Беспроводные модули компании Mobiletek для реализации IoT

Основанная в 2009 году, компания Mobiletek в последние десять лет успешно занимается и производством унифицированных радиомодулей популярных функциональных серий, всерьез потеснив на азиатско-тихоокеанском рынке ряд крупных игроков в этом секторе и нередко лидируя в нем. Сегодня Mobiletek предлагает беспроводные технологии и модульные решения под общим брендом LYNQ (рис. 1), в том числе модули сотовой связи стандартов 2G, 3G и 4G в различных форм-факторах, комбомодули сотовой связи стандарта 2G со встроенным GNSS-функционалом, навигационные модули GPS/GNSS, модули NB-IoT и высокопроизводительные интеллектуальные (SMART) модули, функционирующие на базе ОС Android 5.1–7.0, с поддержкой LCD-графики с высоким разрешением, имеющие встроенный функционал Wi-Fi/GNSS/BT. Все модули компании имеют отладочные платы, позволяющие разработчикам в сжатые сроки создавать и исследовать требуемые им функционалы и приложения.

Рис. 1. Беспроводные технологии и модульные решения компании Mobiletek

Модули LYNQ и их программное обеспечение разрабатываются квалифицированной командой специалистов.

Штаб-квартира компании находится в Шанхае, научно-исследовательский центр —  в Чэнду, а производственные площадки — в Шэньчжэне. Реальный потенциал производства — свыше 2М модулей в месяц.

GSM-модули (модули сотовой связи G2, G3 и LTE)

2G-модули

Формально 2G-модули от Mobiletek представлены одним-единственным GSM/GPRS-модулем L206, выполненным в трех популярных форм-факторах, впервые появившихся и до сих пор используемых в миниатюрных модулях SIM800C и SIM800H от компании SIMCom [2], и в собственном эксклюзивном форм-факторе (модуль L206D), имеющем 45, а не 42 LCC-контакта на корпусе (три дополнительных контакта обеспечивают выведение порта PCM). Подытоживая сказанное, можно отметить, что L206 — это унифицированная линейка 2G-модулей, насчитывающая шесть решений, различающихся функционально, программно и аппаратно (рис. 2).

Рис. 2. L206 — унифицированная линейка 2G-модулей, различающихся функционально, программно и аппаратно

L206С является полной калькой модуля SIM800C с памятью в 24 Мбит на борту.

L206СD является полной калькой модуля SIM800C с памятью в 32 Мбит на борту.

Полная калька — это не только соответствие pin-to-pin, но и АТ-команды, гармонизированные с 800-й серией модулей компании SIMCom. Общая идея: меняем один модуль на другой — и все работает.

Все перечисленные модификации модулей поддерживают технологию Open CPU (выполнение пользовательских скриптов на борту модуля). При этом функционально модули L206CR и L206CDR отличаются друг от друга только объемом дополнительной (доступной пользователям) флэш-памяти. L206CDR может включать до 700 кбайт такой памяти, а L206CR — только 120 кбайт. Оба модуля поддерживают аудиофункционал (Two analog audio и Adaptive Milti-Rate, AMR). При этом буквенный символ R обозначает использование в модуле более бюджетного ВЧ-тракта китайской разработки. Модули L206CR/CDR попиново совместимы с SIM800C. Модуль L206S был реализован без поддержки аудиоканала для наиболее массовых бюджетных приложений IoT. Это 45-пиновый условный функциональный аналог 2G-модуля SIM800C, с совпадающими АТ-командами и бюджетным радиоканалом, но без поддержки аудиоинтерфейса. На смену ему предлагается модуль L206MH.

В таблицах 1 и 2 показаны технические данные перечисленных модулей, их отличия и соответствие известным аналогам.

В настоящий момент самые востребованные в России позиции линейки 2G-модулей L206 (они же рекомендованы компанией для продвижения в России):

• L206CR — полный 42-пиновый аналог 2G-модуля SIM800C, с бюджетным радиоканалом от китайского производителя радиочастотных полупроводниковых решений и ВЧ-усилителей GSM-диапазона;
• L206MH — 45-пиновый условный функциональный аналог 2G-модуля SIM800C с собственными АТ-командами (согласно спецификациям GSM 07.07, 07.05 и Enhanced AT command set) и с добавленным функционалом PCM, а также с наибольшими возможностями в линейке по поддерживаемой шифрации трафика — до спецификаций TLS 1.3 (целевая ниша — банковские и фискальные автоматы и приложения; медицинские приложения, в которых нужно одновременное голосовое общение и пересылка через PCM файлов оцифровки различных кривых, для которых требуется высокая точность их отображения (кардиограммы и пр.)).

