Weltweite zellulare Konnektivität für IoT-Geräte mit geringem Stromverbrauch

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Ein kompaktes, in Norwegen vorgestelltes Modul verspricht kleinen IoT-Geräten die weltweite Reichweite und Roaming-Fähigkeit von LTE-M-Mobilfunkverbindungen

Von Richard Quinnell, Chefredakteur

Für IoT-Geräte, die ortsfest bleiben oder auf relativ kleine Räume beschränkt sind, bietet ein lokales Netzwerk wie Wi-Fi oder ZigBee eine angemessene Konnektivität. Aber wenn das Gerät verbunden bleiben muss, während es über Stock und Stein oder sogar von Kontinent zu Kontinent läuft, gab es wenige gute Möglichkeiten. Ein kompaktes System-in-Package (SiP) von Nordic Semiconductor beabsichtigt jedoch, diese Situation zu ändern, indem eine multimodale LTE-M NB-IoT-Zellenkonnektivität zu leistungsbeschränkten IoT-Vorrichtungskonstruktionen gebracht wird.

Die Mobiltelefontechnologie ist so weit verbreitet, dass es auf der Welt mehr aktive Mobiltelefone gibt als Menschen, und das seit mehreren Jahren . Daher ist es nur natürlich, dass Entwickler von IoT-Geräten, die in einem großen geografischen Gebiet operieren müssen, seit einiger Zeit Mobilfunk als eine Option für eine großflächige Konnektivität betrachten. Faktoren wie der Leistungsbedarf, die Größe und die Kosten von zellularen Transceivern waren jedoch ein Hindernis für die Implementierung von zellulärem IoT.

Die Module der nRF91-Serie, die kürzlich in Oslo vorgestellt wurden, versprechen, dies zu ändern und mobile Datenverbindungen in den breiten IoT-Markt zu bringen. Der SiP integriert ein komplettes, energiesparendes IoT-System in ein winziges 10 x 16 x 1, 2-mm-Gehäuse, das Modem, Transceiver, HF-Frontend, dedizierten Anwendungsprozessor, Flash-Speicher, Power-Management, Quarz und passive Komponenten integriert Bedarf an Oberflächenwellen (SAW) -Filtern für präzise Frequenzselektivität.

Das Modul wird mit einer vollständigen behördlichen und zellularen Zertifizierung geliefert, sodass Entwickler das Modul im Wesentlichen in ihr Design integrieren können und sicher sein können, dass es die Anforderungen von Behörden und Dienstanbietern für die Verbindung mit regionalen Netzwerken fast überall auf der Welt erfüllt. Ein Multimode-Design basierend auf dem SAW-losen Transceiver von Nordic und einem kundenspezifischen RF-Frontend von Qorvo ermöglicht es dem SiP, länderspezifische Variationen der Wireless-Standards zu berücksichtigen. Bei der Demonstration wurde beispielsweise das Gerät am Verizon Wireless-Netzwerk in den USA und am Telia-Netzwerk in Norwegen betrieben.

Der Prozessor des Geräts basiert auf der ARM Cortex-M33 mit TrustZone CryptoCell-310-Sicherheitstechnologie und bietet Entwicklern eine leistungsfähige und sichere Plattform, auf der sie ihren Anwendungscode ausführen können. Dies wird dazu beitragen sicherzustellen, dass die Daten des Benutzers sicher sind und dass die Hardware und der Code des Geräts Hack-resistent sind. Es hilft auch, die Kosten-, Leistungs- und Größenstrafen eines zweiten Anwendungsprozessors zu eliminieren; Der ARM-Kern ist leistungsfähig genug, um sowohl die Kommunikationsprotokolle als auch den Benutzercode auszuführen.

Zusammen mit seiner geringen Größe verspricht das Modul einen energiesparenden Betrieb, der die Lebensdauer der Batterie maximiert. Stromverbrauch und Datenraten stehen in einem umgekehrten Verhältnis, aber bei einer maximalen Rate von 360 kbit / s verbraucht das Gerät nur etwa 150 mA, behauptet das Unternehmen in seiner "Vorschau" . Es wurde auch darauf hingewiesen, dass das Gerät bei der Übertragung von Daten alle 20 Sekunden sechs Monate lang mit Batterien betrieben wird und eine Lebensdauer von bis zu 15 Jahren bieten kann, wenn es nur alle 10 Minuten angeschlossen wird.

Während das Gerät für die meisten IoT-Entwickler noch nicht allgemein verfügbar ist, sollte es bald sein. Nordic liefert seit Dezember Muster an führende Kunden und erwartet, ab Mitte 2018 mit einer allgemeinen Probenahme zu beginnen. Produktionsmengen mit vollständiger produktionsbereiter Software und Zertifizierungen sollen bis Ende des Jahres fertig sein.

Von Richard Quinnell