सेलुलर आईओटी में अगला क्या है?

हाल ही में सेलुलर आईओटी (सी-आईओटी) पारिस्थितिक तंत्र, और विशेष रूप से 3 जीपीपी मानकीकरण ने पानी की मीटरींग, गाय निगरानी, ​​स्मार्ट पार्किंग या संपत्ति ट्रैकिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए बड़े पैमाने पर मशीन प्रकार संचार (एमएमटीसी) बाजार को सक्षम करने पर ध्यान केंद्रित किया है। बेस टेक्नोलॉजीज थ्रेकबैंड इंटरनेट ऑफ थिंग्स (एनबी-आईओटी) (सीएटी-एनबी 1/2) और उन्नत मशीन प्रकार संचार (ईएमटीसी) (सीएटी-एम) आरईएल में विकसित किए गए थे। 13/14, बहुत कम बिजली की खपत (विस्तारित असंतुलित रिसेप्शन (ईडीआरएक्स), बिजली आपूर्ति मॉड्यूल (पीएसएम)) और कवरेज एन्हांसमेंट्स (सीई मोड) के लिए समर्पित सुविधाओं के साथ। इस बीच, दुनिया भर में 140 मोबाइल ऑपरेटरों ने एलटीई एम या एनबी-आईओटी नेटवर्क तैनात किए हैं, और जीएसए (ग्लोबल मोबाइल सप्लायर्स एसोसिएशन) ने सीएटी-एम 1, सीएटी-एनबी 1 या सीएटी-एनबी 2 का समर्थन करने वाले 500 से अधिक डिवाइसों की गणना की है।

कई उद्योगों में उभरते आईओटी अनुप्रयोग, साथ ही साथ 2 जी और 3 जी नेटवर्क से वैश्विक चरण, अधिक एप्लिकेशन-विशिष्ट एक्सटेंशन की आवश्यकता को ड्राइव करें। इसलिए, 3 जीपीपी निरंतर आवेदन मांगों (चित्रा 1) को कवर करने के लिए एनबी-आईओटी और ईएमटीसी के लिए सुधार पर लगातार काम कर रहा है। उदाहरण आरईएस-अप सिग्नल या प्रारंभिक डेटा ट्रांसमिशन हैं, जैसा कि आरईएल में पेश किया गया है। 15. दोनों बिजली की खपत और प्रतिक्रिया समय को अनुकूलित करने में मदद करते हैं। लंबी अवधि में, हालांकि, 5 जी के युग में एक चिकनी संक्रमण की आवश्यकता है।

5 जी के युग में सी-आईओटी

शुरुआत से ही मोबाइल ब्रॉडबैंड बाजार (ईएमबीबी) का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन की गई पहली मोबाइल नेटवर्क पीढ़ी, बल्कि बढ़ती आईओटी बाजार भी 5 जी थी। पहले 5 जी रिलीज में, नींव को 4 जी से 5 जी तक एमएमटीसी (एनबी-आईओटी / ईएमटीसी) के संक्रमण के लिए रखा गया था और तथाकथित अल्ट्रा विश्वसनीय, कम विलंबता संचार (यूआरएलएलसी) के लिए, उदाहरण के लिए, फैक्ट्री स्वचालन। लचीला अंक विज्ञान, व्यापक आवृत्ति समर्थन, अंतर्निहित सुरक्षा और वर्चुअलाइजेशन की कई परतों जैसी कुछ 5 जी नई रेडियो (एनआर) विशेषताएं एमएमबी, एमएमटीसी और यूआरएलएलसी के आवश्यक 5 जी उपयोग केस परिदृश्यों का समर्थन करने के लिए आधार बनाती हैं।

5 जी युग में एमएमटीसी के भविष्य के लिए दो कारक आवश्यक हैं: रेडियो संसाधनों के लचीले उपयोग के कारण 5 जी में एनबी-आईओटी और ईएमटीसी का सह-अस्तित्व; और 5 जी कोर द्वारा संबंधित सुविधाओं का समर्थन। सह-अस्तित्व सुविधाओं के रूप में rel में निर्दिष्ट। 16 स्टैंडअलोन 5 जी नेटवर्क से कनेक्ट करने के लिए 5 जी सक्षम एनबी-आईओटी और ईएमटीसी उपकरणों की अनुमति देगा।

