Что такое mMTC в 5G? Как это работает?
Группы товаров: Модули сотовой связи
Массовая межмашинная связь (mMTC) - это одна из трех основных областей услуг 5G. Она была создана специально для того, чтобы обеспечить одновременный сбор огромного объема небольших пакетов данных с большого количества устройств. mMTC поддерживает приложения с использованием датчиков Интернета вещей (IoT), что означает, что данные могут быть использованы для снижения энергопотребления, повышения эффективности работы или улучшения нашей жизни другими способами.
Сетевая архитектура 5G была разработана с учетом трех ключевых областей обслуживания:
- Массивная связь машинного типа (mMTC) . Эта технология используется для подключения большого количества устройств и, как ожидается, изменит индустрию IoT. Она призвана удовлетворить потребности "умных городов" и других приложений IoT.
- Расширенная мобильная широкополосная связь (eMBB). Эта сфера обслуживания, по сути, является расширением и улучшением той, которая в настоящее время используется для сотовых данных. Она обеспечивает скорость до 10 Гбит / с для использования высокой пропускной способности, например, потокового видео высокой четкости или игр VR/AR, обеспечивая более высокую скорость загрузки и улучшая пользовательский опыт.
- Сверхнадежная связь с малой задержкой (URLLC). URLLC идеально подходит для особо важных задач, в которых надежность сети и низкая задержка (менее 1 мс) имеют первостепенное значение. Это может быть использовано в беспилотных автомобилях или промышленном дистанционном управлении.
Что такое mMTC?
mMTC поддерживает плотность соединений до одного миллиона устройств на квадратный километр. Это более чем в десять раз превышает возможности сети 4G LTE. С такими возможностями 5G может обеспечить инфраструктуру, необходимую для поддержки огромных сетей датчиков, подключенных к сотовой сети. Зона обслуживания mMTC предназначена для массового развертывания сетей IoT, использующих большое количество маломощных устройств для регулярной передачи небольших объемов данных. Эти IoT-устройства должны иметь длительный срок службы батареи, потенциально до 10 лет.
Датчики Интернета вещей передают небольшие пакеты данных на относительно большие расстояния (до 10 км). Благодаря этому они идеально подходят для таких приложений, как интеллектуальное сельское хозяйство ; где сотни датчиков отправляют данные о погоде, влажности почвы и уровне насыпи на удаленные сельхозугодья. Используя эти данные, фермеры могут оптимизировать частоту и объемы орошения, чтобы обеспечить высокие урожаи сельскохозяйственных культур. Но без сетей с малой задержкой для подключения этих датчиков в сельской местности, глубоко внутри помещений или под землей они не смогли бы функционировать.
Как это работает?
Сети 5G спроектированы таким образом, чтобы каждая из трех зон обслуживания могла существовать как отдельные сети, используя при этом одну и ту же физическую инфраструктуру. Разделение сети, также называемое программно-определяемой сетью или технологией SDN, представляет собой систему разделения полосы пропускания между этими различными областями, позволяющую настраивать различные сервисные функции. Это означает, что каждое приложение может получить доступ к необходимому ресурсу одновременно, однако есть иерархия, позволяющая выделять доступ в зависимости от приоритета приложения.
Каждый «сегмент» сети можно настроить независимо с точки зрения безопасности, качества обслуживания и обеспечения сети. Например, mMTC предлагает подключение с низкой пропускной способностью и большим покрытием, тогда как URLLC обеспечивает высокую надежность без такой же глубины покрытия. Существующие технологии IoT используют глобальные сети с низким энергопотреблением (LPWAN), которые часто требуют подключения к сети Ethernet или сотовой связи от шлюза IoT. Датчики работают в сети, такой как LoRaWAN или Sigfox, затем шлюз отправляет информацию на сервер, используя сеть 4G LTE или проводное подключение к Интернету.
УВ настоящее время в сфере IoT внедряются технологии узкополосного IoT, или NB-IoT, и LTE-M. Это означает, что каждый датчик или устройство имеет собственное сотовое соединение в сети 4G. 5G призван работать вместе с этой технологией, а не заменять ее, при этом NB-IoT и LTE-M становятся частью «семейства» 5G.
Каковы наиболее подходящие варианты использования mMTC?
Возможность подключения mMTC 5G повышает эффективность беспроводной связи в широком спектре задач. Умные города используют большое количество датчиков для мониторинга коммунальных услуг, таких как вода, газ, электричество и утилизация отходов. Примером устройств IoT в этом контексте могут быть датчики уровня заполнения в контейнерах, которые позволяют командам по переработке отходов посещать только те контейнеры, которые необходимо опорожнить. Это снизит эксплуатационные расходы, сэкономит топливо и уменьшит выбросы, поскольку услуги по сбору мусора будут направлены туда, где они необходимы.
В "умных" городах датчики могут быть размещены в стратегически важных местах по всему городу для сбора данных, которые отправляются обратно на центральный сервер и анализируются для представления значимой информации. Различные датчики передают разные наборы данных, которые можно комбинировать, чтобы получить представление о возможных улучшениях. Например, объединение и анализ данных с тысяч дорожных камер, радарных счетчиков трафика и датчиков качества воздуха может помочь уменьшить заторы на дорогах и улучшить качество воздуха для жителей умного города.
Разработка устройств для приложений IoT с высокой плотностью размещения
mMTC предлагает захватывающие возможности для получения и использования больших наборов данных, однако выполнение проектных требований для небольших недорогих устройств IoT может оказаться сложной задачей. В частности, когда учитываются требования к большому диапазону и низкому энергопотреблению, что предъявляет особые требования и ограничения к проектировщикам. IoT-устройства также сталкиваются с дополнительной проблемой, поскольку для прохождения сертификации они должны соответствовать спецификациям сетевого оператора.
Выбор правильных компонентов, от батарей до антенн, имеет решающее значение для успеха устройства IoT. Мы рекомендуем начинать выбор антенны на самых ранних этапах проектирования ваших устройств для беспроблемной интеграции, обеспечивая при этом максимальную эффективность и производительность.