Новые высокоскоростные LTE модули компании SIMCom Wireless Solutions

Введение

В настоящий момент LTE в России является основным направлением развития сетей сотовой связи. Представитель компании ОАО «Вымпел-Коммуникации» («Билайн») Иван Кулагин прокомментировал ситуацию с развитием LTE для М2М-рынка следующим образом:

«Сегодня в России в решениях M2M в 90% случаев используются 2G-модемы. В первую очередь, это связано с их низкой стоимостью. Кроме того, GSM-технологии на текущий момент полностью удовлетворяют потребности существующих М2М-устройств. Однако в ближайшие несколько лет мы ожидаем бурный рост М2М-решений на основе сетей нового поколения, и в первую очередь LTE. Это связано с тем, что все решения M2M/IoT (Internet of Things, «Интернет вещей») подразумевают передачу данных в сторону сети, а не скачивание, как это делают, например, владельцы смартфонов и планшетов. В первую очередь, это будут сервисы, связанные с безопасностью, в том числе с передачей видео высокого разрешения с удаленных объектов, а также решения для сегмента Connected Car. Будут появляться и новые ниши рынка M2M на базе LTE. Например, рекламные конструкции и другие мультимедийные объекты, подключаемые к сети.

По данным Минкомсвязи, сети стандарта LTE по состоянию на начало ноября 2014 г. действовали уже в 79 субъектах РФ, охватывая 40% населения страны. Число активных пользователей уже на тот момент превышало 3 млн человек. По данным J’son & Partners Consulting, по состоянию на 31 декабря 2014 г. коммерческие сети LTE действовали во всех регионах России, за исключением Камчатского края, Магаданской области, Чукотского АО, Ненецкого АО, а также Крыма и Севастополя. Наибольшее количество базовых станций LTE было развернуто в Центральном, Приволжском и Северо-Западном федеральных округах.

Согласно статистике Роскомнадзора, количество действующих базовых станций данного стандарта увеличилось в 3,4 раза — c 12 364 в 2013 г. до 42 047 по итогам 2014-го. 2015 г. характеризуется динамичным развитием на территории Российской Федерации сетей подвижной радиотелефонной (сотовой) связи технологии LTE».

Для работы с этой технологией компания SIMCom Wireless Solutions уже представила на рынок несколько модулей, которые работают в российских диапазонах LTE. Эти модули (SIM7100E, SIM7230, SIM7250) уже были подробно описаны в предыдущих статьях журнала «Беспроводные технологии». Вместе с этим расширение линейки от ведущего производителя модулей сотовой связи, так же как и развитие LTE в России, не стоит на месте, и на данный момент уже разработана и массово производится целая группа модулей на базе SIM7100E.

Новинки SIMCom на базе SIM7100E

SIM7100E широко известен в РФ, поэтому отметим лишь ключевые характеристики и возможности модуля:

• чипсет Qualcomm MDM9215;
• процессорное ядро Cortex-A5;
• поддержка стандартов LTE (FDD и TDD)/HSPA+/HSPA/UMTS/EDGE/GSM;
• навигационный приемник GPS/GLONASS;
• поддержка работы в сетях IPv4 и IPv6;
• поддержка интерфейсов UART, USB, I2C, GPIO, SPI, ADC, Keypad, PCM и SDIO (поддержка карт памяти SD/SDHC/SDXC/MMC в данный момент может быть реализована посредством написания приложений для Linux-части модуля);
• поддержка драйверов ОС MS Windows (в т. ч. WinCE), Linux, Android, MikroTik;
• LCC-корпус с краевыми контактами;
• размеры 30×30 мм.

SIM7100E может совершать экстренные вызовы eCall/«ЭРА-ГЛОНАСС». Встроенный в модуль TCP/IP-стек работает с протоколами передачи данных FTP/FTPS/HTTP/HTTPS, «умеет» отправлять почту по SMTP и получать по протоколу POP3. Реализована поддержка DNS.

Новинки от SIMCom Wireless Solutions на базе этого модуля выполнены в форм-факторе miniPCI Express, имеют размеры 50,8×31 мм и отличаются различным набором дополнительных возможностей, описанных в таблице 1.