औद्योगिक आईओटी

भविष्य में कारखानों को सर्वव्यापी कनेक्टिविटी द्वारा सक्षम जानकारी और स्वचालन के गहरे एकीकरण पर भरोसा होगा। उद्योग एक विश्वसनीय और सुरक्षित वायरलेस संचार तकनीक की तलाश में है जिसका उपयोग कारखाने के तल पर विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है। विभिन्न मामलों को संबोधित करने के विकल्प हो सकते हैं, लेकिन केवल 5 जी में उन सभी को संबोधित करने की क्षमता है।

5 जी एमएमटीसी को कम बिजली और गहरे कवरेज के लिए अनुकूलित किया गया है जो उपकरणों और सामानों को ट्रैक करते हैं या इसका उपयोग सेंसर को जोड़ने के लिए किया जा सकता है।

5 जी ईएमबीबी गतिशीलता और उच्च डेटा थ्रूपुट के लिए अनुकूलित है। यह फैक्ट्री फर्श के चारों ओर इस्तेमाल किए गए वर्चुअल रियलिटी चश्मा और हैंडहेल्ड डिवाइस को जोड़ने में उपयोग के लिए उपयुक्त है।

REL.16 / 17 में विकसित 5 जी Urllc में एक नई सुविधा, रोबोट या स्वचालित निर्देशित वाहनों को नियंत्रित करने के लिए पूर्ण स्वचालन सक्षम करेगी।

URLLC विलंबता, समय और विश्वसनीयता के संबंध में स्पष्ट आवश्यकताओं के साथ सेलुलर संचार के लिए एक नया आवेदन क्षेत्र है। 3 जीपीपी ने इन आवश्यकताओं को हल करने के लिए उचित प्रयास किए हैं और अब एक व्यापक यूआरएलएलसी टूलसेट प्रदान करता है। यह रेडियो इंटरफ़ेस पर विलंबता को अनुकूलित करने में मदद करेगा, जैसे कि लघु प्रतीक समय और मिनी स्लॉट जैसी सुविधाओं के साथ, तेजी से और लचीली पुनरावृत्ति प्रक्रिया या अनुदान मुक्त अपलिंक संचरण जैसे संवर्द्धन के साथ। नेटवर्क वर्चुअलाइजेशन, यातायात प्राथमिकता और बहु-पहुंच किनारे कंप्यूटिंग काफी हद तक अंत-से-अंत विलंबता में सुधार करेगी। मजबूत कोडिंग योजनाओं, पैकेट डुप्लिकेशन और पुनरावृत्ति के साथ-साथ दोहरी कनेक्टिविटी योजनाओं को लागू करके संचार विश्वसनीयता में सुधार किया जा सकता है। इस टूलसेट में 5 जी के माध्यम से समय-संवेदनशील नेटवर्क या लैन-प्रकार सेवाओं का समर्थन शामिल है, जैसा कि मुख्य रूप से rel.16 में विकसित किया गया है। अनियंत्रित वातावरण में समय सिंक्रनाइज़ेशन या ऑपरेशन के लिए और सुधार rel.17 में विकास में हैं।

विलंबता और संचार विश्वसनीयता के अलावा, नेटवर्क उपलब्धता और सुरक्षा मिशन के लिए महत्वपूर्ण हैं- और औद्योगिक वातावरण में व्यावसायिक-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं। इसलिए उद्योग निजी 5 जी नेटवर्क को संचालित करने की तलाश में है जिसे REL16 में निर्दिष्ट नेटवर्क वर्चुअलिसेशन का उपयोग करके निजी स्पेक्ट्रम या सार्वजनिक नेटवर्क एकीकृत एनपीएन का उपयोग करके स्टैंडअलोन गैर-सार्वजनिक नेटवर्क (एनपीएनएस) के रूप में तैनात किया जा सकता है।

