Исследовательский институт AIoT опубликовал отчет, посвященный сотовому интернету вещей — «Исследование рынка сотового интернета вещей серии LTE Cat.1/LTE Cat.1 bis (издание 2023 года)». В условиях нынешнего изменения взглядов отрасли на модель сотового интернета вещей от «пирамидальной модели» к «яичной модели», исследовательский институт AIoT предлагает собственное понимание:
Согласно AIoT, «яичная модель» может быть действительна только при определенных условиях, и ее предпосылка касается активной части коммуникации. Когда в обсуждение включается пассивный IoT, который также разрабатывается 3GPP, спрос на технологии связи и подключения для подключенных устройств по-прежнему подчиняется закону «пирамидальной модели» в целом.
Стандарты и промышленные инновации стимулируют стремительное развитие пассивного интернета вещей на основе сотовой связи.
Что касается пассивного Интернета вещей (IoT), то традиционные пассивные технологии IoT вызвали большой ажиотаж, когда появились, поскольку они не требуют источников питания и отвечают потребностям многих сценариев связи с низким энергопотреблением. RFID, NFC, Bluetooth, Wi-Fi, LoRa и другие коммуникационные технологии предлагают пассивные решения. Пассивный IoT на основе сотовой сети был впервые предложен компаниями Huawei и China Mobile в июне прошлого года и тогда также был известен как «eIoT». eIoT в основном ориентирован на технологию RFID. Понятно, что eIoT имеет более широкий охват применения, более низкую стоимость и энергопотребление, поддерживает функции определения местоположения, обеспечивает локальные/глобальные сети и другие характеристики, устраняя большинство недостатков технологии RFID.
Стандарты
Тенденция объединения пассивного Интернета вещей и сотовых сетей привлекает все больше внимания, что привело к постепенному развитию соответствующих исследований в области стандартов, и соответствующие представители и эксперты 3GPP уже начали работу по исследованию и стандартизации пассивного Интернета вещей.
Организация будет использовать пассивную сотовую связь в качестве представителя новой пассивной технологии IoT в системе 5G-A и, как ожидается, создаст первый стандарт пассивного IoT на основе сотовых сетей в версии R19.
В Китае с 2016 года началась разработка новых пассивных технологий Интернета вещей (IoT), и в настоящее время они стремительно развиваются, стремясь занять лидирующие позиции в области стандартов для пассивных технологий IoT.
- В 2020 году в рамках CCSA был запущен первый в стране исследовательский проект по новым пассивным сотовым технологиям под названием «Исследование требований к пассивным приложениям IoT на основе сотовой связи», возглавляемый компанией China Mobile, а также проведена работа по разработке соответствующих технических стандартов в TC10.
- В 2021 году в рамках 3GPP SA1 был реализован исследовательский проект «Технологии Интернета вещей на основе экологической энергетики», возглавляемый компанией OPPO и с участием China Mobile, Huawei, ZTE и Vivo.
- В 2022 году China Mobile и Huawei предложили исследовательский проект по пассивному IoT для сотовой связи в сетях 5G-A в рамках 3GPP RAN, что положило начало процессу международного стандартизации в области пассивного IoT для сотовой связи.
Промышленные инновации
В настоящее время глобальная индустрия пассивного Интернета вещей находится в зачаточном состоянии, и китайские предприятия активно возглавляют промышленные инновации. В 2022 году компания China Mobile выпустила новый пассивный IoT-продукт «eBailing», который обеспечивает дальность распознавания метки до 100 метров для одного устройства и одновременно поддерживает непрерывную сетевую интеграцию нескольких устройств. Он может использоваться для комплексного управления товарами, активами и персоналом в помещениях среднего и большого размера.
В начале этого года компания Smartlink, используя разработанные ею пассивные IoT-чипы серии Pegasus, успешно реализовала первую в мире интермодуляцию между пассивным IoT-чипом и базовой станцией 5G, заложив прочную основу для последующей коммерциализации новой пассивной IoT-технологии.
Традиционные устройства Интернета вещей требуют наличия батарей или источников питания для обеспечения связи и передачи данных. Это ограничивает сценарии их использования и надежность, а также увеличивает стоимость устройств и энергопотребление.
