ცოტა ხნის წინ ფიჭური IOT (C-IOT) ეკოსისტემა, განსაკუთრებით 3GPP სტანდარტიზაცია, ფოკუსირებულია მასიური მანქანა ტიპის კომუნიკაციის (MMTC) ბაზარზე, როგორიცაა წყლის გამრიცხველიანება, ძროხის მონიტორინგი, სმარტ ავტოსადგომი ან აქტივების მიკვლევა. ბაზის ტექნოლოგიები Narrowband ინტერნეტი (NB-IOT) (CAT-NB1 / 2) და გაძლიერებული მანქანა ტიპის კომუნიკაცია (EMTC) (CAT-M) შემუშავდა Rel. 13/14, ძალიან დაბალი ენერგომოხმარებისადმი მიძღვნილი თვისებები (გაფართოებული შეწყვეტა მიღება (EDRX), ელექტროენერგიის მიწოდება მოდული (PSM)) და დაფარვის გაუმჯობესება (CE რეჟიმი). იმავდროულად, მსოფლიოს გარშემო არსებული 140-მდე მობილური ოპერატორის გარშემო LTE M ან NB-IOT ქსელები და GSA (გლობალური მობილური მომწოდებლების ასოციაცია) ითვლება 500-ზე მეტი მოწყობილობის მიერ CAT-M1, CAT-NB1 ან CAT-NB2- ზე.
განვითარებადი IOT განაცხადების რამდენიმე მრეწველობის, ისევე როგორც გლობალური ფაზა 2G და 3G ქსელების, მართოს მეტი განაცხადის სპეციფიკური გაგრძელება. აქედან გამომდინარე, 3GPP მუდმივად მუშაობს NB-IOT- ისა და EMTC- ის გაუმჯობესებაზე კონკრეტული განაცხადის მოთხოვნების დასაფარავად (სურათი 1). მაგალითები არის Wake-Up სიგნალები ან ადრეული მონაცემთა გადაცემის, როგორც გააცნო rel. 15. ორივე ხელს უწყობს ენერგომოხმარების ოპტიმიზაციას და რეაქციის დროს. გრძელვადიან პერსპექტივაში, 5G- ის ეპოქაში გლუვი გადასვლის აუცილებლობაა საჭირო.
C-IOT 5G- ის ეპოქაში
პირველი მობილური ქსელის თაობა, რომელიც მიზნად ისახავს მხარდაჭერას არა მხოლოდ მობილური ფართოზოლოვანი ბაზრის (EMBB), არამედ მზარდი IOT ბაზარი 5G იყო. პირველი 5G- ის გათავისუფლებაში, ფონდი 4G- დან 5 გ-მდე (NB-IOT / EMTC) გადასვლისთვის და ე.წ. ულტრა საიმედო, დაბალი შეყოვნების კომუნიკაციისთვის (URLLC) მოითხოვდა, მაგალითად, ქარხნის ავტომატიზაცია. ზოგიერთი 5G ახალი რადიო (NR) მახასიათებლები, როგორიცაა მოქნილი numerology, ფართო სიხშირის მხარდაჭერა, ჩაშენებული უსაფრთხოება და ვირტუალიზაციის რამდენიმე ფენა ქმნის ბაზას EMMB, MMTC- ისა და URLLC- ის Essential 5G- ის გამოყენების სცენარის მხარდასაჭერად.
5G ეპოქაში MMTC- ის მომავლისთვის ორი ფაქტორი აუცილებელია: NB-IOT- ისა და EMTC- ის თანათავმჯდომარე 5G- ში რადიო რესურსების მოქნილი გამოყენების გამო; და 5G Core- ის მიერ დაკავშირებული ფუნქციების მხარდაჭერა. თანაარსებობის მახასიათებლები, როგორც მითითებულია rel. 16 საშუალებას მისცემს 5G- ს შეუძლია NB-IOT და EMTC მოწყობილობების დაკავშირებას Standalone 5G ქსელთან დაკავშირება.
