Модули с поддержкой стандарта LTE Cat.1

Рис. 1. Модуль Quectel EC21

Сегодня мировые лидеры ИТ-индустрии признают Интернет вещей (Internet of Things, IoT) новым драйвером развития ИT-рынка. Сфера подключенных к сети вещей разрастается бурными темпами. Это уже не только традиционные применения, такие как спутниковый мониторинг транспорта или АСУТП, но и, например, такие отрасли, как сельское хозяйство, телемедицина и пр.

Быстрое распространение LTE и планомерный уход от сетей 2G/3G позволяют говорить, что данная технология вскоре будет использоваться почти для всего, что требует беспроводной передачи данных, включая IoT- и M2M-приложения. Стандарт LTE Cat.1, ориентированный на M2M-устройства, станет флагманским Интернета вещей.

Представленный компанией Quectel Wireless Solutions первый LTE-модуль категории 1 (Cat.1) Quectel EC21 (рис. 1) выполнен на базе новейшего чипсета Qualcomm. Он отлично вписывается в концепцию Интернета вещей, поскольку предназначен в первую очередь для приложений, передающих небольшой объем данных и требующих низкое энергопотребление. Он поддерживает работу в сотовых сетях 2G/3G/LTE со скоростью обмена более 10 Мбит/с.

Отличительной особенностью Quectel EC21 является полная совместимость (аппаратная и программная) с LTE-модулем Quectel EC20 и 3G-модулем Quectel UC20 (таблица 1).

Таким образом, возможно применение новых устройств на уже готовой платформе без каких-либо изменений.

Ключевые преимущества Quectel EC21:

• невысокая цена, низкое энергопотребление, оптимизированное под IoT-применения;
• глобальное покрытие LTE, UMTS/HSPA+, GSM/GPRS/EDGE;
• технология MIMO;
• навигационный приемник для приложений, требующих точное позиционирование в любых условиях;
• встроенный блок управления питанием (PMU), обеспечивающий сверхнизкое энерго­потребление в режиме глубокого сна.

Развертывание сетей LTE Cat.1 сегодня является относительно простой задачей. Некоторые сети уже поддерживают устройства Cat.1, и ожидается, что их количество будет стремительно расти. Настройка существующих сетей для поддержки устройств Cat.1 представляет собой простое обновление конфигурации программного обеспечения (ПО) в существующей инфраструктуре сети, и лидеры отрасли активно работают в этом направлении. В России ситуация с LTE Cat.1 развивается в том же ключе.

Дмитрий Смирнов, технический директор МТС Северо-Запад, сообщает, что на данный момент LTE Cat.1 не поддерживается сетями МТС. Однако уже в середине этого года производитель оборудования LTE, компания Samsung, предоставит новое ПО, позволяющее обеспечить поддержку этого стандарта. Внедрение будет происходить оперативно и не потребует каких-либо аппаратных изменений.

Наряду с Quectel Wireless Solution такие производители модулей сотовой связи, как Gemalto, Sierra, Telit и Ublox, также анонсируют продукты с поддержкой LTE Cat.1. Отличительной особенностью Quectel EC21-E в сравнении с другими решениями является поддержка работы в сетях 2-го и 3-го поколений. Учитывая обширную географию России, очевидно, что полный переход на LTE и уход с авансцены GSM- и 3G-сетей не произойдет мгновенно. И все это время перед производителями М2М- и IoT-устройств будет стоять задача обеспечить передачу данных вне зависимости от того, в зоне покрытия какого из поколений сотовых сетей предстоит работать устройству. Подобная универсальность на данный момент может быть легко достигнута благодаря Quectel EC21-E. В таблице 2 приведено сравнение модулей LTE Cat.1 различных производителей.

Изначально технология LTE создавалась исключительно для высокоскоростного обмена данными. Однако быстрое развитие и, как следствие, увеличение зоны покрытия LTE-сетей ведут к адаптации данной технологии под низкоскоростные М2М- и IoT-применения, требующие продолжительного времени работы от батареи, большой емкости сети, низкой стоимости конечного устройства, более широкой зоны покрытия. Оборудование с поддержкой LTE Cat.1 может войти в повседневный обиход уже в 2016 г. На очереди LTE Cat.0, а затем и LTE Cat.M. Оба этих стандарта нацелены на IoT-устройства. На рис. 2 представлены некоторые характеристики рассматриваемых стандартов.

Рис. 2. Сравнение категорий LTE Cat.1, Cat.0, Cat.M

Работа над определением категории пользовательского оборудования Cat.M будет окончена уже в марте 2016 г. Release-13 фокусируется на стандартизации типа устройств с уменьшенной пропускной способностью, меньшей мощности передачи, меньшим энергопотреблением, все более приближая LTE к многообещающему рынку Интернета вещей. Применение более узкой полосы пропускания (1,4 МГц) позволит операторам обеспечить связь с устройствами Cat.M в уже действующих LTE-сетях. Коммерческое применение, а именно появление устройств, соответствующих 3GPP realese-13, прогнозируется на 2018 г. (рис. 3).

Рис. 3. Сроки реализации 3GPP Release-12, Release-13

Реализация новейших стандартов беспроводной связи способствует появлению все новых и новых вещей, обменивающихся данными внутри сетей. Новые технологии находят применение в самых различных сферах, таких как медицина, транспорт, умные города, сельское хозяйство, энергетика и др. Рост числа абонентов лавинообразен, при этом с каждым днем внедрение беспроводных соединений становится менее затратным и более эффективным. Цена на LTE-решения уже сейчас приближена к 3G и стремится к актуальной цене на модули GSM