D2D: O que é Direct-to-Device?
Direct-to-Cell (D2C) é uma forma de conectividade via satélite que permite que usuários de smartphones executem funções básicas como enviar mensagens de texto, fazer chamadas e navegar na internet quando estiverem fora da cobertura celular, sem necessidade de modificações no celular. Entre em contato com a JP&F Consultoria de recursos humanos & Recrutamento e Seleção Talentos, podemos ajudá-lo a construir uma equipe de alta performance!
Este serviço pode ser fornecido de duas maneiras: primeiramente, a operadora de rede via satélite (SNO) pode firmar parceria com uma operadora de rede móvel (MNO) e fornecer o serviço utilizando as radiofrequências terrestres licenciadas da MNO. Para isso, tanto a SNO quanto a MNO precisam utilizar a mesma tecnologia de forma de onda, por exemplo, 4G/LTE. Isso requer que os satélites sejam projetados e implantados com essa capacidade; efetivamente, é o satélite que é modificado para funcionar com o dispositivo, e não o dispositivo. Um exemplo disso é a parceria da Starlink com a T-Mobile nos EUA.
Em segundo lugar, os fabricantes de celulares podem atualizar seus dispositivos para que possam se comunicar com constelações de satélites. Isso pode ser feito por meio de soluções proprietárias – ou seja, o aparelho é atualizado para permitir que ele "se comunique" com apenas uma constelação de satélites (por exemplo, a parceria da Globalstar com a Apple) – ou por meio de uma solução baseada em padrões que pode se comunicar com várias redes compatíveis, como 5G NTN (NR, NB-IoT, eMTC).
No caso deste último — em que os ajustes necessários são feitos no celular e não no satélite — há um número limitado de smartphones que se tornaram compatíveis com 5G NTN, incluindo o Google Pixel 9; esperamos ver esse aumento no futuro.
O que é Direct-to-Device?
O Direct-to-Device (D2D) permite que dispositivos IoT não modificados, como beacons de rastreamento de ativos e sensores de temperatura, transmitam dados via satélite quando a rede celular não estiver disponível. Isso significa que não é necessário hardware ou software adicional para implantar um sensor fora da cobertura celular ou para monitorar um ativo que entra e sai da conectividade celular.
A diferença entre Direct-to-Cell e Direct-to-Device é simplesmente o dispositivo conectado; no caso do primeiro, refere-se a celulares; no caso do segundo, a dispositivos IoT. Eles são frequentemente usados de forma intercambiável – a Starlink, por exemplo, refere-se à conectividade de telefones e dispositivos IoT como Direct to Cell, enquanto os analistas da Deloitte se referem a ambos como Direct to Device.
Para os propósitos desta postagem, vamos nos concentrar em aplicações de IoT e nos ater ao 'Direto ao Dispositivo'.
Como funciona o D2D?
Semelhante ao D2C, existem duas maneiras de implementar o D2D. A primeira é lançar novos satélites projetados especificamente para se comunicar com dispositivos IoT existentes, e a segunda é adicionar um chip barato aos dispositivos IoT para que eles possam se comunicar com as redes de satélite existentes. Isso poderia ser um chip proprietário, que permite ao dispositivo se comunicar com uma única rede de satélites, ou um chip baseado em padrões, que, em teoria, permitiria ao dispositivo se conectar a qualquer rede construída com os mesmos padrões.
Cada abordagem tem seus prós e contras; no caso de satélites construídos para esse fim, a principal vantagem é a existência de um amplo mercado de dispositivos. No entanto, como veremos, há desafios de desempenho, espectro, financiamento e regulamentação a serem superados. No caso de novos chipsets, sejam eles baseados em padrões ou proprietários, levará tempo para que sejam desenvolvidos e implantados em larga escala.
Qual abordagem técnica predominará: uma em que os chipsets dos smartphones potencializam a comunicação via satélite ou uma em que os satélites atuam mais como torres de celular espaciais, viabilizadas pela arquitetura de rede na borda? Em ambos os casos, o avanço na tecnologia de satélites e smartphones provavelmente será necessário para viabilizar todo o potencial do D2D. – Centro Deloitte de Tecnologia, Mídia e Telecomunicações
Qual o papel das tecnologias baseadas em padrões no D2D?
Existem três tecnologias baseadas em celulares projetadas para dispositivos IoT amplamente difundidos: NB-IoT, LTE-M e LTE Cat 1. Há muitas postagens de blog dedicadas aos prós e contras de cada tecnologia; em um resumo rápido, NB-IoT e LTE-M usam menos energia que LTE Cat 1, mas LTE Cat 1 tem taxas de dados mais altas e menor latência.
O LTE Cat 1 está disponível onde quer que haja uma rede 4G LTE, que cobre a maioria dos centros populacionais do planeta. As tecnologias de rede LTE-M e NB-IoT são menos amplamente disponíveis; 253 operadoras de redes móveis lançaram redes NB-IoT ou LTE-M em 81 países, das quais 173 operadoras se concentraram em NB-IoT e 80 se concentraram em LTE-M ( fonte ).