სამრეწველო iot
ქარხნები მომავალში ხელს შეუწყობს ubiquitous კავშირით ჩართული ინფორმაციისა და ავტომატიზაციის ღრმა ინტეგრაციას. ინდუსტრია ეძებს საიმედო და უსაფრთხო უკაბელო საკომუნიკაციო ტექნოლოგიას, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ქარხნის სართულზე სხვადასხვა განაცხადებისთვის. შეიძლება არსებობდეს ალტერნატივები სხვადასხვა შემთხვევებში, მაგრამ მხოლოდ 5G- ს აქვს ყველა მათგანი.
5G MMTC ოპტიმიზირებულია დაბალი სიმძლავრის და ღრმა გაშუქებისათვის მოწყობილობებისთვის, რომლებიც ხელს უწყობენ ინსტრუმენტებსა და საქონელს ან ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას სენსორების დამაკავშირებლად.
5g embb ოპტიმიზირებულია მობილურობისა და მაღალი მონაცემების გამტარისთვის. ის განკუთვნილია ქარხნის სართულზე გამოყენებული ვირტუალური რეალობის სათვალეებისა და ხელის მოწყობილობების დამაკავშირებლად.
ახალი ფუნქცია 5G URLLC- ში, Rel.16 / 17-ში შემუშავებული, რობოტების ან ავტომატური მართვადი ავტომობილების კონტროლის საშუალებას იძლევა.
URLLC არის ახალი განაცხადის ფართობი ფიჭური კომუნიკაციისთვის, რომელიც შეესაბამება შეყოვნების, დროისა და საიმედოობის შესახებ. 3gpp გაატარა გონივრული ძალისხმევა ამ მოთხოვნების გასაგებად და ახლა უზრუნველყოფს URLLC- ს ინსტრუმენტს. ეს ხელს შეუწყობს რადიოს ინტერფეისის ოპტიმიზაციას, როგორიცაა მოკლე სიმბოლო დრო და მინი სლოტი, ერთად გაუმჯობესებები, როგორიცაა სწრაფი და მოქნილი განმეორებითი პროცესი ან გრანტის თავისუფალი Uplink გადაცემა. ქსელის ვირტუალიზაცია, საგზაო პრიორიტეტული და მრავალმხრივი პირას Computing დიდწილად გააუმჯობესებს ბოლომდე ბოლომდე შეყოვნებას. კომუნიკაციების საიმედოობა შეიძლება გაუმჯობესდეს ძლიერი კოდირების სქემების, პაკეტის დუბლირებისა და გამეორების, ასევე ორმაგი კავშირის სქემების გამოყენებით. ეს ხელსაწყოები მოიცავს დროის მგრძნობიარე ქსელების ან LAN ტიპის სერვისების მხარდაჭერას 5G- ზე, როგორც ძირითადად, Rel.16- ში შემუშავდა. დროთა განმავლობაში სინქრონიზაციის ან ოპერაციის შემდგომი გაუმჯობესება არალიცენზირებული გარემოში არის Rel.17- ში.
შერწყმა და საკომუნიკაციო საიმედოობა, ქსელის ხელმისაწვდომობა და უსაფრთხოება კრიტიკულია სამრეწველო გარემოში მისიის და ბიზნეს-კრიტიკული განაცხადებისათვის. ამდენად, ინდუსტრია, შესაბამისად, ეძებდა კერძო 5G ქსელების ფუნქციონირებას, რომელიც შეიძლება განლაგებული იყოს არასაკმარისი არა-საზოგადოებრივი ქსელები (NPNS) კერძო სპექტრით ან საზოგადოებრივი ქსელის ინტეგრირებული NPN- ების გამოყენებით ქსელის ვირტუალიზაციის გამოყენებით, როგორც მითითებულია Rel.16- ში.