Рис. 1. Расположение контактов

Другими словами, выпущены следующие варианты:

• PCM-аудиоинтерфейс как стандартный, или, по необходимости, будет доставлен кодек на модуль для обеспечения аналогового аудио;
• поддержка GPS/ГЛОНАСС реализована во всех вариантах;
• при необходимости можно использовать вариант со встроенным микро сим-холдером (под него специально отвели площадку и контакты на плате).

С точки зрения распиновки, полное описание доступно в документе SIM7100-PCIE_Hardware_Design_V1.01. Стоит обратить внимание, что, помимо общепринятых, SIMCom также используют второстепенные пины для дополнительных интерфейсов. Порядок расположения представлен на рис. 1. Основные важные контакты перечислены в таблице 2.

Рис. 2. SIM7100E-MIFI

Отдельно стоит отметить модули LTE от SIMCom Wireless Solutions с поддержкой Wi-Fi: SIM7100E-MIFI и SIM7100E-MIFID. По сути, это модуль SIM7100E, связанный с Wi-Fi-чипсетом Broadcom (рис. 2).

Обе модификации модуля поддерживают технологии 802.11 a/b/g/n и отличаются только по частотным диапазонам:

• SIM7100E-MIFI — 2,4 ГГц;
• SIM7100E-MIFID — 2,4/5 ГГц.

Проверка доступа в сеть через Wi-Fi

Для проведения испытаний основной функции — доступа в сеть LTE/3G/EDGE/GSM (смотря какая сеть доступна в данный момент) через Wi-Fi в роли точки доступа (AP, до восьми клиентов) в РФ испытывали вариант SIM7100E-MIFID.

Ниже приведены шаги с некоторыми настройками для наглядности, чтобы было понятно, какими функциями обладает модуль.

Шаг 1

Используется отладка, состоящая из двух позиций: материнская плата MINI PCIE-EVB V1.01 и сам модуль SIM7100E-MIFID (рис. 3). Далее следует подключение USB к ПК, настройка переключателей согласно User Guide, подача питания и нажатие кнопки POWKEY.

Рис. 3. Отладочный комплект

Шаг 2

Установка USB-драйвера и открытие в программе терминала AT-порта.

AT+GMR

+GMR: 4534B01SIM7100E_MIFI // Версия прошивки

OK

AT+CPIN?

+CPIN: READY // Сим-карта готова к работе

OK

AT+CREG?

+CREG: 0,1 // Регистрация в сети есть

OK

AT+CGATT?

+CGATT: 1 // Attachment есть

OK

AT+CNSMOD?

+CNSMOD: 0,8 // режим LTE

OK

AT+CGDCONT=1,»IP»,»beeline» // Настроили контекст

OK

AT+CWSSID=SIMCom_LTE_WiFi // Придумали имя WiFi-точки доступа

OK

AT+CWAUTH?

+CWAUTH: 5,3,»1122334455» // Посмотрели пароль

OK

AT+CWDHCP?

+CWDHCP: «192.168.0.1»,»192.168.0.100»,»192.168.0.140»,12h

OK

AT+CWMOCH?

+CWMOCH: 4,0 // 2.4ГГц, b/g/n режим Wi-Fi

OK

AT+CWPROIDX=1 // Выбираем один из 16 контекстов, задается CGDCONT

OK

AT+CWCLICNT?

+CWCLICNT: 0 // Количество подключенных клиентов. пока никто не подключился

OK

Шаг 3

Подключение на ПК к точке доступа Wi-Fi (рис. 4–7).

Рис. 4. Настройка подключения

Рис. 5. Задание пароля

Рис. 6. Установка соединения

Рис. 7. Успешное подключение

На этом настройка и подключение закончены.

Новые модули могут функционировать как Wi-Fi-маршрутизатор/точка доступа, позволяя легко раздавать клиентам Интернет, получаемый из сетей 4G (FDD-LTE и TDD-LTE), 3G и 2G. Обеспечив модули питанием, антеннами, SIM-картой и минимальными настройками, на базе SIM7100 можно легко разработать удобное устройство для раздачи Интернета для нескольких клиентов по Wi-Fi.

Заключение

Таким образом, у компании SIMCom Wireless Solutions теперь представлена достаточно широкая линейка LTE-модулей SIM7100E PCIE, с различными модификациями, призванными удовлетворить разнообразные запросы заказчиков, а новинка SIM7100E-MIFID с интегрированным модулем Wi-Fi способна решить еще больший круг задач и обязательно найдет применение в различных разработках и приложениях.