Twilio_IoT_IoT_World_Today_Industry_Voice_May_1000x500-877x432

تحول در طول عمر دستگاه‌های اینترنت اشیا با اتصال به شبکه‌ی مخابراتی LTE Cat M

در ۳ دقیقه این متن را بخوانید

Cat M شبکه‌ی مخابراتی سلولی برای “اینترنت اشیا عظیم (Massive IoT)” است، که دارای مزایای کلیدی برای اپراتورهای شبکه و ارائه‌دهندگان اینترنت اشیا می‌باشد اما همچنین از برخی محدودیت‌ها رنج می‌برد.

Cat M چیست؟

LTE Cat M (همچنین با نام LTE-M نیز شناخته می‌شود) یک فناوری مبتنی بر شبکه‌ی گسترده کم توان (LPWA) است که برای پشتیبانی از “Massive IoT” که شامل میلیاردها دستگاه اینترنت اشیا می‌شود، با توجه به فناوری‌های تلفن همراه طراحی شده است. امروزه منظور از Cat M بیشتر همان Cat M1 می‌باشد، زیرا پذیرش Cat M2 چند سالی بیشتر طول خواهد کشید.

فناوری رادیویی LTE از “دسته‌ها (categories)” برای توانایی تفکیک هر دستگاه متصل به شبکه LTE استفاده می‌کند. به عنوان مثال، Cat 1 به دستگاه‌هایی گفته می شود که می‌توانند تا ۱۰ مگابیت بر ثانیه از سرعت بارگیری (دانلود) پشتیبانی کنند، این در حالی که Cat 4 به دستگاه‌هایی گفته می‌شود که می‌توانند از “تجیمع حاملی” استفاده نمایند و از سرعت بارگیری تا حدود ۱۵۰ مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کنند. Cat M1 به دسته‌ای از دستگاه‌ها گفته می‌شود که در یک کانال باریک ۱.۴ مگاهرتز با سرعت بارگیری مشاهده شده در محدوده ۵۸۹ کیلوبیت بر ثانیه و ۱.۱ مگابیت بر ثانیه در ارتباط فراسو (مطابق با استاندارد ۳GPP نسخه ۱۴) کار می‌کنند. ماژول های قدیمی Cat M حتی سرعت کمتری دارند (۳۰۰ کیلوبیت بر ثانیه در ارتباط فروسو و ۳۷۵ کیلوبیت بر ثانیه در ارتباط فراسو).

مزایای اصلی Cat M هم برای اپراتورهای شبکه تلفن همراه (MNO) و هم برای ارائه‌دهندگان اینترنت اشیا وجود دارد. مزیت اصلی MNO این است که دستگاه های Cat M با باند فرکانس بسیار کوچکتر (۱.۴ مگاهرتز) کار می‌کنند. این به آنها این امکان را می‌دهد که دستگاه‌های بیشتری را در هر سایت سلول در طیف موجود قرار دهند. یک سایت سلول LTE معمولی می تواند از ۱۰ برابر دستگاه فعال Cat M در مقایسه با دستگاه‌های فعال LTE معمولی پشتیبانی نماید.

از طرفی مزیت اصلی آن برای ارائه‌دهندگان اینترنت اشیا این است که مودم‌های Cat M از انرژی کمتری استفاده می‌کنند و دستگاه‌های کم مصرف را قادر می‌سازد تا ماه‌ها یا سال‌ها با باتری کوچک با ویژگی‌های پیشرفته‌یِ صرفه جویی در مصرف انرژی، کار کنند. مودم‌های Cat M نیز سریعتر از مودم های Cat 1 راه‌اندازی می‌شوند و در نتیجه زمان اتصال در این نوع شبکه‌ها سریع‌تر است. مزیت اصلی دیگر این است که گرایش مودم‌های Cat M نسبت به مودم های LTE معمولی کمتر است، که این به کاهش هزینه سخت افزاری کمک می‌کند.

ویژگی‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی در شبکه‌های Cat M

Cat M دارای دو ویژگی صرفه جویی در مصرف انرژی است که به دستگاه های اینترنت اشیا این اجازه را می‌دهد که در حالت کم مصرف کار کنند و عمر باتری طولانی‌تری داشته باشند.

۱- حالت صرفه‌جویی در مصرف انرژی (PSM): ویژگی PSM به دستگاه اینترنت اشیا این اجازه را می‌دهد تا مدت طولانی بخوابد بدون اینکه توسط اعضای شبکه بیدار شود. دستگاه‌های سلولی معمولی به طور فعال بین دو حالت – IDLE و ACTIVE جابجا می‌شوند. هنگامی که دستگاه در حال ارسال یا دریافت ترافیک نیست، مود IDLE بکار گرفته می‌شود که تأثیر مثبتی بر دوام باتری دارد. اگر بسته‌های IP دارند که باید به دستگاه تحویل داده شوند، دستگاه باید به شبکه پاسخ دهد و به مود ACTIVE انتقال یابد. این روی دستگاه‌های اینترنت اشیا که محدود به توان مصرفی هستند تأثیر بسزایی خواهد داشت. PSM دستگاه‌های اینترنت اشیا این اجازه را می‌دهد تا یک دوره خواب طولانی (ساعت ها یا روزها) را در شبکه سپری کنند و از هوشیار شدن در چرخه خواب جلوگیری نماید. اگر در طول مدت خواب ترافیکی برای دستگاه وارد شود، ترافیک در شبکه (حداقل ۱۰۰ بایت آخر) بافر شده و با فعال شدن دستگاه تحویل داده می‌شود.

۲- پذیرش ناپیوسته گسترده(eDRX): eDRX یک ویژگی Cat M است که به دستگاه‌ها این امکان را می‌دهد که مدت زمان طولانی‌تری بخوابند و در فواصل زمانی معین برای ارسال و دریافت ترافیک از خواب بیدار شوند (همچنین به عنوان چرخه eDRX نیز شناخته می‌شود). دستگاهی که دارای eDRX است باید چرخه eDRX را با شبکه مذاکره (تبادل اطلاعات) کند، بنابراین در این مدت خواب از بیدار شدن توسط شبکه جلوگیری می‌کند.

PSM و eDRX مکمل یکدیگر هستند و هر دو توسط دستگاه Cat M قابل استفاده می‌باشند. eDRX به دستگاه کمک می‌کند تا کمی بیشتر بخوابد، در فواصل زمانی مشخص از خواب بیدار شود و به طور کلی “چت” بین دستگاه و شبکه را کاهش دهد. PSM به دستگاه کمک می کند تا مدت زمان طولانی تری – ساعتها یا روزها بخوابد.

بسته به مورد استفاده، شاید لازم باشد فقط از تکنیک eDRX ،PSM یا هر دو استفاده کنید. توجه داشته باشید که همه شبکه‌های Cat M از eDRX و PSM پشتیبانی نمی‌کنند، اما امروزه اکثر آنها این کار را انجام می‌دهند. ما انتظار داریم وضعیت توان مصرفی در شبکه‌های اینترنت اشیا که دارای محدودیت توان شدیدی می‌باشند را با بکارگیری این دو ویژگی، بهبود ببخشید.

منبع:

https://www.iotworldtoday.com

این مطلب را به اشتراک بگذارید

اشتراک گذاری در print
اشتراک گذاری در email
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در telegram