გაცნობა NR სინათლის
ყოვლისმომცველი მხატვრული კომპლექტი 5G ადეკვატურად მიმართავს ფართო სპექტრი iOT განაცხადების, მაგალითად, იმ უკიდურესი დაბალი ღირებულება, უკიდურესი დაბალი სიმძლავრის და შეზღუდული მობილურობა NB-IOT. თუმცა, არსებობს უამრავი iot განაცხადების, ბავშვთა უსაფრთხოების wearables, მაგალითად, საჭიროა ხანგრძლივი ბატარეის სიცოცხლე, ძალიან კარგი გაშუქება, ისევე როგორც სრული მობილურობა და გონივრული მონაცემების განაკვეთები. სხვა მაგალითები არის საგანგებო სენსორები, რომლებიც საჭიროა უკიდურესი გაშუქება, არამედ ძალიან დაბალი შეყოვნება და დაბალი ენერგომოხმარება. ამ შუალედური IOT- ის აპლიკაციების გამოსაყენებლად, 3GPP- მა დაიწყო NR სინათლის განაცხადის მოთხოვნების შესწავლა. In rel. 17 აპირებს ახალი შემცირებული შესაძლებლობების მოწყობილობის ტიპის სტანდარტებს სამრეწველო სენსორების ტიპიური მოთხოვნების ფოკუსირება, ჭკვიანი wearables და სათვალთვალო კამერები (სურათი 2).
არასასურველი ქსელები
დღეს, მობილური ქსელებს შეუძლიათ გლობალური მოსახლეობის 80% -ზე მეტი, მაგრამ მიწის ზედაპირის მხოლოდ 40% და დედამიწის ზედაპირის 20% -ზე ნაკლები. გლობალური ზონდირების, მიკვლევა და მონიტორინგის IOT- ის აპლიკაციების ერთადერთი ღირსეული ალტერნატივა არის არაკომერციული ქსელების გამოყენება, პატარა დაბალი დედამიწის ორბიტაზე. In rel. 17, 3GPP მუშაობს 5G NR არქიტექტურაში სატელიტური კომპონენტების ინტეგრაციაზე. თავდაპირველად, ის სწავლობს გრძელვადიანი ევოლუციის დაფუძნებული NB-IOT და EMTC- ს გამოყენებით არასასურველი ქსელების მეშვეობით.
ტესტირების ძალა
3GPP მუდმივად მართავს სტანდარტიზაციას დღევანდელი და სამომავლო მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად IOT ეკოსისტემისთვის. თვისებები და ქსელის სცენარების დიდი მრავალფეროვნება, ძალიან კონკრეტული IOT- ის აპლიკაციის მოთხოვნებთან ერთად, დააჩქარებს გამოცდისა და სერტიფიცირების მოთხოვნას მოწყობილობების და ქსელის კომპონენტების სასიცოცხლო.
შეყოვნება, საიმედოობა და ენერგიის მოხმარება ხდება უფრო მნიშვნელოვანი და უწყვეტი მონიტორინგი ქსელების მნიშვნელოვანი გახდება. შედეგად, ფართო IOT ტესტირება ემუქრება ფართო სპექტრი გამოწვევების შესრულების გაზომვები, როგორიცაა ენერგომოხმარება და ბატარეის, შესაბამისად შესაბამისობის და წარმოების ტესტი, განლაგება და ოპერაციების მომსახურება და მომსახურება სარემონტო.
აქედან გამომდინარე, 10 წელზე მეტი ხნის მანძილზე ბატარეის მოთხოვნები და შეყოვნების მოთხოვნები მიკერძოებულებიდან გამომდინარეობს. ზოგიერთი განაცხადი, რომელიც მოითხოვს გლობალურ გაშუქებას და მობილურობას, როგორიცაა LTE-M და NB-IOT, მაგრამ ყველაზე მეტად მოწყობილობები გამოიყენებს არასაჭირო უჯრედულ უკაბელო ტექნოლოგიებს, როგორიცაა Bluetooth, Wi-Fi, Zigbee, თემა, Enocean, Sigfox და Lora არალიცენზირებული სამრეწველო, სამეცნიერო და სამედიცინო / მოკლე დიაპაზონი.
