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Tecnologias LPWA para IoT, Quectel

As melhores Tecnologias LPWA para IoT são oferecidas pela Quectel.

A tecnologia LPWA (Low-Power Wide-Area) está possibilitando o próximo grande salto em direção a um mundo conectado e à IoT. As redes LPWA são projetadas para aplicativos IoT e máquina a máquina (M2M) que têm baixas taxas de dados, exigem bateria de longa duração e custo otimizado e operam em locais remotos e de difícil acesso. Eles serão fáceis de implementar e implantar e atenderão a uma série de mercados verticais, como manufatura, vestíveis, utilitários e transporte.

Características principais do LPWA

• Baixo consumo de energia que permite que os dispositivos durem até 10 anos com uma única carga;

• Transferência de dados otimizada que suporta blocos de dados pequenos e intermitentes;

• Baixo custo unitário do dispositivo;

• Fácil instalação da rede;

• Otimizado para baixo rendimento, longa ou curta distância;

• Penetração e cobertura interna suficiente.

NB-IoT e CAT-M são as melhores soluções para LPWA e IoT devido às seguintes vantagens:

• Melhor cobertura interna;

• Baixo consumo de energia;

• Conexões massivas;

• + 20dB melhor que GSM;

• Bateria de 10 anos;

• 50K conexões por célula.


CAT.NB1
CAT.M1EC-GSMLoRa SemtechUNB Sigfox
SpectrumLTE & 2G BandsLTE Bands2G BandsUnlicensed 433/868MHzUnlicensed 902MHz
Modulation & Demodulationpi/4 QPSK pi/2 BPSKQPSK QAMGMSKChirp Spread SpectrumFSK
Data Rate<200kpbs375kbps70kbps100kbps100kbps
Bandwidth200KHz1.08MHz200KHz125-500kHz100KHz
Transmit Power23dBm20dBm or 23dBm23dBm or 33dBm14dBm14dBm
NetworkMostly S/W UpgradS/W UpgradMostly S/W UpgradGreen FieldGreen Field
Terminal Price~2G Price~2G Price=2G Price~2G Price~2G Price
Battery Life>10 years>10 years>10 years>10 years>10 years
Converge164dB ~15km163dB ~15km164dB ~15km157dB ~10km16dB EU ~12km
Standard3GPP3GPP3GPPLoRa AllianceNa

PSM & eDRX

Além das características já apresentadas sober o CAT-M e NB-IoT, vale ressaltar duas importantes funcionalidades dessas tecnologias, PSM e eDRX.

PSM – Power Saving Mode:

O Modo de economia de energia (PSM) é um recurso importante para dispositivos e aplicações eMTC / NB-IoT com o seguinte requisitos:

  • Raramente ativo
  • Curta duração da comunicação ativa
  • A transmissão de dados é originada principalmente por dispositivos eMTC / NB-IoT, mas também é possível se envolver em DL receber durante a duração ativa
  • Restrição de energia, funcionando com bateria
  • Requer bateria de longa duração

O modo PSM definido pelo 3GPP R12 é semelhante ao desligamento, tornando um dispositivo IoT inativo para economizar energia e desperte o dispositivo apenas por um curto período de transmissão de dados, mas o módulo BG9x permanece registrado na rede e não há necessidade de reconectar ou restabelecer as conexões PDN. O módulo BG9x que usa PSM está disponível para comunicação móvel apenas durante o tempo em que está no modo conectado e por um período pré-configurado. O modo conectado é causado por um evento originado em dispositivo móvel, como transferência de dados ou sinalização, por exemplo, após um procedimento TAU / RAU periódico. PSM é, portanto, destinado ao módulo que espera apenas serviços de origem e de terminação móveis pouco frequentes e que pode aceitar uma latência correspondente na comunicação de terminação móvel.

Figura 1: Power Saving Mode em aplicações eMTC / NB-IoT

eDRX

Para reduzir ainda mais o consumo de energia, o CAT-M e NB-IoT suporta não apenas o modo de trabalho LTE DRX tradicional, mas também o ciclo DRX estendido, que é o eDRX. O eDRX foi projetado para reduzir o consumo de energia, fazendo com que o módulo entre periodicamente no modo de hibernação, que é o mesmo do DRX. Seu princípio básico é dividir o estado ocioso (idle) em período de paging e período de suspensão. O processo de trabalho do módulo é consistente com DRX durante o período de paging. Comparado com o DRX, o eDRX suporta um período de paging mais longo para reduzir ainda mais o consumo de energia, conforme mostrado abaixo:

Figura 2: eDRX suporta um período de paging mais longo para reduzir ainda mais o consumo de energia, se comparado ao modo DRX

Campos de Aplicação

IoT Public

O público da IoT se concentra em aplicativos LPWA que atendem ao público em geral, como medição inteligente, alarmes e detectores de eventos e lixeiras inteligentes.