Примечание. * Условные аналоги.

Комбомодули (G2+GNSS)

Комбомодули (GPRS+GNSS (dual mode) + BT3.0/4.0) компании Mobiletek серии L218 выпускаются на основе чипсета MTK2503 в компактных корпусах 14,5×18,5×2,3 мм с LCC-контактами (рис. 3). Модули отличаются хорошо продуманной поддержкой режимов сверхнизкого энергопотребления, всесторонне проработанным LBS-функционалом и поддержкой Open CPU.

Рис. 3. Внешний вид комбомодулей L218

Помимо LBS, передачи данных по GPRS и управления AT-командами по UART, а также поддержки BT3.0/4.0, модули обеспечивают корректную зарядку аккумулятора (Charging manage) и AGPS. Основные параметры комбомодулей серии L218 приведены в таблице 3.

Примечание. * Опциональная поддержка (need custom FW).

Функциональные различия:

• L218 — фокусный комбомодуль в компактном корпусе с 47 SMT LCC pads, ориентированный на решение большинства типовых задач, поддерживающий Оpen CPU и 10 портов GPIO;
• L218E — комбомодуль 2G+GNSS+BT+BLE — LCC аналог комбомодуля SIM868 (LCC+LGA), у которого реализован двухформатный Bluetooth (востребовано проектами трекеров, а также проектами, где нужна стыковка устройства с планшетами и смартфонами по Bluetooth, и проектами, использующими привязку управляющего ядра к геозонам). LCC-форм-фактор делает этот модуль удобным в монтаже и макетировании и не требует применения дорогостоящих методов проверки качества монтажа (вплоть до рентгеновских установок) при серийном производстве. Отличия L218E от L218 ограничиваются в основном только присутствием Bluetooth.

Комбомодуль L218R

К числу новинок компании в этом секторе относится комбомодуль L218R. Это еще один модуль GSM+GPS/GLONASS данной серии в корпусе размером 14,5×18,5×2,3 мм. Отличается он использованием заметно более бюджетных радиоканальных линеек 2G китайского производства.

3G-модули

Линейка 3G-модулей от Mobiletek представлена UMTS, HSPA-модулями серии L306, выполненными в популярных форм-факторах 30×30 мм и miniPCIе, используемых многими производителями 3G- и LTE-модулей (у SIMCom это SIM5320E, SIM5360E и SIM5360E-miniPCIе) (рис. 4).

Рис. 4. Внешний вид 3G-модулей L306 и L306-miniPCIе

Рекомендованная для продвижения модель 3G-модуля — L306E

L306 — это попиновая совместимость с аналогичными модулями многих других производителей (в частности, с SIM5360 от SIMCom), это форм-факторы LCC и miniPCIe, полная совместимость с 4G-модулями производителя. Модуль основан на чипсете MT6280 от MTK, поддерживающем протоколы PPP, TCP/IP, Multi-PDP, UDP, Internet service (HTTP, HTTPS, FTP), но не поддерживающем GNSS. Реализована поддержка стандартизированных AT-команд и подключения как по UART, так и по USB. Имеется опциональная поддержка TTS/eCall, а также NETSCAN, Jamming detection. Основные параметры и характеристики 3G-модулей L306 приведены в таблице 4.

4G-модули

Линейка 4G-модулей категории CAT4 от Mobiletek представлена HSPA+LTE-модулем L508E (LCC+LGA) (рис. 5), выполненным в популярном форм-факторе 30×30 мм, используемом многими производителями LTE-модулей (у SIMCom это прежде всего SIM7100E и SIM7100E-miniPCIе).

Рис. 5. Внешний вид 4G-модулей CAT4 L508E

Основные параметры и характеристики 4G-модулей L508 приведены в таблице 5.

Попиновая совместимость с SIM7100/SIM7600, форм-факторы LCC и miniPCIe, полная совместимость с 3G-модулями производителя. Модули L508 основаны на чипсете от MDM9x07, поддерживающем протоколы TCP/UDP/PPP/FTP/FTPS/HTTP/HTTPS/SMTP/POP3/MMS. Реализована поддержка AT-команд и подключения как по UART, так и по USB. Опциональная поддержка eCall, а также поддержка Audio Record & Play. Модули LTE CAT4 серии L508 отличаются более широким реализуемым функционалом и меньшим энергопотреблением, имеют встроенный высококачественный аудиокодек. В техническом описании модулей L508 производитель приводит аппаратные рекомендации (HW design) по их корректному использованию в решениях с резервированием основного питания буферным аккумулятором.

