Iso osa IoT-datasta kulkee nykyään 4G-verkoissa. Juuri hyväksytty 3GPP:n Release 17 -standardi tuo peliin mukaan kevyemmän NR-Light-tekniikan, joka tunnetaan myös nimellä RedCap (Reduced Capacity). Se tulee markkinoille kaupallisina moduuleina vuonna 2024, arvioi Acal BFi:n AHans Andersson tällä viikolla järjestetyssä Embedded Conference Finland -tapahtumassa.
Anderssonin mukaan IoT-siirtokanavat ovat nyt suuren muutoksen alla. - Vuonna 2025 meillä ei enää ole juurikaan 2G- ja 3G-verkossa toimivia IoT-laitteita. 4G tulee toimimaan pitkään, mutta sen rinnalle tulee 5G. 5G perustuu tietenkin täysin uuteen radioon, mutta standardit on suunniteltu toimimaan samaan aikaan. Ne voivat esimerkiksi jakaa samoja taajuuksia, Andersson selvensi.
Mobiiliverkoissa IoT-yhteyksiä tarjosi syyskuussa 2021 yhteensä 139 operaattoria 64 eri maassa. LTE-M- ja NB-IoT-yhteyksiä tarjotaan 34 maassa, pelkkää NB-IoT:tä 29 maassa ja vain LTE-M-yhteyksiä vain yhdessä maassa. Investointien perusteella NB-IoT-yhteyksiä tarjoaa lopulta 165 operaattoria 80 maassa. LTE-M:n osuus on tästä noin puolet (74 operaattoria 41 maassa).
5G NR on uusi radiotekniikka, joka mahdollistaa suuremmat datanopeudet, mutta myös yli miljoonan laitteen yhdistämisen verkkoon yhden neliökilometrin alueella. - Tämä tarkoittaa, että kaikki anturit kaupungissa voidaan yhdistää samaan verkkoon, Andersson kertoi.
5G-verkoissa IoT oikeastaan lunastaa lupauksensa vasta tulevan NR-Lightin tai RedCapin myötä. Se on tarkoitettu LTE-verkkojen 4-kategorian yhteyksien korvaamiseen ja tarjoaa jopa 50-100 megabitin datanopeudet. Merkittävin ero LTE-laitteisiin verrattuna on, että NR-Light vaatii vain yhden antennin.
Anderssonin mukaan 5G:llä on todellisia haasteita teollisessa IoT-käytössä. Tarvitaan esimerkiksi neljä antennia, joten pienen laitteen toteutus on aika vaikeaa. Alla oleva moduuli on hyvä esimerkki massiivisesta toteutuksesta, jota 5G massiivisine antenneineen nyt vaatii.
- Lisäksi tarvitaan varsin tehokas teholähde, ja lisäksi laitetta pitää jäähdyttää, koska se lämpenee melkoisesti.
NR-Light tarvitsee vain 20 megahertsin kanavan ja silti datanopeus voi olla jopa yli 150 megabittiä. Linkki toimii niin aika- kuin taajuusjakoisesti. - Kaupallisesti RedCap-laitteet tulevat tarjolle vuonna 2024, arvioi Acal BFi:n Hans Andersson ECF22-esityksessään.
Tällä hetkellä 5G-verkoissa toimivia moduuleja on esimerkiksi Sierra Wirelessiltä. Ne ovat R15-standardiin perustuvia ja kooltaan 30 x 52 -millisiä kortteja. FiboComilla on jo R16-standardiin perustuvia moduuleja. Näissä datanopeudet yltävät gigabittiluokkaan.
RedCap-piirisarjoja ei ole vielä kukaan julkistanut. - Yleensä standardin valmistumisesta vie vuosi tuoda piirisarjoja tarjolle, ja siitä kestää vielä toinen vuosi saada moduulit valmiiksi. Ehkä ensi vuonna näemme näytteitä moduuleista, mutta kaupallisesti ne tulvat tarjolle vasta 2024, Hans Andersson ennustaa.
Anderssonin ECF22-esitys löytyy ETVtv:stä Youtubesta.
Esityskalvot löytyvät täältä.
Nykyaikaisen avaruus- ja sotilaselektroniikan suunnittelijoita pyydetään luomaan yhä parempaa suorituskykyä yhä pienemmässä mekaanisessa koossa. Tämä onnistuu parhaiten pinoamalla elektroniikkaa kolmiulotteisesti. Fyysisten rakennevaatimusten lisäksi datansiirtonopeudet kasvavat jatkuvasti ja signaalien eheyden marginaalit kutistuvat.
Analogipiirien markkina käy nyt kuumana. Hinnat nousevat ja toimitusajat venyvät. Yhdysvaltalainen Silanna Semiconductor yrittää kääntää asetelman päälaelleen lupaamalla jotain poikkeuksellista. Yhtiö tarjoaa kahden vuoden hintalukon kaikille suorituskykyisille AD-muuntimilleen.
