Jak już pewnie wiecie z poprzedniego tekstu mamy od pewnego czasu na tapecie temat Internet of Things (IoT). Nie bez powodu – prowadzimy testy dwóch technologii, które mogą posłużyć do budowy właśnie Internetu Rzeczy: NB-IoT i eMTC (zwanego potocznie LTE-M). W drugiej części tekstu będzie o energii, pieniądzach i ruchu – mam nadzieję, że nie zawiodę Was. Planujemy też część trzecią – z wnioskami z testów.
Zaczniemy od punktu, który jest chyba najważniejszy jeżeli chodzi o IoT, czyli…
Praca na baterii
Aby stosowanie Internetu Rzeczy miało sens urządzenia muszą móc pracować bardzo długo na jednej baterii lub też pobierać bardzo niewiele energii z akumulatora. Powód jest prosty – dziesiątki, setki, tysiące czujników mierzących choćby przepływ wody w rurach rozmieszczone są po piwnicach, kanalizacji i innych trudnodostępnych miejscach. A teraz wyobraźcie sobie, że do każdego z tych czujników trzeba by pociągnąć kabelek, przez który będzie biegł prąd. Zadanie powiedziałbym… karkołomne. Po pierwsze znacznie powiększałoby to koszt montażu, po drugie są miejsca, gdzie pociągnięcie prądu jest bardzo trudne. W przypadku samochodów każdy kolejny układ trzeba zasilić, a prąd w samochodzie generowany jest poprzez spalanie paliwa 😉
W przypadku Internet of Things jako standard wyznaczono 10 lat pracy na jednej baterii. Zarówno NB-IoT jak i LTE-M zostały stworzone z myślą o efektywności energetycznej, jednak wydaje się, że NB-IoT poradzi sobie na tym polu nieco lepiej. Z drugiej strony to „nieco” może być niwelowane przez warunki pracy danego urządzenia – wystarczy konieczność wzmocnienia sygnału i już wszystko bierze w łeb.
Koszt, czyli… kasa, pieniążki, pieniądze, mamona, zielone, bucksy
Każde wyzwanie można pokonać, jeżeli mamy na to wystarczający budżet. Amerykanie wysłali człowieka na Księżyc, a na półwyspie Arabskim zbudowano kryty stok narciarski. Różnica między nimi a nami jest taka, że my nie mamy nieograniczonych zasobów gotówki. Nie mają ich także nasi klienci, którzy w przyszłości będą decydować z jakich urządzeń chcą korzystać.
By spopularyzować technologie oparte o LTE-M i NB-IoT koszt nowych rozwiązań nie może być wyższy, od tych opartych o GSM, czyli 2G. Naszym zdaniem przy pełnym wdrożeniu takich rozwiązań będzie to możliwe. Dostrzegamy również, że prostsza z tych technologii – NB-IoT może zapewnić większe oszczędności. Jednak testy, czas i skala produkcji zapewne to zweryfikują.
Mobilność
To dość ciekawy wątek w kontekście Internet of Things – chodzi tutaj o możliwość przemieszczania się urządzeń pomiędzy stacjami bazowymi w trakcie nadawania sygnału. Z jednej strony wydaje się to czymś oczywistym w przypadku sieci (nomen-omen) mobilnych. Z drugiej strony, w wielu przypadkach mówimy o czujnikach, które większą część „życia” mogą przeleżeć w piwnicy, nie przesuwając się nawet o milimetr. Po za tym jest jeszcze jeden wątek. Przemieszczanie się urządzeń zwiększa zużycie energii, które przekłada się na koszty.
W związku z tym w technologii NB-IoT… zrezygnowano z możliwości przemieszania w trakcie nadawania sygnału (po prostu). Założono, że urządzenia będą poruszać się bardzo rzadko lub wcale. Dane wysyłają nieco częściej ale szansa, że będą się one jednocześnie poruszać pomiędzy stacjami bazowymi i wysyłać dane jest bliska zeru. W przypadku LTE-M pozostawiono możliwość „handoveru”, czyli transmisji danych przy jednoczesnym poruszaniu się pomiędzy stacjami bazowymi. Co prawda nie działa ona w tzw. trybie rozszerzonego zasięgu. Pewnie o nim nie wspomniałem, ale sądzę, że nazwa mówi wszystko – ma on działać przy bardzo słabym zasięgu – na przykład w piwnicy.
Dalsze ewolucje w 3GPP Rel-14
Teraz czas na mój ulubiony wątek – przez ten cały czas pracowaliśmy nad czymś, co moglibyście uznać za gotowe rozwiązanie.
Błąd!
Jak pewnie pamiętacie z pierwszego tekstu, pracowaliśmy w oparciu o rozwiązania, które zostały opisane w ramach pierwszej wersji (3GPP Release-13). A obecnie zakończono prace nad Rel-14, które dodają zupełnie nowe możliwości. W obu przypadkach dodana została usługa, pozwalająca na lokalizację urządzeń i możliwość transmisji rozsiewczej, zwanej w języku mieszkańców Wysp Brytyjskich „multicast”. Oznacza to, że ze stacji bazowej do każdego z urządzeń przesyłany jest dokładnie ten sam strumień bitów. Można to porównać do transmisji telewizyjnej czy radiowej, w której jest jeden nadawca i dziesiątki, setki, tysiące odbiorców. Oczywiście nie będziemy zajmować się transmisją Orange TV do urządzeń IoT… ale możemy im przesłać chociażby aktualizację oprogramowania, nie marnując przy tym zasobów radiowych.
Żeby było ciekawie, w LTE-M dodano obsługę połączeń głosowych poprzez VoLTE i większe prędkości transmisji, na które pozwala m.in. poszerzenie kanału pracy. Chodzi o wykorzystanie większej ilości PRB niż 6. Jeżeli chcecie wiedzieć więcej, musicie zajrzeć do poprzedniego tekstu.
Na drodze do Internet of Things w 5G
Wątek 5G już poruszałem w pierwszym tekście. Teraz chciałbym go nieco rozwinąć. Jeżeli mocno interesujecie się tematem 5G wiecie zapewne, że docelowy kształt standardu został już właściwie określony, teraz „rzeźbimy”, by osiągnąć cel, który został przed nami postawiony. Z jednej strony pracując nad siecią 5G, z drugiej właśnie poprzez… ewolucję LTE-M i NB-IoT. Powód jest bardzo ważny – w pierwszej fazie standardu 5G nie będzie funkcjonalności związanych z Internet of Things (czyli massive MTC). Dlatego 3GPP dąży, by właśnie poprzez ewolucję i wprowadzanie kolejnych usprawnień do LTE-M i NB-IoT sprawić, by spełniały one minimalne wymagania stojące (przynajmniej na polu IoT) przed siecią 5G. Nastąpi to szybciej niż wdrożenie mMTC w 5G, a na dodatek w oparciu o już sprawdzone rozwiązania.
Jeżeli chcecie wiedzieć więcej o IoT w 5G zapraszam do tekstu: Gospodarka po 5G – 5Gotowi #4
Już wiecie, co bierzemy pod uwagę w trakcie oceny technologii. Jednak to dopiero gdy zakończymy testy będziemy mogli skonfrontować teorię z praktyką. A do tego jeszcze chwila ;-). Dlatego już teraz zapraszam Was na ostatni z tekstów. Lecz dopiero po (moim) urlopie.
P.S zdjęcie ilustracyjne pożyczyłem z tekstu Wojtka o HTC U 11.
Wy tu z niespodziankami - to mamy w orange na kartę! :p
