Сотовый Интернет вещей - какую технологию выбрать

Примечание редактора:растущие требования к повышенной доступности устройств Интернета вещей совпадают с появлением сотовых технологий, хорошо подходящих для Интернета вещей . Для разработчиков как никогда остро потребность в более подробной информации о сотовых технологиях и их применении в IoT. Эта серия, заимствованная из книги «Сотовый Интернет вещей», знакомит с ключевыми концепциями и технологиями в этой области.

В более ранних сериях авторы описали развивающийся ландшафт сотовой связи, ее роль в IoT, а также технологии массовых машинных коммуникаций (mMTC) и сверхнадежных коммуникаций с малой задержкой (URLLC).

Elsevier предлагает эту и другие книги по инженерии со скидкой 30%. Чтобы воспользоваться этой скидкой, нажмите здесь и используйте код ENGIN318 во время оформления заказа.

По материалам Cellular Internet of Things, Олоф Либерг, Мартен Сундберг, Эрик Ван, Йохан Бергман, Иоахим Сакс.

Глава 9. Конкурентный технологический ландшафт Интернета вещей (продолжение)

Авторы:Олоф Либерг, Мартен Сундберг, Эрик Ван, Йохан Бергман, Иоахим Сакс

9.3 ВЫБОР ИТ-ТЕХНОЛОГИИ (продолжение)

9.3.2 КАКУЮ ИТ-ТЕХНОЛОГИЮ ВЫБРАТЬ

Выбор решения CIoT - это решение, которое должны принимать разные участники рынка. С одной стороны, именно оператор мобильной сети должен решить, какую технологию CIoT добавить в существующую сеть. С другой стороны, производитель устройств Интернета вещей и поставщик услуг выбирают, для каких вариантов подключения к Интернету вещей они разрабатывают свои услуги Интернета вещей. Можно ожидать, что будут сосуществовать разные варианты решений.

9.3.2.1 Взгляд оператора мобильной сети

Для оператора мобильной сети решение о том, какую технологию CIoT развернуть и использовать, имеет несколько аспектов. В частности, необходимо учитывать две стороны:

• Долгосрочная стратегия мобильной сети и существующие активы,

• Стратегия рыночного сегмента Интернета вещей.

Типичный оператор мобильной сети имеет развернутую одну или несколько сотовых сетей. Все чаще различные радиотехнологии предоставляются через единую сеть, состоящую из множества радиотехнологий. Например, одна и та же базовая станция может использоваться для передачи GSM, UMTS / HSPA или LTE. Но есть также развертывания, в которых сети для 2G, 3G и 4G довольно независимы в своем развертывании и работе.

Кроме того, оператор сети мобильной связи обычно имеет лицензию на использование спектра от национального регулирующего органа, которая дает права на эксплуатацию сети в назначенном спектре. Лицензии на использование спектра обычно являются долгосрочными, например, на 20 лет; это мотивировано тем, что обеспечивает операторам сетей экономическую безопасность. Возврат инвестиций из-за чрезвычайно высокой стоимости сетевой установки новой технологии можно запланировать на длительный период. По истечении срока действия лицензии на использование спектра регулирующий орган инициирует конкурс на получение лицензии на использование спектра, например аукцион спектра, для предоставления новой лицензии на использование спектра. В целом, любая дорожная карта построения сети оператором - это долгосрочное решение, которое должно учитывать как минимум следующие элементы:

• Каков срок действия существующих лицензий на использование спектра, какие технологии разрешено использовать в спектре и когда начинается новый процесс перераспределения спектра планируется регулятором?

• Каков статус развития сети для различных радиотехнологий, в частности GSM и LTE, и какова рыночная доля оператора ?

• Каково расширение сети конкурирующих операторов и какова их доля на рынке?

• Каковы стратегические намерения оператора в отношении Интернета вещей?

• Какие услуги планируется предоставлять, и на каких ролях оператор намеревается работать на рынке Интернета вещей (например, в качестве поставщика подключения или также как поставщик услуг / активатор)?