Также в разделе LTE компания Mobiletek Communication Ltd представляет две свои новинки категории CAT1— бюджетные модули этой серии — L501 и L510, предназначенные для интеграции в качестве приемопередающих устройств менее производительных приложений с высоким быстродействием и минимальным энергопотреблением. Модули представлены моделями L501ER, L510E и L510EN-3S, выполненными в LCC-форм-факторе. Их основные функциональные возможности представлены в таблице 6. L510EN-3S поддерживает GNSS.

SMART-модули

Разработка и производство интеллектуальных модулей (Smartmodule) — одна из сильных сторон компании Mobiletek. В настоящее время в этой линейке представлены интеллектуальные модули Wi-Fi (Wi-Fi ONLY Module), а также мультифункциональные модули LTE (краткая выдержка из технических данных новейших SMART-модулей компании и их внешний вид приведены в таблице 7). В России SMART-модули компании используются в решениях автономных видеорегистраторов, в терминалах видеосправки и в беспилотных решениях со встроенным функционалом AI.

Сейчас это высокоинтегрированные решения на основе специализированных чипов MediaTek Inc.:

• MT8163 — 64-битный SoC-процессор, разработанный для планшетов начального уровня, которым необходимы расширенные возможности подключения Wi-Fi. Процессор имеет высокую производительность и встроенные мультимедийные функции. Содержит четыре 64-битных вычислительных ядра ARM@Cortex-A53. Платформа обеспечивает поддержку сенсорных дисплеев с разрешением до Full HD (1920×1080 пикселей) при частоте обновления до 60 Гц, беспроводной связи Wi-Fi (диапазоны 2,4/5 ГГц) и Bluetooth 4.0, а также системы спутниковой навигации GPS. Возможна работа с видео в формате аппаратного декодирования H.265 (HEVC). Совместим с платформой Android 5.1 Lollipop. Выпускается с 2015 года.
• MT6580 (6582+модем) — 32-битный чипсет для смартфонов, 28-нм технология, 4 ядра ARM@Cortex-A7 1,3 ГГц, CPU Mali-400MP 400 МГц, выпускается с 2015 года.
• MT8735 — 64-битный SoC-процессор предназначен для подключения LTE на планшеты среднего уровня, тем не менее имеющих высокую производительность и встроенные мультимедийные функции. Как и MT8163, MT8735 содержит четыре ядра ARM@Cortex-A53, но теперь они поддерживают работу на повышенной частоте. Плюс к этому чип обеспечивает поддержку мобильной связи в диапазонах FDD-LTE, TDD-LTE, WCDMA, CMDA2000 и GSM. Кроме того, возможно использование систем спутниковой навигации GPS, ГЛОНАСС и Beidou. Выпускается с 2015 года.
• MSM8909 — 32-битный мобильный процессор Qualcomm Snapdragon 210, выполнен по 28-нм технологии и предназначен для смартфонов и планшетов бюджетного класса. Имеет в своем составе четырехъядерный CPU ARM Cortex-A7 частотой 1,1 ГГц и GPU Adreno 304, работающий на частоте 300 МГц, поддержку дисплеев qHD, памяти LPDDR2 и LPDDR3, а также видеозаписи разрешением Full HD. Для передачи данных в составе MSM8909 предусмотрен встроенный модем LTE Cat 4 (Snapdragon X5 LTE), позволяющий принимать данные со скоростями до 150 Мбит/с и отправлять их до 50 Мбит/с. Разработан в 2014 году.
• MDM8593 — новейший чипсет от Qualcomm, ориентированный на создание высокотехнологичных приложений.

Все smart-модули Mobiletek сертифицированы.

GNSS-модули

Рекомендованные для продвижения на российском рынке навигационные модули Mobiletek построены на чипсете MTK3333. В настоящее время это пять основных моделей — N10B (BH), N20B (BG), N30B, N31B и N39B (рис. 6). Все они имеют в своем названии буквенный индекс B и поддерживают прием сигналов позиционирования и точного времени от систем GPS, GLONASS, Galileo и BEIDOU. Модули имеют встроенный малошумящий усилитель и выпускаются в различных форм-факторах без антенн и со встроенной антенной на борту, в модификациях с поддержкой питания внешней активной антенны со стороны модуля и без такой поддержки.

