Zmierzch systemów 2G/3G to wyzwanie dla sieci M2M

Podczas gdy większość konsumentów już dawno przestała korzystać ze starszych sieci 2G i 3G, firmy stosujące starsze standardy łączności bezprzewodowej M2M muszą rozważyć nowe rozwiązania komórkowe IoT.

Dzisiejsza sieć bezprzewodowa machine-to-machine (M2M), obejmująca takie zastosowania jak liczniki mediów, lokalizacja aktywów, automaty sprzedające, pompy paliwowe, systemy bezpieczeństwa i wiele innych, wciąż opiera się głównie na konwencjonalnych modemach komórkowych. Komunikacja za pomocą sieci komórkowej od zawsze jest solidna, bezpieczna i zapewnia wysoką jakość usług. Chociaż rozwiązania oparte na modemach są zwykle stosunkowo drogie, nieporęczne i zużywają dużo energii, dane i informacje przekazywane w czasie rzeczywistym są wystarczająco cenne, aby uzasadnić ich wysokie koszty.

Jednak w sieciach komórkowych nadchodzą zmiany, a ich operatorzy koncentrują się na usługach 4G (LTE) i 5G. Te nowsze standardy technologii komórkowej wykorzystują przydział widma o wyższej częstotliwości (GHz) niż starsze sieci (MHz). To duże ulepszenie, zapewniające klientom szybsze i bardziej responsywne usługi, dzięki czemu stanowi idealne rozwiązanie dla przeciętnego użytkownika smartfona, a także oferuje znaczny wzrost wydajności bezprzewodowego IoT.

Cena aktualizacji

Zmiana standardu spowoduje jednak problemy z systemami, które opierają się na modemach w technologii 2G i 3G. Licencjonowane widmo radiowe jest cenne dla operatorów sieci i musi być wykorzystywane tam, gdzie pojawiają się możliwości biznesowe. W rezultacie, operatorzy chętnie wycofują starsze usługi lub dedykują je do alternatywnych zastosowań. Nie stanowi to problemu dla konsumentów, którzy kupują nowe telefony komórkowe mniej więcej co dwadzieścia miesięcy, a ostatnio widzieli zestaw 3G lata temu. Jest to jednak poważny problem dla operatorów komercyjnych, którzy nie będą mogli już korzystać ze starszych modemów.

Aby nadal dostarczać cenne dane w czasie rzeczywistym, łączność komórkowa M2M pilnie wymaga aktualizacji do nowej generacji technologii. Chociaż zmiana będzie rewolucyjna, korzyści płynące z nowszych technologii - mniejsze, o mniejszym poborze mocy, bardziej niezawodne modemy oraz bardziej niezawodne i bezpieczne łącze komunikacyjne - przyniosą znaczne korzyści w przyszłości.

Zakłócenia w czasie rewolucji

Istnieje wiele przykładów sporych kłopotów, wynikających ze zmierzchu technologii 2G i 3G. Na przykład w 2017 roku około 70 procent modemów służących do śledzenia autobusów i pociągów w San Francisco w czasie rzeczywistym nagle zniknęło z mapy systemu, ponieważ AT&T wyłączyło swoją sieć 2G. Naprawa problemu poprzez modernizację zajęła Miejskiej Agencji Transportu San Francisco (SFTMA) kilka tygodni, ale w rezultacie powstał nowy, bardziej niezawodny system, który będzie działał długo w przyszłości. Podobnie, prawie każda branża może na dłuższą metę skorzystać na przejściu na komórkowy IoT.

Przejście na nowy standard

Rozwiązaniem problemu wygaszania 2G/3G jest modernizacja całej istniejącej bezprzewodowej infrastruktury komórkowej M2M i jej migracja do sieci komórkowej NB-IoT lub LTE-M, obsługiwanej przez sieci 4G. Wyzwaniem jest natomiast zapewnienie, że niezbędne zmiany nastąpią przed wyłączeniem sieci 2G i 3G.

Na szczęście sprawa została znacznie ułatwiona, dzięki komercyjnej dostępności stosunkowo niedrogich, małych i energooszczędnych modemów komórkowych IoT. Przykładem takiego urządzenia jest Nordic nRF9160 SiP, dzięki któremu technologia LTE jest dostępna i łatwa w użyciu dla szeregu projektów komórkowych IoT o niskim poborze mocy. Obsługuje zarówno aplikacje 4G, jak i 5G i jest jednym najbardziej kompaktowych, kompletnych i energooszczędnych rozwiązań komórkowym IoT na rynku.

Wyrzeczenia teraz, zyski później

Chociaż przejście z 2G i 3G na 4G jest poważnym przedsięwzięciem, inwestycje w rozwiązania mobilnego Internetu Rzeczy przyniosą wiele korzyści. Produkty takie jak nRF9160 są mniejsze, tańsze i zużywają znacznie mniej energii niż starsze modemy. Istnieją również korzyści dla dostawców usług komórkowych; komórkowy Internet Rzeczy wykorzystuje częstotliwości, które nie są wykorzystywane w zastosowaniach konsumenckich, co pozwala firmom na lepsze wykorzystanie przydziału widma.

Firmy przechodzące na komórkowy IoT nie będą musiały już stawiać czoła tak poważnym wstrząsom przez dziesięciolecia. Sieci 4G będą współistnieć z sieciami 5G przez co najmniej kolejną dekadę. A 5G to zasadniczo nie inna technologia, a jedynie modernizacja 4G, tak więc również modernizacja modemów w celu dostosowania do przyszłych sieci nie powinna być zbyt trudna ani kosztowna.

Artykuł został opublikowany dzięki uprzejmości firmy Nordic Semiconductor

Autor: Kristian Sæther