Неодамна мобилен IOT (C-IOT) екосистем, а особено 3GPP стандардизацијата, се фокусираше на овозможување на пазарот на масивни машински тип комуникација (MMTC) за апликации како што се мерење на вода, мониторинг на крави, паметна паркинг или следење на средствата. Во REL. 13/14, со посветени карактеристики за многу ниска потрошувачка на енергија (продолжен дисконтинуиран прием (EDRX), модул за напојување (PSM)) и додатоци за покривање (CE режими). Во меѓувреме, околу 140 мобилни оператори ширум светот имаат распоредени LTE M или NB-Iot Networks, а GSA (GSA асоцијација за мобилни добавувачи) броеше повеќе од 500 уреди кои поддржуваат CAT-M1, CAT-NB1 или CAT-NB2.
Новите IOT апликации во неколку индустрии, како и глобалната фаза од 2G и 3G мрежи, ја водат потребата за повеќе проширувања специфични за апликации. Затоа, 3GPP континуирано работи на подобрувања за NB-IOT и EMTC за покривање на специфични барања за апликација (Слика 1). Примерите се сигнали за будење или рано пренос на податоци, како што е воведено во REL. 15. И двете помагаат да се оптимизира потрошувачката на енергија и времето на реакција. На долг рок, сепак, постои потреба за непречена транзиција кон ерата на 5G.
C-iot во ерата на 5G
Првата генерација на мобилна мрежа дизајнирана од почеток за поддршка не само на мобилниот широкопојасен пазар (EMBU), туку и растечкиот пазар на IOT беше 5G. Веќе во првото издание на 5G, Фондацијата беше поставена за транзиција на MMTC (NB-IOT / EMTC) од 4G до 5G и за т.н. ултра сигурна, ниска комуникација со латентност (URLLC), на пример, автоматизација на фабриката. Околу 5G нови карактеристики на радио (NR), како што се флексибилна нумерологија, широка фреквенција поддршка, вградена безбедност и неколку слоеви на виртуелизација Креирај основа за поддршка на основни 5G употреба случаи сценарија на EMBB, MMTC и URLLC.
Два фактори се од суштинско значење за иднината на MMTC во 5G ерата: соживот на NB-IOT и EMTC во 5G поради флексибилна употреба на радио ресурси; и поддршката на сродни карактеристики од страна на 5G јадро. Карактеристики на соживот како што е наведено во rel. 16 ќе овозможи 5G способни NB-IOT и EMTC уреди за да се поврзат со самостојна 5G мрежа.
Индустриски Iot.
Фабриките во иднина ќе се потпрат на длабока интеграција на информации и автоматизација, овозможено со сеприсутно поврзување. Индустријата е во потрага по сигурна и безбедна безжична комуникациска технологија која може да се користи за различни апликации на фабричкиот под. Може да има алтернативи за решавање на различни случаи, но само 5G има потенцијал да ги адресира сите.
5G MMTC е оптимизиран за мала моќност и длабока покриеност за уреди кои ги следат алатките и стоките или може да се користат за поврзување на сензорите.
5G EMBB е оптимизиран за мобилност и висока пропусност. Таа е погодна за употреба при поврзување на очила за виртуелна реалност и рачни уреди кои се користат околу фабричкиот под.
Новата карактеристика во 5G Urllc, развиена во REL.16/17, ќе овозможи целосна автоматизација за контролирање на роботи или автоматизирани возила.
Urllc е нова апликација област за мобилна комуникација со експлицитни барања во врска со латентност, време и сигурност. 3GPP потроши разумни напори за решавање на овие барања и сега обезбедува сеопфатна урЛ алаткатна алатка. Тоа ќе помогне да се оптимизира латентност на радио интерфејс, со функции како што се кратки симболи и мини слотови, заедно со подобрувања како што се брз и флексибилен процес на повторување или пренос без грантови. Мрежа виртуелизација, приоритизација на сообраќајот и компјутерски пристап компјутери во голема мера ќе ја подобрат латентноста од крај до крај. Сигурноста на комуникациите може да се подобри со примена на робусни шеми за кодирање, дуплирање на пакетите и повторување, како и двојни шеми за поврзување. Оваа алатка вклучува поддршка на временски чувствителни мрежи или LAN-тип услуги преку 5G, како главно развиени во REL.16. Понатамошни подобрувања за синхронизација на времето или работењето во нелиценцирани средини се во развој во REL.17.
Покрај доверливоста на латентност и комуникација, достапноста и безбедноста на мрежата се критични за мисиите и бизнис-критичните апликации во индустриската средина. Според тоа, индустријата бара да работи на приватни 5G мрежи кои би можеле да бидат распоредени како самостојни не-јавни мрежи (НПНС) со користење на приватен спектар или јавни мрежни интегрирани NPNs со користење на мрежна виртуелизација како што е наведено во REL.16.
Воведување на NR Light.
