$30 off During Our Annual Pro Sale. View Details »

【IoT-Tech Meetup #4】サテライト NB-IoT(NB-IoT NTN)の全貌と今後

【IoT-Tech Meetup #4】サテライト NB-IoT(NB-IoT NTN)の全貌と今後

2023年8月29日開催『IoT-Tech Meetup 第4回【IoTで使える"衛星通信"特集】』で、ソラコム松下(max)が発表した資料です。

SORACOM
PRO

August 29, 2023
Tweet

More Decks by SORACOM

Other Decks in Technology

Transcript

  1. サテライト NB-IoT(NB-IoT NTN)の
    全貌と今後
    Aug. 29, 2023
    IoT-Tech Meetup【IoT で使える “衛星通信” 特集】
    株式会社ソラコム
    テクノロジー・エバンジェリスト
    松下 享平 (Max / @ma2shita)

    View Slide

  2. 二つの分類(基地局の利用形態・伝送手法)の
    クロスマッピング
    地上系
    ネットワーク
    非地上系
    ネットワーク(NTN)
    IP ベース通信 非 IP ベース通信
    Wi-Fi、LTE-M、
    NB-IoT
    BLE、Sigfox、SMS、
    NB-IoT(NIDD)
    衛星ブロードバンド
    (Starlink)
    衛星メッセージング
    (Astrocast)
    NB-IoT NTN

    View Slide

  3. NB-IoT NTN (Non-Terrestrial Network)
    3GPP Release 17 において、既存のセルラーテクノロジー “NB-IoT/eMTC(LTE-M)” で
    利用できる IoT 向け衛星通信を定義
    《 NB-IoT NTNの名称 》
    NTN-based NB-IoT、Satellite NB-IoT、NB-NTN、3GPP Rel.17 NB-IoT がある。Summary of Rel-17 Work Items
    では『NB-IoT/eMTC support for Non-Terrestrial Networks』と表現されている
    出典: 3GPP. “Release 17 Description; Summary of Rel-17 Work Items”. 3GPP Portal.
    2022-12-20. https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specificationId=3937, (参照 2023-08-28).
    《 広域カバレッジ 》
    GEO や LEO の人工衛星を
    NB-IoT 基地局として使える
    《 複数の通信経路 》
    対応モジュールで
    地上基地局との切り替え利用
    《 コード資産と透過性 》
    地上でも NTN でも
    “NB-IoT” として実装
    NB-IoT

    View Slide

  4. LTE Cat.1 LTE Cat.M1
    (eMTC, LTE-M)
    LTE Cat.NB1
    (NB-IoT)
    策定時期 Release 8
    (2009年3月)
    Release 13
    (2016年3月)
    最大スループット(上り/下り) 5Mbps / 10Mbps 1Mbps / 1Mbps 26Kbps / 21Kbps
    通信モード 全二重 全二重 / 半二重 半二重
    モビリティ性能 移動体通信 移動体通信 定点通信
    レイテンシ 5 ミリ秒以下 10 ~ 15 ミリ秒 1.4 ~ 10 秒
    省電力技術 DRX PSM, eDRX PSM, eDRX
    カバレッジ拡張(通信品質向上) 従来の LTE 準拠 Repetition Repetition
    セルラー系 LPWA
    出典: Tuomas Tirronen. “Cellular IoT alphabet soup”. ERICSSON BLOG.
    2016-02-29. https://www.ericsson.com/en/blog/2016/2/cellular-iot-alphabet-soup, (参照 2023-08-29).
    以上を基に、筆者再構成