ტესტის გამოწვევები RF დიზაინში
IOT მოწყობილობების საერთო კომუნიკაციის ქცევის ტესტირება მნიშვნელოვანი თემაა პროდუქტის ყველა ფაზაში. RF დიზაინი განსაკუთრებულ ყურადღებას მოითხოვს. IOT მოწყობილობის გაზომვები, როგორც წესი, დაიწყება RF Power, Spectrum და მიმღების მგრძნობელობის გაზომვები დაკავშირებული რეჟიმში. S-პარამეტრები იზომება IOT მოწყობილობის ანტენის შესრულების შემოწმება და სრულყოფილი.
ამის შემდეგ რეკომენდებულია საბოლოო დიზაინის საერთო დიზაინის საერთო დიზაინის მთლიანი გაზომვა და საბოლოო დიზაინის მთლიანი ჰაერის გაზომვა. ეს შეიძლება იყოს შესაბამისი, რათა შეასრულოს გაზომვები გარკვეულ მიმომხილველ პირობებში ან გამოიყენოთ გაშუქების გაფართოების ტექნიკა, როგორიცაა NB-IOT და LTE-M მოწყობილობებისათვის გამოყენებული.
სათანადო აპარატურისა და პროგრამული უზრუნველყოფის შემუშავება განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია დაბალი დენის მოწყობილობებისთვის, მაგალითად, აქტიური რეჟიმის ოპტიმალური ენერგომოხმარების განხორციელება, არამედ ღრმა ძილის რეჟიმი ან მოკლე ჩატვირთვის / გამორთვის ფაზები. IOT მოწყობილობები, რომლებიც იყენებენ უკაბელო დაბალი დენის ტექნოლოგიებს (LP-WAN), როგორიცაა LTE-M ან NB-IOT უნდა განიხილოს ოპერატიული რეჟიმებისა და თვისებების ყველა ასპექტი, როგორიცაა PSM, EDRX ან CE.
მოწყობილობის შემქმნელები, ოპერატორები და ინფრასტრუქტურის მწარმოებლები მოითხოვს ყოვლისმომცველი ტესტის პორტფელს, რათა დააჩქაროს IOT აპლიკაციებისა და მომსახურების დანერგვა. ეს არ შეიძლება მიღწეული IOT მოწყობილობების გადამოწმების გარეშე მარეგულირებელი, ოპერატორისა და სტანდარტების მოთხოვნებთან.
კარგად განსაზღვრული პროცესების მქონეც კი, iOT- ის მრავალი ახალი დიზაინის პირველი მცდელობა კვლავ სერტიფიცირებას ვერ ახერხებს. მარეგულირებულმა განსაზღვრავს ტესტის შემთხვევები, რათა უზრუნველყოს თანაარსებობა და ქსელის მეგობრული ოპერაციები იმავე სიხშირის ჯგუფში მოქმედი უკაბელო ტექნოლოგიებისათვის. Bluetooth, Wi-Fi და Zigbee, მაგალითად, ყველა ფუნქციონირებს იგივე 2.4GHz ISM band. მათი სერტიფიცირება ყურადღებას ამახვილებს RF და პროტოკოლის შესაბამისობაზე, რათა უზრუნველყოს თავსებადობა და მაღალი ხარისხის უზრუნველყოფა. ოპერატორებს შეუძლიათ მოითხოვონ დამატებითი ტესტები, რომლებიც აგზავნიან iOT მოწყობილობებს მათი ქსელებისთვის.
Ავტორის შესახებ
Jörg Köpp არის ბაზრის სეგმენტის მენეჯერი - IOT, Rohde & Schwarz