एनआर लाइट पेश करना

5 जी का व्यापक फीचर सेट पूरी तरह से आईओटी अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला को संबोधित करता है, उदाहरण के लिए, चरम कम लागत वाली, चरम कम शक्ति और एनबी-आईओटी के साथ सीमित गतिशीलता के लिए। हालांकि, कई आईओटी अनुप्रयोगों, बच्चों की सुरक्षा पहनने योग्य हैं, उदाहरण के लिए, जो लंबे बैटरी जीवनकाल, बहुत अच्छे कवरेज, साथ ही पूर्ण गतिशीलता और उचित डेटा दरों की आवश्यकता होती है। अन्य उदाहरण आपातकालीन सेंसर हैं जिन्हें अत्यधिक कवरेज की आवश्यकता होती है, लेकिन बहुत कम विलंबता और कम बिजली की खपत भी होती है। इन मध्य श्रेणी के आईओटी अनुप्रयोगों को हल करने के लिए, 3 जीपीपी ने एनआर लाइट नाम के तहत आवेदन आवश्यकताओं का अध्ययन करना शुरू कर दिया। रिले में। 17 यह औद्योगिक सेंसर, स्मार्ट पहनने योग्य और निगरानी कैम (चित्रा 2) की सामान्य आवश्यकताओं पर ध्यान केंद्रित करने के साथ एक नई कम क्षमता डिवाइस प्रकार को मानकीकृत करने जा रहा है।

गैर-स्थलीय नेटवर्क

आज, मोबाइल नेटवर्क 80% से अधिक वैश्विक आबादी को कवर कर सकते हैं लेकिन भूमि की सतह का केवल 40% और पृथ्वी की सतह के 20% से कम। ग्लोबल सेंसिंग, ट्रैकिंग और निगरानी के आईओटी अनुप्रयोगों को संबोधित करने के लिए एकमात्र योग्य विकल्प गैर-स्थलीय नेटवर्क का उपयोग, छोटे निचले पृथ्वी कक्षा उपग्रहों का उपयोग करके है। रिले में। 17, 3 जीपीपी सामान्य रूप से 5 जी एनआर वास्तुकला में उपग्रह घटकों के एकीकरण पर काम कर रहा है। प्रारंभ में, यह गैर-स्थलीय नेटवर्क के माध्यम से दीर्घकालिक विकास आधारित एनबी-आईओटी और ईएमटीसी के उपयोग का अध्ययन करता है।

परीक्षण की शक्ति

3 जीपीपी लगातार आईओटी पारिस्थितिक तंत्र के लिए वर्तमान और भविष्य की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए मानकीकरण ड्राइविंग कर रहा है। सुविधाओं और नेटवर्क परिदृश्यों की बड़ी विविधता, साथ ही बहुत विशिष्ट आईओटी आवेदन आवश्यकताओं के साथ, डिवाइस और नेटवर्क घटकों के जीवन चक्र पर परीक्षण और प्रमाणीकरण की मांग में तेजी लाएगी।

विलंबता, विश्वसनीयता और बिजली की खपत तेजी से महत्वपूर्ण हो जाती है और नेटवर्क की निरंतर निगरानी आवश्यक हो जाएगी। नतीजतन, व्यापक आईओटी परीक्षण को प्रदर्शन माप से चुनौतियों की एक विस्तृत श्रृंखला, जैसे बिजली की खपत और बैटरी जीवन, अनुपालन और विनिर्माण परीक्षण, तैनाती और सर्विस की सेवा के लिए संचालन के माध्यम से सेवा और सेवा की मरम्मत के लिए।

यह इस प्रकार है कि 10 से अधिक वर्षों की बैटरी जीवन आवश्यकताओं और मिनटों से लेकर माइक्रोसॉन्ड तक लेटेंसी आवश्यकताएं प्रासंगिक हो जाती हैं। वैश्विक कवरेज और गतिशीलता की आवश्यकता वाले कुछ अनुप्रयोगों में एलटीई-एम और एनबी-आईओटी जैसे सेलुलर प्रौद्योगिकियों पर ध्यान केंद्रित किया जाएगा, लेकिन अधिकांश डिवाइस गैर-सेलुलर वायरलेस प्रौद्योगिकियों जैसे ब्लूटूथ, वाई-फाई, ज़िग्बी, थ्रेड, एनोसियन, सिग्फॉक्स और लोरा में उपयोग करेंगे लाइसेंस रहित औद्योगिक, वैज्ञानिक और चिकित्सा / लघु रेंज टब्स।

