У апошні час клеткавая рука (C-IOT) экасістэм, і асабліва стандартызацыя 3GPP, засяродзілася на паляпшэнне масіўнага тыпу машыны сувязі (MMTC) рынак для прыкладанняў, такіх як ватрыкавалыя, вымярэння для вады, карова маніторынгу, смарт-паркоўка або адсочванне актываў. Базавыя тэхналогіі Narrowband Інтэрнэт рэчаў (NB-IOT) (Cat-NB1 / 2) і ўзмацняецца тыпу машыны сувязі (EMTC) (Cat-M) былі распрацаваны ў REL. 13/14, з выдзеленымі функцыямі для вельмі нізкага спажывання энергіі (пашыраны перарывісты прыём (Edrx), модуль харчавання (PSM)) і паляпшэння пакрыцця (рэжымы CE). У той жа час, каля 140 мабільных аператараў па ўсім свеце разгорнулі LTE M або NB-IOT сеткі, і GSA (Global Mobile Association Supply) падлічыла больш за 500 прылад, якія падтрымліваюць альбо Cat-M1, Cat-NB1 або Cat-NB2.
Якія ўзнікаюць прыкладання IOT ў некалькіх галінах прамысловасці, а таксама глабальнай фазы з 2G і 3G сетак, вадзіць патрэбнасць для большай колькасці дадатковых пашырэнняў прыкладанняў. Такім чынам, 3GPP пастаянна працуе над паляпшэннямі для NB-IOT і EMTC для пакрыцця канкрэтных патрабаванняў прымянення (малюнак 1). Прыклады прачнуліся сігналы або датэрміновае перадачу дадзеных, як уведзена ў REL. 15. Абодва дапамагаюць аптымізаваць спажыванне энергіі і рэакцыі часу. У доўгатэрміновай перспектыве, аднак, існуе неабходнасць гладкага пераходу да эры 5G.
C-IOT ў эпоху 5G
Па-першае пакаленне мабільнай сеткі распрацаваны з старту падтрымліваць не толькі мабільны рынак шырокапалоснага доступу (EBB), але і які расце рынак IOT быў 5G. Ужо ў першым 5G рэлізе, падмурак быў закладзены для пераходу MMTC (NB-IOT / EMTC) ад 4G да 5G і для так званай ультра надзейнай, нізкай латэнтнай сувязі (URLLC) запатрабаваў, напрыклад, аўтаматызацыі завода. Некаторыя 5G новыя радыё (NR) характарыстыкі, такіх як гнуткая нумаралогія, шырокая падтрымка частоты, убудаваны ў бяспецы і некалькі слаёў віртуалізацыі стварыць базу для падтрымкі Essential 5G Выкарыстанне сцэнарыяў EMBB, MMTC і Urllc.
Два фактары маюць важнае значэнне для будучыні MMTC ў эпоху 5G: суіснаванне НБ-IOT і EMTC ў 5G з-за гнуткім выкарыстаннем радыё рэсурсаў; І падтрымка сумежных асаблівасцяў 5G ядра. Асаблівасці суіснавання, як паказана ў REL. 16 дазволіць 5г здольны NB-IOT і EMTC прылад для падлучэння да сеткі аўтаномнага 5g.
Прамысловы IOT
Заводы ў будучыні будуць спадзявацца на глыбокую інтэграцыю інфармацыі і аўтаматызацыі, уключана ўключанай усюдыісным падключэннем. Прамысловасць шукае надзейную і бяспечную тэхналогію бесправадной сувязі, якія могуць быць выкарыстаны для розных прыкладанняў на завадскім полі. Там могуць быць альтэрнатывы звярнуцца розныя выпадкі, але толькі 5G мае патэнцыял для вырашэння іх усіх.
5g MMTC аптымізаваны для нізкай магутнасці і глыбокай асвятлення для прылад, якія адсочваць інструменты і тавары ці ён можа быць выкарыстаны для падлучэння датчыкаў.
5г EMBB аптымізаваны для мабільнасці і высокай прапускной здольнасці дадзеных. Ён падыходзіць для выкарыстання ў злучэнні віртуальнай рэальнасці акуляры і партатыўных прылад, якія выкарыстоўваюцца вакол завадскога падлогі.