Рис. 6. Внешний вид корпусов основных моделей модулей позиционирования и навигации компании

Технические данные основных модулей GNSS от Mobiletek приведены в таблице 8.

Наибольшей популярностью в настоящее время пользуются следующие навигационные модули:

• N10BH — GLONASS/GPS-приемник в популярном корпусе MAX (в настоящее время недоступен из-за дефицита чипов, на которых построен);
• N20BG — GLONASS/GPS-модуль в популярном корпусе NEO;
• N30B — GPS/Galileo/Glonass/BD2, имеет встроенную керамическую антенну (в настоящее время завершается переход на идентичный ему N31BH, поддерживающий встроенную функцию обнаружения внешней антенны);
• N10HD — бюджетный GPS/Galileo/Glonass/BD2 GNSS или A-GNSS модуль в популярном корпусе типа MAX, способный работать с четырьмя спутниковыми системами одновременно.

Возможны поставки других модификаций перечисленных модулей, не предназначенных для российского рынка и, при сходстве основных характеристик и идентичности форм-факторов, построенных на других чипсетах, выпускаемых компанией MediaTek, — MTK3303, MTK3337, MT3352. На основе MT3352 выпускаются навигационный высокопроизводительный модуль N10F (рис. 7), способный работать с четырьмя спутниковыми системами одновременно, и бюджетный N10HD, который может использоваться в качестве приемника GNSS или A-GNSS и также поддерживает одновременную работу 4–5 систем позиционирования.

Рис. 7. Внешний вид модуля позиционирования и навигации N10F

N10F — модуль GNSS с одночастотным (односистемным) и мультизвездным режимами, предлагаемый для замены модуля N10B (на базе MT3333). Способен одновременно поддерживать GPS, BD, Глонасс, Галилео. При этом поддерживаемая им японская QZSS (система дифференциальной коррекции, предназначенная для повышения точности основной навигационной системы, то есть GPS), также поддерживает частоты B1C. Мультисистемность функционирования GNSS увеличивает количество одновременно видимых спутников, сокращает время на фиксацию и повышает точность позиционирования. Модуль имеет чрезвычайно низкое энергопотребление, так как реализован на чипе, выполненном по технологии 22 нм.

Модули NB-IoT

Разработка специализированных модулей IoT (Internet of Things) — одна из наиболее успешных сфер деятельности компании Mobiletek (краткая выдержка из технических данных наиболее популярных NB-IoT-модулей компании и их внешний вид приведены в таблице 9).

Прежде всего это модули формата NB-IoT в LCC-форм-факторах, которых у этого производителя уже несколько моделей. Для российского рынка адаптированы пять из них — L700E, L710E/L710G, L610E, L620G/C (попиново-совместимый с уже зарекомендовавшими себя 2G-модулями L206D/M), а также миниатюрный комбомодуль L651 (2G+NB-IoT+GNSS).

Для сложных проектов и для проектов переходного периода от 2G к NB-IoT интересны многофункциональные и мультиформатные IoT-комбомодули L700E и L710E, реализованные на платформах Qualcomm MDM9206 и MDM9205 соответственно, имеющие высокую надежность, поддерживающие CAT-NB1, а также GSM(G2)/GPRS/EDGE (последнее опционально) и навигационный функционал GPS+GLONАSS. Размер L700E — 30×30×2,6 мм, а L710E всего 21,5×25×2,4 мм. Они экономичны по цене, при этом имеют высокую степень интеграции, что делает их привлекательными для разработки собственных приложений.

Заключение

Shanghai Mobiletek Communication Ltd. — динамично развивающаяся компания, коллектив высококвалифицированных профессионалов, сумевших в достаточно короткие сроки разработать функционально полную линейку высококачественных и высокотехнологичных продуктов для индустрии IoT и достичь впечатляющих объемов производства и внедрения. Это тысячи предприятий, использующих данные решения в своих разработках. Это квалифицированная техническая поддержка, унифицированные отладочные средства для всей линейки, экспертиза клиентского дизайна, регистрация и сопровождение проектов. Использование решений Mobiletek в проектах позволяет специалистам вполне успешно преодолевать негативные последствия непредсказуемой санкционной политики, к которой подключились многие европейские и другие производители аналогичных решений.

Продукты Mobiletek, а также техническую поддержку проектов, реализуемых на базе технологий компании, на российском рынке предоставляет АО «МикроЭМ».