Сеопфатната карактеристика на 5G соодветно се осврнува на широк спектар на IOT апликации, на пример, оние за екстремни ниски цени, екстремна ниска моќност и ограничена мобилност со NB-IOT. Меѓутоа, постојат многу апликации на IOT, детските безбедносни носења, на пример, кои имаат потреба од долг век на батеријата, многу добра покриеност, како и целосна мобилност и разумни стапки на податоци. Други примери се итни сензори кои имаат потреба од екстремна покриеност, но исто така и многу ниска латентност и ниска потрошувачка на енергија. За да ги адресирате овие апликации со среден опсег, 3GPP почна да ги проучува барањата за апликација под името NR Light. Во rel. 17 Ќе го стандардизира новиот тип на уред за намалување на способноста со фокус на типичните барања на индустриските сензори, паметни замолки и надзорни камери (Слика 2).
Не-терестријални мрежи
Денес, мобилните мрежи можат да покриваат повеќе од 80% од глобалната популација, но само 40% од површината на земјиштето и помалку од 20% од површината на Земјата. Единствената достојна алтернатива за решавање на IOT апликациите на глобалното чувство, следење и мониторинг е употребата на не-терестријални мрежи со користење на мали сателити со големина на Земјата. Во rel. 17, 3GPP работи на интеграција на сателитски компоненти во 5G NR архитектура воопшто. Првично, ја проучува употребата на долгорочна еволуција NB-IOT и EMTC преку не-терестријални мрежи.
Моќта на тестирање
3GPP континуирано ја зголемува стандардизацијата за да ги исполни сегашните и идните барања за IOT екосистемот. Големата разновидност на функции и мрежни сценарија, заедно со многу специфични барања за апликација IOT, ќе ја забрза побарувачката за тестирање и сертификација во врска со животниот циклус на уредите и мрежните компоненти.
Латентноста, сигурноста и потрошувачката на енергија стануваат се повеќе важни и континуирано следење на мрежите ќе станат неопходни. Како резултат на тоа, поширокото испитување на IOT се соочува со широк спектар на предизвици од мерењата на перформансите, како што се потрошувачката на енергија и траење на батеријата, преку усогласеност и тест за производство, распоредување и операции за сервисирање и поправка на услуги.
Следи дека барањата за живот на батеријата од повеќе од 10 години и латентни барања кои се движат од минути до микросекунди стануваат релевантни. Некои апликации кои бараат глобална покриеност и мобилност ќе се фокусираат на мобилните технологии, како што се LTE-M и NB-IOT, но повеќето уреди ќе користат не-мобилни безжични технологии, како што се Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, нишка, onocean, Sigfox и Lora во Нелиценцирани индустриски, научни и медицински / кратки предности Tbands.
Тест предизвици во RF дизајн
Тестирањето на целокупното комуникациско однесување на уредите на IOT е важна тема во сите фази на животниот циклус на производот. RF Design бара посебно внимание. Мерењата на уредот на уредот обично започнуваат со мерењата на RF, спектарот и мерењата на чувствителноста на приемникот во поврзаниот режим. S-параметри се мерат за да се потврди и прилагодува ефикасноста на антената на iot уредот.
По ова, се препорачува мерење на вкупната зрачна моќ и целосна изотопска чувствителност на конечниот дизајн. Исто така, може да биде релевантно да се извршат мерења под одредени услови за избледување или да се применуваат техники за подобрување на покриеноста, како што се оние кои се користат за NB-IOT и LTE-M уреди.
Дизајнирање на соодветен хардвер и софтвер е особено важен за уредите со ниски напојување, на пример, спроведување на оптимална потрошувачка на енергија во активен режим, но исто така и режими на длабоко спиење или фазите за исклучување / исклучување. IOT уреди кои користат безжични технологии со ниска моќност (LP-WAN), како LTE-M или NB-IOT, треба да ги разгледаат сите аспекти на оперативните режими и функции како PSM, EDRX или CE.
Производителите на уреди, оператори и производители на инфраструктура бараат сеопфатно тест портфолио за да се забрза воведувањето на IOT апликации и услуги. Ова не може да се постигне без потврдување на усогласеноста на уредите на iot со барања за регулаторни, оператори и стандарди.
Дури и со добро дефинирани процеси, многу нови дизајни на уреди со iot сеуште не успеваат потврда при првиот обид. Регулаторите имаат дефинирани случаи за тестирање за да обезбедат заеднички и мрежни операции за безжични технологии кои работат во истиот фреквенциски опсег. На пример, Bluetooth, Wi-Fi и Zigbee, сите работат во истиот 2.4GHz ISM бенд. Нивната сертификација се фокусира на теми за усогласеност на RF и протоколот за да се обезбеди интероперабилност и високи перформанси. Операторите можат да побараат дополнителни тестови за одобрување на уреди за нивните мрежи.
За авторот
Jörg Köpp е менаџер на сегментот на пазарот - Iot, Rohde & Schwarz