आरएफ डिजाइन में परीक्षण चुनौतियां

आईओटी उपकरणों के समग्र संचार व्यवहार का परीक्षण उत्पाद जीवन चक्र के सभी चरणों में एक महत्वपूर्ण विषय है। आरएफ डिजाइन के लिए विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है। आईओटी डिवाइस माप आमतौर पर जुड़े मोड में आरएफ पावर, स्पेक्ट्रम और रिसीवर संवेदनशीलता माप से शुरू होते हैं। एस-पैरामीटर को आईओटी डिवाइस के एंटीना प्रदर्शन को सत्यापित और ट्यून करने के लिए मापा जाता है।

इसके बाद, अंतिम डिजाइन की कुल विकिरण शक्ति और कुल आइसोटोपिक संवेदनशीलता के ओवर-द-वायु माप की सिफारिश की जाती है। यह कुछ लुप्तप्राय स्थितियों के तहत माप करने के लिए भी प्रासंगिक हो सकता है या एनबी-आईओटी और एलटीई-एम उपकरणों के लिए उपयोग की जाने वाली कवरेज वृद्धि तकनीकों को लागू करने के लिए भी प्रासंगिक हो सकता है।

उचित हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर डिजाइन करना कम बिजली उपकरणों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए सक्रिय मोड में इष्टतम बिजली की खपत को लागू करना, लेकिन गहरी नींद मोड या शॉर्ट स्टार्टअप / शट डाउन चरण भी लागू करना। आईओटी डिवाइस जो वायरलेस लो-पावर टेक्नोलॉजीज (एलपी-वैन) जैसे एलटीई-एम या एनबी-आईओटी का उपयोग करते हैं, को परिचालन मोड और पीएसएम, ईडीआरएक्स या सीई जैसी सुविधाओं के सभी पहलुओं पर विचार करने की आवश्यकता है।

डिवाइस निर्माताओं, ऑपरेटरों और बुनियादी ढांचे निर्माताओं को आईओटी अनुप्रयोगों और सेवाओं की शुरूआत में तेजी लाने के लिए एक व्यापक परीक्षण पोर्टफोलियो की आवश्यकता होती है। यह विनियामक, ऑपरेटर और मानकों की आवश्यकताओं के साथ आईओटी उपकरणों के अनुरूप सत्यापन किए बिना हासिल नहीं किया जा सकता है।

यहां तक ​​कि अच्छी तरह से परिभाषित प्रक्रियाओं के साथ, आईओटी उपकरणों के कई नए डिजाइन अभी भी पहले प्रयास में प्रमाणन विफल हो जाते हैं। नियामकों ने एक ही आवृत्ति बैंड में चल रहे वायरलेस प्रौद्योगिकियों के लिए सह-अस्तित्व और नेटवर्क-अनुकूल संचालन सुनिश्चित करने के लिए परीक्षण मामलों को परिभाषित किया है। ब्लूटूथ, वाई-फाई और ज़िगबी, उदाहरण के लिए, सभी एक ही 2.4 गीगाहर्ट्ज आईएसएम बैंड में काम करते हैं। उनका प्रमाणन इंटरऑपरेबिलिटी और उच्च प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए आरएफ और प्रोटोकॉल अनुरूपता विषयों पर केंद्रित है। ऑपरेटर अपने नेटवर्क के लिए आईओटी उपकरणों को अधिकृत करने वाले अतिरिक्त परीक्षणों का अनुरोध कर सकते हैं।

लेखक के बारे में

जोर्ग कोप्पी मार्केट सेगमेंट मैनेजर - आईओटी, रोहडे और श्वार्ज़ है