluso cuando atraviesan zonas con conectividad móvil limitada.
  • Respuesta y recuperación en caso de desastres: los dispositivos IoT de búsqueda y rescate, evaluación de daños y respuesta en caso de emergencia se pueden utilizar en zonas con conectividad limitada o inexistente debido a la destrucción de la infraestructura.
  • Monitorización remota:es posible monitorizar equipamiento ubicado en zonas muy apartadas, como p. ej. plataformas de sondeo o estaciones meteorológicas.
  • Aplicaciones marítimas/aéreas:puede llevarse a cabo un seguimiento de buques o una monitorización medioambiental en mar abierto o en zonas costeras con conectividad limitada.
  • Comunicación en automóviles:continuidad del servicio para aplicaciones de seguridad y servicios remotos de baja velocidad de datos en el ámbito de la automoción, como llamada de emergencia, monitorización y control de acceso.

Casos de uso de 5G NTN-NR

A medida que evolucionen las NTN, NTN-NR adquirirá cada vez más importancia. Esta tecnología ampliará el alcance de las NTN con servicios similares a los de NTN-IoT, pero a una escala mucho mayor.

  • Continuidad universal de los servicios 5G básicos: con la cobertura y el alcance ampliados de las NTN puede garantizarse la continuidad de los servicios 5G básicos a escala universal. Ello incluye acceso fluido a servicios como datos móviles, llamadas de voz y mensajería, sin importar la ubicación geográfica o el terreno donde se desarrollen. Esto no solo beneficia a los usuarios particulares, sino que es también esencial para empresas y sectores industriales que dependen en gran medida de una conectividad sin interrupciones.
  • Mejora del acceso inalámbrico fijo (FWA) 5G mediante NTN:las NTN pueden contribuir al aprovisionamiento de un FWA 5G más estable y de uso más extenso. Esto supone poder dotar de servicios de internet sólidos de alta velocidad a hogares y empresas especialmente en áreas donde las conexiones por cable tradicionales no son viables o rentables.
  • Revolución del IoT con 5G y NTN:la integración de las NTN en las redes 5G puede mejorar de forma considerable las funciones del IoT. Esto se traduce en un intercambio de datos más eficiente, mayor interoperabilidad entre dispositivos y la creación de ecosistemas de IoT sofisticados que impulsan la transformación digital en todos los sectores de la industria.
  • Transformación del sector del automóvil:las NTN pueden acelerar la evolución de la industria automovilística facilitando la comunicación mejorada del vehículo con todo (V2X), el desarrollo del vehículo autónomo y servicios telemáticos avanzados. Esto supone una mejora decisiva desde el punto de vista de la seguridad, la eficiencia y la experiencia de usuario en el ámbito de la automoción.
  • Soluciones de roaming 5G simplificadas:las NTN pueden facilitar la implementación de soluciones de roaming 5G simplificadas, para una conectividad fluida y sin límites que hace posibles servicios de red coherentes y de alta calidad independientemente de la ubicación.
  • Funciones de red de retorno para redes 5G:las NTN pueden actuar como solución eficaz de red de retorno para redes 5G. De este modo se puede ampliar el alcance de la red, mejorar la capacidad y garantizar una conectividad fiable incluso en zonas muy apartadas o de difícil acceso.
  • Mejora de las operaciones de seguridad pública: las NTN pueden proporcionar la comunicación estable y fiable que necesitan los cuerpos de seguridad pública. De este modo, favorecen la coordinación en tiempo real, la agilidad de respuesta y el intercambio de información fluido incluso en entornos difíciles o con infraestructuras afectadas.
  • Gestión de respuesta y recuperación en caso de desastres:los desastres naturales o por causa humana pueden poner en peligro las redes terrestres. Las NTN pueden tomar aquí el relevo proporcionando la conectividad esencial para los equipos de asistencia, apoyando la coordinación de las operaciones de rescate y contribuyendo a la pronta recuperación de las regiones afectadas.
  • Conectividad marítima y aérea avanzada: la inclusión de las funciones de NTN puede mejorar de forma sustancial la conectividad en entornos marítimos y aéreos. Ello permite mejorar la navegación, el seguimiento y la comunicación, aumentando así la seguridad y la eficiencia operacional en estas áreas que por lo general disponen de servicios escasos.
  • Conectividad universal en automóviles: las NTN permiten garantizar la continuidad del servicio en cualquier lugar y en todo momento para aplicaciones como telefonía, monitorización de flotas, diagnóstico y actualizaciones de software, y están preparadas para interactuar con los vehículos conectados e inteligentes del futuro mercado de automoción.