As operadoras de redes de satélite que trabalham na entrega de D2D não escolheram todas a mesma tecnologia celular. Starlink, AST Space Mobile e Lynk selecionaram LTE Cat 1, enquanto Iridium e Viasat escolheram NB-IoT.
Isso provavelmente se deve ao fato de que a tecnologia LTE Cat 1, que consome mais energia, consumiria muito recursos em constelações de satélites tradicionais, que não foram projetadas para altos volumes de tráfego de internet de alta velocidade. Da mesma forma, onde não há infraestrutura celular, muitas vezes não há fonte de energia, portanto, um dispositivo NB-IoT que pode durar anos com uma única bateria é uma proposta atraente.
Em última análise, os integradores de sistemas precisarão tomar uma decisão informada sobre a tecnologia mais adequada às suas necessidades, com base na disponibilidade do serviço, volume de dados, latência e fornecimento de energia; isso determinará em quais redes seus dispositivos poderão circular.
Quem são as operadoras de satélite no mercado de transmissão direta para dispositivos?
Serviços LTE:
Como uma grande disruptora, a Starlink está pronta para desempenhar um papel significativo no mercado D2D. Com a capacidade de construir e lançar seus próprios satélites via SpaceX, a Starlink já implantou mais de 100 satélites D2D e planeja lançar mais de 7.500. Isso apoiará seu objetivo de fornecer conectividade global de alta velocidade e baixa latência para tecnologias móveis e IoT.
A AST SpaceMobile está avançando com planos para lançar seus primeiros cinco satélites comerciais no outono de 2024. A AST SpaceMobile firmou acordos com mais de 40 operadoras de telefonia móvel. Apoiada por investimentos estratégicos de gigantes como Google, AT&T, Vodafone e Verizon, a AST tem potencial para se tornar um player significativo no mercado D2D.
A Lynk já lançou satélites e firmou parcerias com operadoras de telefonia móvel em mais de 50 países. Assim como a Starlink e a AST SpaceMobile, a Lynk utiliza padrões LTE para fornecer conectividade 5G baseada no espaço diretamente para smartphones existentes.
A Viasat, que agora combina os satélites Viasat e Inmarsat sob a mesma marca, possui satélites em órbita geoestacionária, a 37.785 km acima da Terra. Isso significa que a latência – o tempo que um pacote de dados leva para ser enviado, recebido e enviado de volta à estação terrestre – é maior do que a dos satélites em órbita terrestre baixa .
Por outro lado, a NTN NB-IoT é adequada para dispositivos estacionários que enviam dados várias vezes ao dia, sem a necessidade de uma conexão em tempo real. Os satélites da Viasat têm boa capacidade e menos limitações de energia do que os satélites em órbita terrestre baixa, portanto, esta é uma empresa bem posicionada para oferecer a NTN NB-IoT em um futuro próximo.
O Projeto Stardust da Iridium sinaliza a intenção de migrar de soluções de IoT exclusivamente proprietárias via satélite para soluções baseadas em padrões. A Iridium pretende aprimorar sua estratégia D2D, alavancando sua rede de satélites de órbita terrestre baixa (LEO) para serviços de IoT e NTN baseados em padrões 5G. A Iridium pretende colaborar com OEMs e MNOs para integrar recursos de satélite em dispositivos de IoT.
Desafios na implementação do Direct-to-Device
Alocação de Espectro de Rádio. Operadoras de redes de satélites de longa data, como Viasat e Iridium, licenciaram espectro de banda L, ideal para aplicações de IoT; não requer uma antena grande e é resistente à descoloração causada pela chuva. Elas podem optar por alocar parte desse espectro para habilitar o D2D.
No entanto, novas operadoras de redes de satélite, como Starlink, AST SpaceMobile e Lynk, precisam formar parcerias com operadoras de redes móveis – T-Mobile, Verizon, Telefónica etc. – para que parte de seu espectro licenciado possa ser alocado para conectividade via satélite.
Isso significa que, para essas operadoras, o serviço D2D só está disponível onde existem parcerias. A Starlink, por exemplo, tem acordos com a T-Mobile para os EUA, a Optus para a Austrália, a Rogers para o Canadá e várias outras; mas está muito longe de ter cobertura global.
Também é necessário que haja espectro de MNO "excedente" disponível para uso. Em grandes extensões de terra com populações dispersas, como Austrália e Canadá (respectivamente, o 6º e o 9º países menos densamente povoados do planeta), isso não representa um grande problema. Mas considere partes da Europa ou da Ásia: as novas SNOs terão um desafio muito maior para obter parcerias em países densamente povoados.