Новая функцыя ў 5G Urllc, распрацаванай у Rel.16 / 17, дазволіць поўную аўтаматызацыю для кантролю робатаў або аўтаматызаваных кіраваных транспартных сродкаў.
Urllc новая зона ўжывання для сотавай сувязі з відавочнымі патрабаваннямі ў дачыненні да латэнтнасці, тэрміны і надзейнасці. 3GPP правёў разумныя намаганні для вырашэння гэтых патрабаванняў, і ў цяперашні час забяспечвае ўсебаковае urllc інструментар. Гэта дапаможа аптымізаваць затрымку на радыё-інтэрфейс, з такімі функцыямі, такія як кароткі час сімвалаў і міні-слотаў, разам з удасканаленнямі, такімі як хуткі і гнуткі працэс паўтарэння або прадастаўляюцца да грантавай перадачы ўздыму. Сетка Virtualisation, рух прыярытэтаў трафіку і мульты-доступу краю вылічэнні ў значнай ступені палепшыць канец да канца затрымкі. Надзейнасць сувязі могуць быць палепшаны шляхам прымянення надзейных схем кадавання, дубляванне пакетаў і паўтарэння, а таксама падвойнага схемы падлучэння. Гэты інструмент уключае ў сябе падтрымку часу адчувальных сетак або паслуг LAN-тыпу праз 5G, як і ў асноўным распрацаваны ў REL.16. Далейшае паляпшэнне для сінхранізацыі часу або аперацыі ў неліцэнзійных умовах у развіцці ў rele.17.
Акрамя затрымкі і надзейнасці сувязі, наяўнасць сеткі і бяспекі маюць вырашальнае значэнне для mission- і бізнес-крытычных прыкладанняў у прамысловай асяроддзі. Прамысловасць, такім чынам, глядзеў на працу прыватных сетак 5G, якія могуць быць разгорнутыя ў якасці аўтаномных ня грамадскіх сетак (NPNS) з выкарыстаннем прыватнага спектру або публічнай сеткі інтэграваных NPNs з выкарыстаннем сеткі Virtualisation, як паказана ў Rel.16.
Уводзячы NR святло
Комплексная функцыя набор 5г адэкватна разглядаецца шырокі спектр прыкладанняў IOT, напрыклад, тыя, для экстрэмальных нізкай кошту, экстрэмальнай нізкай магутнасці і абмежаванай мабільнасці з NB-IOT. Ёсць, аднак, мноства прыкладанняў IOT, дзіцячыя бяспекі носныя, напрыклад, што трэба працяглы тэрмін службы батарэі, вельмі добрае пакрыццё, а таксама поўную мабільнасць і разумныя стаўкі дадзеных. Іншыя прыклады з'яўляюцца аварыйнымі датчыкамі, якія маюць патрэбу ў крайнім асвятленні, але і вельмі нізкае затрымка і нізкае энергаспажыванне. Для таго, каб вырашыць гэтыя праграмы IOT сярэдняга дыяпазону, 3GPP пачаў вывучаць патрабаванні прыкладання пад назвай NR святло. У REL. 17 Ён будзе стандартаваць новае зніжэнне тыпу прылады патэнцыялу з акцэнтам на тыповых патрабаваннях прамысловых датчыкаў, разумных новароднікаў і відэакампаніі (мал 2).
Нярэзныя сеткі
Сёння мабільныя сеткі могуць пакрываць больш за 80% сусветнага насельніцтва, але толькі 40% ад паверхні зямлі і менш за 20% ад паверхні Зямлі. Адзіны годнае альтэрнатыва для вырашэння IOT прыкладанняў глабальнага зандзіравання, адсочвання і маніторынгу з'яўляецца выкарыстанне нярэзных сетак, выкарыстоўваючы, малюсенькія нізкія спадарожныя спадарожнікі арбіты. У REL. 17, 3GPP працуе над інтэграцыяй спадарожнікавых кампанентаў у архітэктуры 5G NR ў цэлым. Першапачаткова ён вывучае выкарыстанне доўгатэрміновага эвалюцыі на аснове NB-IOT і EMTC праз безрэмжыльныя сеткі.