IoT Appliance

O gerenciamento se torna mais eficiente por meio de melhorias na análise de big data. O dispositivo IoT compreende principalmente aplicativos LPWA que visam fornecer inteligência para o usuário por meio de sensores e dispositivos que são encontrados na área local.

IoT Personal

O IoT para uso pessoal apresenta em grande parte aplicativos LPWA que criam uma rede de área pessoal para fins de troca de informações para o usuário, como wearables, smart bike e monitoramento de crianças.

Indústria de IoT

A IoT Industry oferece principalmente aplicativos de baixa potência de ampla área que ajudam a melhorar a eficiência empresarial e industrial em geral, incluindo rastreamento de logística, rastreamento de ativos e agricultura inteligente.

As vantagens dos módulos LPWA da Quectel

• Módulo NB-IoT e NB-IoT / eMTC de tamanho compacto

• Consumo de energia ultrabaixo

• Super alta sensibilidade

• Compatível com módulo Quectel GSM / GPRS, fácil para atualização futura

• Incorporado com protocolos de internet TCP/HTTP/MQTT/SSL

Módulo LTE BG95 Cat M1 / Cat NB2 / EGPRS

Figura 3: Módulo LTE BG95 Cat M1 / Cat NB2 / EGPRS

A série de módulos BG95 é uma família de módulos LPWA multimodo que suportam LTE Cat M1 / Cat NB2 / EGPRS e GNSS integrado. Baseado no chipset Qualcomm MDM9205, o BG95 é compatível com 3GPP Rel-14 e oferece taxas de dados máximas de 588 kbps no downlink e 1119 kbps no uplink no LTE Cat M1. Ele apresenta um consumo de energia ultrabaixo aproveitando a memória RAM / flash integrada, bem como o processador ARM Cortex A7 com suporte a ThreadX (RTOS para programação interna), alcançando até 70% de redução no uso em PSM e 85% de redução no consumo de corrente eDRX em comparação com seu antecessor, o módulo BG96.

O BG95 possui um conjunto abrangente de recursos de segurança baseados em hardware e permite que aplicativos confiáveis sejam executados diretamente no processador interno, o Cortex A7 TrustZone. Além disso, o BG95 fornece compatibilidade pino a pino com módulos Quectel LTE Cat 4 EG91/EG95, módulo LTE Cat M1/Cat NB1/EGPRS BG96, módulo NB-IoT BC95, módulos UMTS / HSPA UG96 e módulo GSM / GPRS M95.

Com um form factor SMT compacto de 23,6 mm×19,9 mm×2,2 mm e alto nível de integração, o BG95 permite que integradores e desenvolvedores projetem facilmente seus aplicativos e aproveitem o baixo consumo de energia e a intensidade mecânica do módulo. Seu footprint LGA avançado permite a fabricação totalmente automatizada para aplicações de alto volume. Um rico conjunto de protocolos de Internet, interfaces padrão da indústria e funções abundantes estendem a aplicabilidade do módulo a uma ampla gama de aplicações M2M, como POS sem fio, medição inteligente, rastreamento, dispositivos vestíveis, etc.

Características principais

● Módulo LTE Cat M1 / Cat NB2 / EGPRS com consumo de energia ultrabaixo

● Fácil migração dos módulos Quectel 2G/GSM/GPRS, 3G/UMTS/HSPA e 4G/LTE

● RAM e flash integrados no chipset

● Conjunto abrangente de recursos de segurança baseados em hardware

● Suporte a VoLTE (Cat M1 apenas), voz para GSM, QuecOpen®, eSIM, etc.

● Time-to-market rápido: projetos de referência, ferramentas de avaliação e suporte técnico avançado minimizam o tempo de projeto e os esforços de desenvolvimento

● Footprint LGA/SMT compacto ideal para aplicações de tamanho limitado com espaço reduzido

● Montagem e interfaces robustas

Sobre a Quectel

A Quectel é o fornecedor líder global de módulos celulares e GNSS, com um amplo portfólio de produtos que cobre as tecnologias sem fio mais recentes como 5G, 4G LTE/LTE-A, NB-IoT/CAT-M, 3G UMTS/HSPA(+), 2G GSM/GPRS e GNSS. Como desenvolvedora de tecnologia IoT e fornecedora de módulos celular, a Quectel é capaz de fornecer serviços completos para módulos celulares IoT e M2M. Os produtos da Quectel têm sido amplamente aplicados nos campos de IoT/M2M, incluindo segmento de pagamentos inteligente, telemática e transporte, energia, cidades inteligentes, segurança, gateways sem fio, indústria, saúde, agricultura e monitoramento ambiental.