Пассивные технологии Интернета вещей, с другой стороны, значительно снижают стоимость устройств и энергопотребление за счет использования энергии радиоволн в окружающей среде для обеспечения связи и передачи данных. Технология 5.5G будет поддерживать пассивные технологии Интернета вещей, открывая более широкий и разнообразный спектр сценариев применения для будущих крупномасштабных IoT-приложений. Например, пассивные технологии Интернета вещей могут использоваться в умных домах, умных заводах, умных городах и других областях для достижения более эффективного и интеллектуального управления устройствами и предоставления услуг.
Начинает ли пассивный IoT-технология на сотовой связи проникать на рынок малогабаритных беспроводных устройств?
С точки зрения технологической зрелости, пассивный Интернет вещей можно разделить на две категории: зрелые приложения, представленные RFID и NFC, и теоретические направления исследований, которые собирают энергию сигналов от 5G, Wi-Fi, Bluetooth, LoRa и других технологий для питания терминалов.
Несмотря на то, что пассивные IoT-приложения на основе сотовых коммуникационных технологий, таких как 5G, находятся на начальной стадии развития, их потенциал не следует игнорировать, и они обладают многочисленными преимуществами в применении:
Во-первых, она поддерживает большие расстояния связи. Традиционные пассивные RFID-метки на больших расстояниях, например, в десятки метров, теряют энергию, излучаемую считывателем, и не могут активировать RFID-метку. Пассивные IoT-метки на основе технологии 5G позволяют использовать RFID на больших расстояниях от базовой станции.
успешная коммуникация.
Во-вторых, она способна преодолевать более сложные условия применения. В действительности, передача сигналов через металл и жидкость оказывает большее влияние, поэтому пассивный интернет вещей на основе технологии 5G в практических приложениях может демонстрировать высокую помехоустойчивость и повышать точность распознавания.
В-третьих, более полная инфраструктура. Пассивные приложения IoT на основе сотовой связи не требуют установки дополнительных специализированных считывателей и могут напрямую использовать существующую сеть 5G, что, в отличие от традиционных пассивных RFID-чипов, не требует считывателей и другого оборудования, что также удобно в применении.
Поскольку затраты на инвестиции в инфраструктуру системы также имеют большее преимущество, это дает дополнительные стимулы.
С точки зрения применения, на C-терминале можно, например, осуществлять управление личными вещами и другие задачи: наклейку можно напрямую прикрепить к личным вещам, где есть базовая станция, активировать их и подключить к сети; B-терминал применяется на складах, в логистике.
Управление активами и тому подобное не представляют проблемы, когда пассивный IoT-чип на основе сотовой связи объединяется со всевозможными пассивными датчиками, что позволяет собирать больше типов данных (например, давление, температура, тепло), а собранные данные передаются через базовые станции 5G в сеть передачи данных.
Это позволяет расширить спектр приложений Интернета вещей. При этом наблюдается значительное совпадение с другими существующими пассивными приложениями Интернета вещей.
С точки зрения прогресса промышленного развития, хотя пассивный IoT на основе сотовой связи все еще находится на начальной стадии развития, темпы развития этой отрасли всегда были поразительными. В последнее время появились новые пассивные IoT-чипы.
- Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) объявили о разработке нового чипа, использующего терагерцовый диапазон частот. Этот чип, работающий в качестве приемника сигнала пробуждения, потребляет всего несколько микроватт и может в значительной степени поддерживать эффективную работу миниатюрных датчиков.
расширение сферы применения Интернета вещей.
- Компания Smartlink, используя разработанные ею пассивные IoT-чипы серии Pegasus, успешно реализовала первую в мире связь между пассивным IoT-чипом и базовой станцией 5G.
В заключение
Существуют утверждения, что пассивный Интернет вещей, несмотря на развитие сотен миллиардов подключений, в настоящее время демонстрирует замедление темпов развития, что, в частности, связано с ограничениями в адаптивной среде, включая розничную торговлю, складское хранение, логистику и другие отрасли.
Во-первых, приложения остались на фондовом рынке; во-вторых, это связано с традиционными ограничениями дальности передачи данных пассивной RFID-технологии и другими технологическими узкими местами, что затрудняет расширение спектра сценариев применения. Однако с появлением сотовой связи ситуация изменилась.
Технологии могут быстро изменить эту ситуацию, способствуя развитию более разнообразной экосистемы приложений.
Дата публикации: 21 июля 2023 г.