Об утверждении Концепции построения и развития узкополосных беспроводных сетей связи "Интернета вещей" на территории Российской Федерации
Классификация основных технологий и стандартов
Для обеспечения подключения устройств IoT могут использоваться различные радиотехнологии и стандарты беспроводной связи. Тем не менее, подавляющее большинство беспроводных сетей для IoT возможно классифицировать в рамках шести крупных сегментов, показанных на рисунке 3. При этом узкополосные беспроводные сети связи IoT соответствуют двум отдельным сегментам в зависимости от использования полос радиочастот в общем или упрощенном порядке. Порядок (модель) использования радиочастотного спектра во многом определяет и технологическую основу сетей. Узкополосные беспроводные сети связи IoT, использующие РЧС в упрощенном порядке, представляют собой новые закрытые или открытые стандарты, разрабатываемые различными консорциумами и ассоциациями в рамках полос радиочастот, используемых устройствами малого радиуса действия.
|
Рисунок 3 - Классификация основных беспроводных технологий для IoT
Оценка доли рынка основных беспроводных технологий для IoT представлена на рисунке 4. Значительное число устройств IoT будут подключены через шлюзы на основе локальных и персональных сетей в полосах радиочастот, используемых в упрощенном порядке. При этом сами шлюзы потом могут быть подключены через сети сотовой подвижной связи или узкополосные беспроводные сети связи IoT.
|
Рисунок 4 - Структура рынка устройств IoT по беспроводным технологиям
Несмотря на то, что узкополосные беспроводные сети связи IoT не рассматриваются в качестве самого массового сегмента беспроводных технологий для IoT, данный тип сетей предполагается использовать для подключения устройств IoT во многих отраслях экономики для широкого ряда применений, которые будет затруднительно или невозможно реализовать с использованием других типов беспроводной связи.
Узкополосные беспроводные сети связи IoT в полосах радиочастот, используемых в общем порядке, представлены тремя стандартами: EC-GSM, еМТС (также называется LTE-eMTC) и NB-IoT. Фактически все три технологии не являются самостоятельными стандартами, а представляют собой развитие существующих стандартов сотовой подвижной связи, доработанных для удовлетворения потребностей в подключении маломощных устройств, работающих, как правило, от батареи и имеющих ограниченные потребности в пропускной способности. В таблице 1 дано краткое описание стандартов и их основных характеристик.
Таблица 1 - Основные параметры узкополосных беспроводных сетей связи IoT.
Характеристики | EC-GSM | LTE-eMTC | NB-IoT |
Диапазон радиочастот, МГц | 900, 1800 | Диапазоны LTE | Диапазоны LTE, в том числе 450, 800, 900, 1800, 2100, 2600 (FDD) |
Количество диапазонов в устройстве | 1 или 2 | Несколько | Многодиапазонные чипы |
Ширина радиочастотного канала | 200 кГц | Задействуется шесть ресурсных блоков (1,08 МГц) в канале 5 МГц и шире | 180 кГц |
Число устройств IoT на сектор БС на один канал, ед., не более | 50000 | 50000 | 50000 |
Скорость передачи данных | 70 или 240 кбит/с (GMSK или 8PSK) | 1 Мбит/с | 127 кбит/с (линия вниз) 158 кбит/с или 15.6 кбит/с (линия вверх) |
Бюджет радиолинии | До 154 дБ для UE с классом мощности 23 дБ или на 10 дБ лучше GPRS До 164 дБ для UE с классом мощности 33 дБ или на 20 дБ лучше GPRS | До 159 дБ для UE с классом мощности 23 дБ или на 15 дБ лучше GPRS | До 164 дБ для UE с классом мощности 23 дБ или на 20 дБ лучше GPRS |
Мобильность | Полная | Полная | Ограниченная |
Задержка | Секунды | Миллисекунды | Секунды |
Технология EC-GSM является расширением существующего стандарта GSM и обеспечивает более плавный вариант внедрения сетей IoT без замены технологии сети радиодоступа. Однако новый функционал доступен только для новых абонентских устройств с поддержкой EC-GSM. В настоящее время данная технология рассматривается как промежуточная, и большие перспективы связаны с технологиями NB-IoT и LTE-eMTC, которые встроены в действующие стандарты LTE. Из сравнения, приведенного в таблице 1 видно, что технология LTE-eMTC в большей степени ориентирована на надежную связь, с поддержкой мобильности и возможностью более высокой скорости передачи при потере в максимальном покрытии и энергетике (в силу больших скоростей передачи). NB-IoT оптимизирована для сегмента IoT, где требуются максимальная дальность связи, малые скорости и большая энергоэффективность.