¿Qué es el estándar 3GPP para NTN?

3GPP ha desarrollado el estándar NTN para proporcionar conectividad móvil más allá de la superficie terrestre. Este estándar contempla diferentes escenarios con distintos tipos de terminales, bandas de frecuencias, servicios y órbitas.

Por ejemplo, las redes de acceso por satélite que operan en el rango de frecuencias 1 (FR1) ofrecen conectividad directa con dispositivos portátiles que funcionan en exteriores y equipos montados en vehículos o en drones a través del estándar 5G NR, así como con dispositivos del IoT para uso en exteriores a través del estándar NB-IoT/eMTC 4G. Por otro lado, las redes de acceso vía satélite que operan en el rango de frecuencias 2 (FR2) y el rango de frecuencias 3 (FR3) podrían proporcionar conectividad de banda ancha a redes locales a través de estaciones terrestres de muy pequeña apertura (VSAT) instaladas sobre los tejados de edificios o estaciones terrenas en movimiento (ESIM) sobre plataformas móviles como vehículos, trenes, buques o aviones.

Si la Release 17 habilitaba NTN en 5G, la Release 18 incluye actualizaciones como mejoras de NTN-IoT, adiciones NTN-NR de nuevas frecuencias y nuevos modelos de servicio y de tráfico. Se prevé que estas mejoras hagan las NTN 5G más eficaces a la hora de brindar conectividad rápida, fiable y eficiente en zonas remotas o de difícil acceso. Además, serán también un impulso para diversas tecnologías emergentes como el vehículo autónomo, las ciudades inteligentes y el Internet de las cosas (IoT).

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Preguntas frecuentes sobre la tecnología NTN

¿Qué es una NTN en 5G?

5G NTN-NR es la siguiente fase de la tecnología NTN. NTN-NR ofrecerá servicios similares a los de NTN-IoT, pero a una escala mucho mayor. Conectará directamente smartphones y otros dispositivos 5G para servicios no terrestres. Los satélites NTN-NR operarán en la altitud LEO y harán posibles servicios de datos, voz y mensajería para diversos casos de uso.

¿Qué casos de uso incluyen las NTN 5G?

Una NTN 5G cubre diferentes casos de uso:

  • acceso ininterrumpido a servicios básicos 5G
  • mejoras de FWA e IoT 5G
  • comunicación V2X, desarrollo del vehículo autónomo y servicios telemáticos avanzados
  • soluciones de roaming 5G simplificadas
  • funciones de red de retorno para redes 5G
  • operaciones de seguridad pública
  • gestión de respuesta y recuperación en caso de desastres
  • conectividad marítima y aérea avanzada
¿Cuál es la diferencia entre la comunicación terrestre y por satélite?

La comunicación terrestre se basa en una infraestructura terrestre, como cables y redes celulares, que brindan transferencia de datos de alta velocidad y baja latencia a corta distancia. La comunicación por satélite, por el contrario, proporciona una amplia cobertura pero con una mayor latencia y costes de infraestructura más altos. La comunicación terrestre está limitada por la geografía, mientras que la comunicación por satélite supera las limitaciones geográficas. Ambos planteamientos tienen sus ventajas; la elección depende de las necesidades específicas de comunicación y de las relaciones en cuanto a velocidad de transmisión, latencia, cobertura y costes.

¿Qué tipos de NTN diferentes existen?

Una red no terrestre (NTN) abarca diversos sistemas de comunicaciones inalámbricas que operan por encima de la superficie terrestre y que incluyen satélites de órbita terrestre baja (LEO), media (MEO) y geoestacionaria (GEO), así como plataformas a gran altitud (HAPS) y drones. La NTN tiene dos aspectos principales: NTN-IoT, que amplía la cobertura de IoT de forma global en altitudes GEO y LEO, y NTN-NR, que enlaza directamente smartphones y dispositivos 5G en la altitud LEO para proporcionar servicios de baja velocidad de datos, de voz y de mensajería para distintos casos de uso.

¿Qué ventajas brinda una NTN?

Una NTN ofrece cobertura sin interrupciones expandiendo la conectividad móvil hasta áreas aisladas que carecen de acceso a las redes terrestres convencionales. De este modo, los habitantes de estas regiones alejadas pueden acceder a servicios esenciales, conectarse con otros usuarios y ser partícipes del mundo digital.

Las NTN facilitan también importantes servicios con soporte satelital, como p. ej.:

  • SOS y mensajería bidireccional
  • aplicaciones agrícolas, como agricultura de precisión y monitorización de ganado
  • seguimiento de mercancías
  • respuesta y recuperación en caso de desastres
  • monitorización remota
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