Сіла тэставання
3GPP бесперапынна ваджэння стандартызацыі для задавальнення сучаснасці і будучых патрабаванняў для eCosystem IOT. Вялікі разнастайнасць асаблівасцяў і сеткавых сцэнарыяў, разам з вельмі канкрэтнымі патрабаваннямі прыкладанняў IOT, будзе паскорыць попыт на тэст і сертыфікацыю над жыццёвага цыкла прылад і сеткавых кампанентаў.
Затрымка, надзейнасць і спажыванне энергіі становіцца ўсё больш важным і бесперапынным маніторынгу сетак стане неабходным. У выніку, больш шырокае тэставанне IOT сутыкаецца з шырокім спектрам задач ад вымярэнняў прадукцыйнасці, такіх як спажыванне энергіі і тэрмін службы батарэі, шляхам выканання і вытворчасці выпрабаванняў, разгортвання і аперацый на абслугоўванне і рамонт у абслугоўванні.
Адсюль вынікае, што патрабаванні тэрмін службы батарэі больш за 10 гадоў і запатрабаваных патрабаванняў, пачынаючы ад хвілін да мікрасекундаў становяцца актуальнымі. Некаторыя прыкладання, якія патрабуюць глабальнага ахопу і мабільнасці будзе засяроджана на клеткавых тэхналогіях, такіх як LTE-M і NB-IOT, але большасць прылад будуць выкарыстоўваць без сотавых бесправадных тэхналогій, такіх як Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, нітка, Enocean, SIGFox і Lora ў Неліцэнзійнае прамысловае, навукова-медыцынскіх і медыцынскіх / кароткага дыяпазону tbands.
Праблемы тэставання ў канструкцыі РФ
Тэставанне агульнага паводзінаў зносін IOT прылад з'яўляецца важнай тэмай ва ўсіх этапах жыццёвага цыкла прадукту. RF Design патрабуе асаблівай увагі. Вымярэнне прылады IOT, як правіла, пачынаюцца з РЧ Power, Spectrum і вымярэння адчувальнасці прымача ў падлучаным рэжыме. S-параметры вымяраюцца для праверкі і налады антэны прадукцыйнасці прылады IOT.
Пасля гэтага, па-паветра вымярэння агульнай выпраменьванай магутнасці і агульнай ізатропнай адчувальнасці канчатковага дызайну рэкамендуецца. Ён таксама можа быць актуальным для выканання вымярэнняў пры пэўных умовах выцвітання або прымяніць метады павышэння ахопу, такіх як тыя, якія выкарыстоўваюцца для NB-IOT і LTE-M прылад.
Праектаванне адпаведных апаратных сродкаў і праграмнага забеспячэння асабліва важна для нізкіх сілавых прылад, напрыклад, рэалізацыі аптымальнага спажывання энергіі ў актыўным рэжыме, але і рэжымы глыбокай сну або кароткае запуск / заключэнне фаз. IOT прылады, якія выкарыстоўваюць бесправадныя тэхналогіі з нізкім узроўнем харчавання (LP-WAN), такія як LTE-M або NB-IOT неабходна ўлічваць усе аспекты аперацыйных рэжымаў і функцый, такіх як PSM, Edrx або CE.
Вытворцы прылады, аператары і інфраструктуры вытворцы патрабуюць комплекснага тэставага партфеля, каб паскорыць ўвядзенне прыкладанняў і паслуг IOT. Гэта не можа быць дасягнута без праверкі адпаведнасці з IOT прылад з нарматыўнымі, аператарамі і патрабаваннямі стандартаў.
Нават з выразна пэўнымі працэсамі, многія новыя канструкцыі IOT прылад яшчэ няўдачы сертыфікацыі на першай спробе. Рэгулятары вызначылі тэставыя справы для забеспячэння сумеснага існавання і сеткавыя дружалюбныя аперацыі для бесправадных тэхналогій, якія працуюць у адной і той жа групе частот. Bluetooth, Wi-Fi і ZigBee, напрыклад, усе працуюць у тым жа 2,4 Ггц ISM групы. Іх сертыфікацыя факусуюць на РФ і пратаколы тэмы канфармацыі для забеспячэння ўзаемадзеяння і высокай прадукцыйнасці. Аператары могуць запытаць дадатковыя выпрабаванні дазваляюць прылада IOT для сваіх сетак.
Пра аўтара
Йорг Köpp з'яўляецца менеджэр сегмента рынку - СМА, Rohde & Schwarz