Bandas de frequência de satélite
Desempenho. Como mencionado brevemente, as constelações de satélites "legadas" da Viasat e da Iridium não foram concebidas com altos volumes de tráfego de alta velocidade em mente. Daí a escolha da NB-IoT como tecnologia de rede, visto que a forma de onda da NB-IoT pode ser transmitida eficientemente via satélites, com muito menos consumo de energia do que o LTE Cat 1bis – tanto do lado do dispositivo quanto dos próprios satélites.
Isso não significa que a Starlink, a AST SpaceMobile etc. tenham capacidade ilimitada. A cobertura da Starlink nos EUA, por exemplo, segundo Elon Musk , é estimada em 7 MB por feixe (e os feixes são muito grandes). Todos os usuários – tanto dispositivos IoT quanto celulares – compartilham essa capacidade, portanto, congestionamentos e limitações de largura de banda são possibilidades.
Regulatório. Este é um desafio para as novas constelações de satélites, que utilizam o espectro de operadoras móveis (MNO). Como a comunicação dispositivo a dispositivo (D2D) se estende além das fronteiras nacionais, ela representa desafios significativos para as estruturas regulatórias e práticas de gerenciamento de espectro existentes. Como os usuários de D2D podem operar em regiões remotas onde as redes móveis tradicionais não alcançam, sua atividade pode se estender por vários países. Isso torna essencial que as nações vizinhas colaborem estreitamente na gestão do espectro.
Além disso, as regulamentações, o licenciamento e as autorizações de roaming podem precisar se adaptar, já que os provedores de serviços D2D não estão mais confinados a um único país. Isso pode levar ao desenvolvimento de sistemas de licenciamento regionais ou internacionais e, potencialmente, até mesmo a um órgão regulador internacional ( fonte ).
Financiamento. Empresas que optam pelo lançamento de satélites compatíveis com tecnologias de forma de onda terrestre enfrentam um enorme desafio de CapEx; para fornecer o serviço, precisam lançar muitos satélites, a um custo considerável, e depois contar com dezenas de milhares de assinantes para recuperar seus custos.
O argumento comercial para o D2D, puramente no contexto da IoT, é que essas novas constelações serão capazes de se comunicar com dispositivos IoT celulares não modificados – que têm um custo muito menor do que os atuais dispositivos IoT via satélite –, abrindo assim um novo patamar de preço mais baixo para o hardware. Mas custos mais baixos significam que mais assinantes precisam ser encontrados antes que o SNO se torne lucrativo. Conheça a JPeF: Consultoria de recursos humanos e recrutamento e seleção e descubra nossas soluções.
As aplicações de IoT via satélite existentes são frequentemente críticas à missão e exigem garantias de entrega de dados e velocidades que o D2D pode não ser capaz de oferecer; portanto, é improvável que o D2D canibalize drasticamente o mercado de IoT via satélite existente. Novos casos de uso precisam ser encontrados, e casos de uso com milhares, senão dezenas de milhares, de endpoints.
Isso é um pouco arriscado, já que quase todos os custos precisam ser incorridos antes que o serviço possa ser prestado. É possível que alguns dos novos entrantes percam o fôlego antes que seus serviços estejam disponíveis comercialmente.
Quando os serviços Direct-to-Device estarão disponíveis?
No contexto dos celulares, o D2D já está disponível, por meio da parceria da Globalstar com a Apple. Neste caso, o fabricante modificou o celular para se comunicar com a rede de satélites da Globalstar. No entanto, essa abordagem proprietária se mostrou impopular; a Iridium e a Qualcomm levaram uma proposta semelhante ao mercado e acabaram arquivando o projeto .
Em termos de um serviço D2D baseado em padrões, algumas soluções iniciais estão sendo testadas no momento em que escrevemos (em setembro de 2024). Notavelmente, a Skylo, aproveitando as constelações de satélites da Viasat e da Ligado, firmou parcerias com diversos fabricantes de dispositivos para desenvolver chipsets que podem ser adicionados a dispositivos terrestres para oferecer funcionalidade D2D.
Adotando a abordagem oposta — com satélites construídos para D2D e sem necessidade de alterações nos dispositivos — a Starlink anunciou que pretende oferecer serviços de IoT em algum momento em 2025. Eles serão limitados às áreas onde a Starlink tem um parceiro MNO.
Com vários obstáculos técnicos ainda a serem superados, acreditamos que começaremos a ver implementações maiores de dispositivos D2D IoT não antes de 2026. Enquanto isso, no entanto, a agitação em torno de preços mais baixos de hardware já está começando a impactar soluções proprietárias, com a Iridium e a Viasat permitindo, pela primeira vez, que fabricantes de chipsets em massa construam dispositivos híbridos com seus modems. Essas economias de escala devem resultar na redução do preço do hardware proprietário de IoT via satélite, desbloqueando novas aplicações para IoT via satélite muito antes que o D2D baseado em padrões se torne realidade. Na JPeF Consultoria, nos esforçamos para alinhar os objetivos de negócios da sua empresa com as melhores estratégias de Aquisição de Talentos disponíveis. Se quiser saber mais sobre os serviços que oferecemos, não hesite em entrar em contato conosco.