В глобальных сетях с малой потребляемой мощностью будут лидировать технологии LoRa и узкополосного Интернета вещей

В глобальных сетях с малой потребляемой мощностью будут лидировать технологии LoRa и узкополосного Интернета вещей

Выпуск 16(6690) от 15 августа 2019 г.
РУБРИКА: СРЕДСТВА СВЯЗИ

По данным одного из последних исследований корпорации IHS Markit, в развитии глобальных сетей с малой потребляемой мощностью (LPWAN) лидируют две технологии Интернета вещей – ​LoRa и узкополосный Интернет вещей, которые намного опережают другие технологии, используемые в LPWAN. Так, среди отстающих оказалась и LTE-M версия сотовых сетей 4G. Когда-то широкое поле развертывания различных технологий LPWAN начинает сужаться. При этом, по оценкам IHS Markit, в 2018 г. было развернуто 150 млн линий LPWAN, в 2023 г. их число достигнет 1,7 млрд среднегодовые темпы прироста за указанный период составят 63%.

LoRa и сотовый узкополосный Интернет вещей намного опережают по развитию LPWAN, использующие другие технологии, что позволяет говорить об их больших перспективах – ​благодаря наличию ранних «победных конструкций» в сфере Интернета вещей. Согласно новому отчету IHS Markit, версия 4G сотовой связи LTE-M занимает третье место, Sigfox также отстает, занимая четвертое место.

Стоит отметить, что некоторые альтернативы только выходят из лабораторий. Например, несколько поставщиков в 2019 г. отгрузят свои первые ИС для 900-МГц версии Wi-Fi под названием HaLow, которая, как ожидается, будет иметь значительные перспективы для соединений на больших расстояниях. А в 2018 г. исследовательский институт CEA-Leti объявил о начале работы над новой опцией, основанной на запатентованной форме волны Turbo-FSK.

Тем не менее, по прогнозам IHS, узкополосный Интернет вещей и LoRa могут претендовать в 2023 г. на 86% всех каналов LPWAN (см. таблицу). Предполагается, что в 2023 г. будет наблюдаться гонка двух технологий-лидеров, причем LoRaWAN будет больше использоваться в частных, а узкополосный Интернет вещей – ​в основном в публичных сетях.


Динамика мировых каналов LPWAN по используемым технологиям в период 2017–2023 гг.

Технология

Количество соединений, млн

2017 г.

2018 г.

2019 г.

2020 г.

2021 г.

2022 г.

2023 г.

LoRa

46,3

78,3

123,3

190,7

299,0

470,6

730,0

Sigfox

2,4

6,1

11,9

19,9

30,1

42,9

58,0

Узкополосный Интернет вещей

5,4

27,4

64,9

129,5

252,0

491,1

739,8

LTE-M

0,8

3,8

10,5

25,9

56,0

89,8

132,7

Прочие

32,0

34,1

36,5

39,8

43,9

49,2

55,7

Всего

87,5

149,8

247,2

406,1

681,2

1143,8

1716,9


Сегодня ведущим поставщиком современных ИС для узкополосного Интернета вещей, 90% которого развернуто в КНР, является HiSilicon, подразделение фирмы Huawei. Тайваньская Mediatek занимает второе место по поставкам кремниевых ИС для узкополосного Интернета вещей, а китайская RDA Unisoc – ​третье. Узкополосный Интернет вещей берет свое начало в технологических разработках британского стартапа Neul, приобретенного Huawei в 2014 г.

Отстающий рынок ИС для LTE-M возглавляет корпорация Qualcomm, за которой следуют Sequans и Altair. Semtech, безусловно, является доминирующим поставщиком ИС для LoRa – ​эта технология в настоящее время наиболее распространена в LPWAN. На данный момент LPWAN нашли наибольшее применение в таких секторах, как умные счетчики и коммунальные услуги, управление активами и связные пространства (см. рисунок).



Источник: IHS Markit

Основные сферы применения LPWAN


В целом около 54% развертываний LPWAN в 2018 г. было осуществлено в КНР против примерно 23% в Северной и Южной Америке, Европе, на Ближнем Востоке и в Африке. Сегодня развитие узкополосного Интернета вещей в Китае стимулируется за счет реализации проектов умных городов, поддерживаемых правительством. Главные статьи расходов здесь – ​интеллектуальные измерительные приборы различного назначения, парковочные счетчики и системы уличного освещения. Хотя большинство проектов получают субсидии правительства КНР, многие китайские предприятия все еще не заинтересованы в освоении узкополосного Интернета вещей.

Правительство Китая поощряет использование узкополосного Интернета вещей в умных домах для управления электронными замками, детекторами дыма и т. д. Корпорация Huawei применяет его в сельском хозяйстве для повышения эффективности молочных ферм, тем не менее узкополосный Интернет вещей в подобных приложениях до сих пор не получил широкого распространения. В США в сфере умных домов безусловно доминируют Wi-Fi и Bluetooth. Молочные фермы в развитых странах уже работают на высоком уровне эффективности.

И узкополосный Интернет вещей, и LTE-M основаны на 4G LTE. LTE-M предлагает скорость передачи данных, измеряемую в мегабитах в секунду, и, как правило, требует использования более дорогих модулей. В то же время быстродействие узкополосного Интернета вещей ограничено уровнем примерно 200 Кбит/с, но при этом он оснащается более простыми и дешевыми модулями.