• Какова зрелость рынка услуг Интернета вещей?

• Какой сегмент Интернета вещей хочет обработать оператор?

Следует отметить, что вышеперечисленные вопросы возникают с точки зрения работы операторской сети в конкретной стране. Однако несколько операторов работают в разных странах и даже на нескольких континентах. Даже если решение в основном принимается по странам, оператор может захотеть согласовать решения по нескольким регионам, в которых он управляет сетями.

При рассмотрении вариантов технологии CIoT можно выделить следующие характеристики, которые повлияют на решение оператора.

В качестве основы мы предполагаем, что у оператора есть очень большой стимул повторно использовать существующую инфраструктуру мобильной сети для развертывания любой из технологий CIoT. Естественно, EC-GSM-IoT можно легко развернуть на основе инфраструктуры GSM и с использованием спектра GSM. Ресурсы сети GSM и спектр GSM будут совместно использоваться при использовании GSM и использовании EC-GSM-IoT. LTE-M и NB-IoT могут быть развернуты на основе инфраструктуры LTE и с использованием спектра LTE; Ресурсы сети LTE и спектра будут совместно использоваться LTE, LTE-M и NB-IoT. В большинстве сетевых конфигураций можно ожидать, что развертывание EC-GSM-IoT, LTE-M и NB-IoT может быть реализовано как обновление программного обеспечения для развернутых сетей GSM или LTE. Это означает, что внедрение CIoT на рынок может быть реализовано операторами довольно быстро и с низкой совокупной стоимостью владения.

Ожидается, что для услуг Интернета вещей предполагается, что многие услуги рассчитаны на длительный срок службы, например, десятилетие. Это ожидание следует удовлетворить с помощью сети CIoT. В результате решение о технологии CIoT также связано с долгосрочной стратегией оператора для мобильных сетей, ориентированной на услуги телефонии и мобильного широкополосного доступа. Если оператор намеревается в ближайшем будущем перейти к развертыванию GSM, например, на LTE или 5G, внедрение EC-GSM-IoT кажется сомнительным выбором, поскольку любые долгосрочные пользователи EC-GSM-IoT должны будут поддерживать GSM. инфраструктура в рабочем состоянии долгое время.

GSM сегодня по-прежнему является технологией сотовой связи, которая охватывает большую часть земного шара. Согласно ссылке [55], в 2016 году около 90% населения мира находилось в зоне действия сети GSM, и ожидается, что к 2022 году эта цифра увеличится до 95%. В отличие от этого, в 2016 году только около 40% населения находилось в зоне действия сети GSM. покрытие сети LTE, которое, как ожидается, увеличится до более чем 80% к 2022 году. Однако существуют очень большие региональные различия в распространении сотовых технологий. В качестве примера из ссылки [55], на Ближнем Востоке и в Африке только 5% мобильных подписок в 2016 году составляли подписки LTE (которые также позволяют использовать WCDMA / HSPA и GSM); ожидается, что к 2022 году это число увеличится примерно до 30%. Примерно 20% подписок предназначены только для GSM, и большинство подписок предназначены для WCDMA / HSPA (что также позволяет использовать GSM, но не LTE). Согласно прогнозам, в таких регионах, как Ближний Восток и Африка, GSM продолжит оставаться важной технологией в течение многих лет, даже если в других регионах роль GSM в среднесрочной и долгосрочной перспективе менее определена. Что касается Северной Америки, то уже в 2016 году 65% мобильных подписок составляли подписки LTE. На 2022 год очень мало устройств без поддержки LTE [см. Примечание 1] подписки предусмотрены. Такие различия приведут к разным предпочтениям решений CIoT для разных операторов в разных регионах. [Примечание 1. В качестве подписки с поддержкой LTE в 2022 году мы учитываем здесь прогнозируемые подписки LTE, а также подписки 5G, которые, как предполагается, полностью совместимы для работы в сетях LTE.]