    View Slide

  5. NB-IoT、3つのデータ伝送方式
    ⚫ IP アドレス
    ⚫ 通信先
    IP データ配送
    (IP Data Delivery)
    Non-IP SGi based
    Data Delivery
    ⚫ デバイス↔IP アドレス
    ⚫ デバイス↔通信先(IP)
    IP(TCP, UDP)
    Non-IP IP(UDP)
    SGi: Serving Gateway interface
    SCEF: Service Capability Exposure Function
    (P-GW)
    (SCEF)
    ⚫ デバイス↔通信先(HTTP)
    Non-IP
    通信事業者等
    HTTP(REST)
    非 IP データ配送
    (Non-IP Data Delivery; NIDD)
    Non-IP SCEF based
    Data Delivery
    1
    2
    3
    NB-IoT
    デバイス
    通信先
    サーバー等
    IP ベース通信
    そのもの
    Webhook 実装
    と同義
    サーバー側では
    IP ベース通信に
    見える

    View Slide

  6. 伝送手法から見る、データ通信の分類
    IP ベース通信
    ➢ 端末に IP アドレスが割り当てられ、
    IP 上にてデータ送受信をする通信
    ➢ HTTP 等 のプロトコルが使えること
    から汎用性が高いが、利用環境
    (例: 極小容量、省電力など)によっては IP 自体
    のオーバーヘッドが課題となること
    もある
    ➢ 離散的・連続的どちらのデータでも
    扱いやすい
    例) Wi-Fi、LTE-M、NB-IoT
    非 IP ベース通信
    ➢ 端末にはプロトコル専用の識別子
    を割り当てて、その上でデータ送
    受信をする通信
    ➢ 目的に特化しており無駄が少ない
    が、制限が比較的多い(例: 低速、連続通
    信不可など)ため、ユースケースとの適
    合チェックが不可欠
    ➢ 離散的、間欠的な用途に適してい

    例) BLE、Sigfox、SMS、NB-IoT(NIDD)
    NIDD: Non-IP Data Delivery
    【再掲】

    View Slide

  7. NIDD SCEF based Delivery のシーケンスや
    エンドポイントの例
    出典: 花岡 博和. “NIDD についてご紹介”. Device WebAPI Consortium / 第12回技術ワーキンググループ会合レポート.
    2019-01-30. https://device-webapi.org/event/20190130/12th_tech_wg_meeting.html(PDF), (参照 2023-08-28).
    出典: Oracle. “Table 2-3 Supported NIDD Resources and Methods”. Diameter Signaling Router SCEF User's Guide.
    (不明). https://docs.oracle.com/cd/F27846_01/docs.85/SCEF/nidd.html, (参照 2023-08-28).

    View Slide

  8. 実利用の環境が整い始めている
    出典: ソラコム. “【基調講演】“Connect – Reconnect” データはつながり、新しいフェーズへ ― SORACOM Discovery 2023”.
    SORACOM Discovery 2023.
    2023-07-06. https://speakerdeck.com/soracom/soracom-discovery-2023-ceo-keynote, (参照 2023-08-28).
    出典: Skylo. “Skylo Network Access Conformance Requirements Document”. Skylo.
    2023-04-21. https://www.skylo.tech/check-compatibility, (参照 2023-08-28).
    Skylo Technologies … 米国(Mountain View)を拠点とす
    る NTN サービスプロバイダ

    View Slide

  9. まとめ
    • NB-IoT NTN は現在の NB-IoT において、基地局に
    人工衛星を利用できるようにしたもの
    • 本質的には NB-IoT
    • 定点通信、3種の伝送方式、実装
    • より広範囲、そして、省電力が狙える
    • 即座の利用は難しいが、利用のハードルは徐々に下
    がっている

    View Slide

  10. 参考資料集
    3GPP Release 17 highlights (3GPP)
    https://www.3gpp.org/specifications-technologies/releases/release-17
    3GPP Release 17: Understanding NB-IoT over NTN (5G HUB)
    https://5ghub.us/3gpp-release-17-understanding-nb-iot-over-ntn/
    NTN 技術ロードマップ (Beyond 5G推進コンソーシアム /スケーラビリティWG 技術
    資料)
    https://b5g.jp/scalabillity-wg-files/
    3GPP NTN(非地上ネットワーク) 仕様解説
    https://zenn.dev/nic/articles/fe6d218bb1800d

    View Slide

  11. IoTの「つなぐ」を簡単に
    You Create. We Connect.

    View Slide