Операторы связи в Австралии, Японии, Южной Корее и США тратят на развертывание узкополосного Интернета вещей больше времени, чем их коллеги из КНР, поскольку для их работы требуется подключать новое оборудование к уже действующим сетям. Прежде они быстро адаптировали LTE-M, но только потому, что его можно было поддерживать с помощью обновлений программного обеспечения. Тем не менее у них были проблемы с реализацией LTE. Большинство фирм в указанных странах тратят слишком много времени на этапе тестирования. Например, за I и II кв. 2019 г. фирма Sequans показала меньшие, чем ожидалось, доходы от LTE-M, при том что она была самым активным сторонником данной технологии. С самого начала у подобных фирм имелись оптимистичные ожидания, но оказалось, что конструкция LTE-M дороже и не рассчитана на массовое развертывание. Представители Sequans считают, что узкополосный Интернет вещей лидирует в КНР, потому что эта технология была введена правительством страны в обязательном порядке, а за пределами Китая успехи LTE-M обусловлены только рыночным спросом из-за отказа от более старых технологий, таких как CDMA, 2G и 3G. Поскольку LTE Cat.M1 обладает достаточными возможностями, он заменит большинство устаревших межмашинных соединений промышленного Интернета вещей. Это уже наблюдается в Северной Америке и Японии, где LTE-M был развернут в первую очередь.

Объем развертывания сетей узкополосного Интернета вещей будет на 80% обусловлен фактором КНР, где он используется в основном для новых приложений, когда необходимо создавать новые устройства и обладать проверенной бизнес-аналитикой. Sequans предоставляет технологии как для LTE-M, так и для узкополосного Интернета вещей (развернутые и работающие) и является единственной некитайской компанией по производству микросхем, предназначенных только для узкополосного Интернета вещей.

LPWAN появились в начале 2015 г., когда фирма Sigfox собрала 115 млн долл. венчурного финансирования для развития данной технологии. После этой сделки появились другие конкуренты, такие как OnRamp, но LPWAN по-прежнему находятся на этапе становления. Это – ​основной фактор того, что в ближайшем будущем большинство случаев развертывания LPWAN будет связано с технологией LoRa и узкополосным Интернетом вещей.

С развертыванием LPWAN также связаны определенные проблемы. В настоящее время IHS Markit отслеживает 20 вариантов их устранения.

 

Merritt Rick. IoT Nets in Two-Horse LPWAN Race. EE Times, June 5, 2019: https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1334892


В ЦЕНТРЕ ВНИМАНИЯ

HiSilicon Technologies

Дата основания : 2004 г. (1991 г.).
Количество сотрудников: более 7000 чел.
Штабквартира: г. Шэньчжэнь, провинция Гуандун, КНР.

HiSilicon – ​мировой лидер в создании ИС для потребительской электроники, средств связи, оптических устройств; разработке «систем-на-кристалле» (system-on-a-chip, SoC). Компания активно занимается инновационным процессом в области глобальной связи и технологий видео ультравысокой четкости (Ultra-HD). Решения HiSilicon в широком диапазоне были проверены и сертифицированы в более чем 100 странах мира.

В области беспроводной связи осуществлен успешный запуск в производство модемов Balong, работающих с такими форматами LTE, как Cat.4, Cat.6, Cat.12/13, Cat.18, Cat.19, Cat.21. Разработаны псевдо-базовые станции для оборонных целей, начата коммерциализация беспроводных чипсетов 5G.

Для интеллектуальных устройств платформы Kirin корпорация предоставляет высокопроизводительные, высокоэффективные и сверхинтеллектуальные мобильные SoC с использованием решений на основе искусственного интеллекта (ИИ).

Для центров обработки данных (ЦОД) HiSilicon разрабатывает серверные процессоры серии Kunpeng на основе архитектуры ARM, обладающие высокой производительностью, пропускной способностью, широкими возможностями интеграции и энергоэффективностью.

Для приложений искусственного интеллекта предлагаются SoC серии Ascend, пригодные для всех сценариев использования ИИ – ​от ЦОД до периферийных систем и приборов, других приборов и устройств, Интернета вещей.

Для приложений Интернета вещей предлагаются, в частности, продукты по спецификациям G.hn, что облегчает построение надежных и безопасных каналов связи для подключения цифровых устройств в каждом доме и в различных отраслях промышленности.

После 20 лет реализации программ НИОКР корпорация HiSilicon создала обширный портфель технологий проектирования и верификации ИС, разработала передовую платформу инструментальных средств САПР, осуществляет работы по подстройке под требования потребителей ряда процессов и правил разработки. За прошедшие годы HiSilicon успешно разработала более 200 моделей с запатентованными СФ-блоками и подала заявки на получение более 8000 патентов, а также установила стратегические партнерские отношения с мировыми лидерами экосистемы полупроводниковой промышленности, в частности в области проектирования, производства пластин, корпусирования и тестирования с целью создания надежной цепочки поставок.


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 22(6746) от 11 ноября 2021 г. г.
Выпуск 20(6744) от 14 октября 2021 г. г.
Выпуск 18(6742) от 16 сентября 2021 г. г.