Internet of Things stiller vilde krav til mobilnettet

I 2020 vil 50 milliarder enheder være forbundet via mobilnettet, vurderer brancheanalytikere. Ifølge det amerikanske analyseinstitut Gartner vil der i hvert hjem være 500 forbundne enheder i 2022.

Dermed vil vi stå over for enorme tekniske udfordringer, når så mange enheder skal kobles trådløst sammen, påpeger den amerikanske producent af testudstyr National Instruments (NI) i sin årlige tendensanalyse, som netop er udsendt.

De færreste af alle disse trådløse enheder vil involvere mennesker. Mange af dem vil indeholde sensorer for tryk, temperatur og lignende eller aktuatorer, der kan regulere enhederne i realtid.

Hvor vi i dag er ved at indføre 4G-teknologi i mobilnettet med datahastigheder omkring 100 Mbit/s for mobile enheder, så kræver denne udvikling et 5G-net med datahastigheder på 10 Gbit/s. Denne udvikling har fået navnet Internet of Things (IoT). En variant, der sigter mod industrielle anvendelser, og som har særlige krav, kaldes Industrial Internet of Things.

Nye teknologier

For det første er det nødvendigt at udvikle helt nye teknologier for at få sendt så store datamængder gennem nettet. NI nævner i rapporten, at det tekniske universitet i Dresden har udviklet et prototypesystem baseret på en generaliseret form for frequency-division multiplexing, hvor datahastigheden er øget med 30 pct. i forhold til 4G-teknologi.

En anden mulighed er ‘densification’, hvor man øger antallet af accesspoints i et bestemt geografisk område ved både at have makro­celler, mikroceller og picoceller.

Herudover kan man udnytte nye teknologier som Cloud RAN også kaldet C-RAN, hvor tjenesteudbydere placerer deres udstyr i ‘skyen’ og derved reducerer omkostningerne i forbindelse med lokalt placeret udstyr.

MIMO og nye frekvensbånd

Når det gælder basestationer, skal teknologier som multiple-input multiple-output (MIMO) giver mere båndbredde og bedre energieffektivitet.

MIMO-basestationer kan have op til 100 antenner, der fokuserer energien til de enkelte brugere. Eksperimenter ved Lund Universitet i Sverige viser eksempelvis, at MIMO kan øge datahastigheden op til 100 gange.

Det vil også blive nødvendigt at tage nye frekvensbånd i brug. I dag anvender mobiltelefoni frekvenser under 3 GHz, men i fremtiden kan det blive nødvendigt også at benytte millimeterbølger med frekvenser omkring 28 GHz, 38 GHz eller i båndet 71-76 GHz .

Der er oceaner af plads i disse frekvensbånd, men man har tidligere anset disse frekvenser for nærmest ubrugelige, pga. af den måde elektromagnetiske bølger udbreder sig på ved disse frekvenser.

Forskningscenteret NYU Wireless ved New York University har dog gennemført en lang række eksperimenter, der viser, at kommunikation med millimeterbølger er mulig. Nokia Networks har fremstillet en kommunikations­forbindelse med millimeterbølger og opnået datahastigheder op til 100 gange større end ved 4G.

Industrien har særlige problemer

Et særligt problem, der bl.a. er af relevans ved industrielle anvendelser, er den tidsforsinkelse eller latency, der kan være i kommunikationsnettet.

Fordelen ved et Industrial Internet of Things frem for enkeltstående systemer er, at data lettere kan deles og analyseres med henblik på at foretage bedre beslutninger i et produktionsmiljø. Det stiller naturligvis krav til sikkerhed, hvis kommunikationen mellem enheder skal foregå over et åbent net, men det stiller også krav om, at data kommer frem uden en ukontrollerbar forsinkelse.

Den amerikanske organisation for elektroingeniører, IEEE, har oprettet en arbejdsgruppe, der skal skabe en standard for et Time Sensitive Network. Det er helt centralt for denne udvikling, mener NI.

Testudstyr skal være fleksibelt

Traditionelt testudstyr til elektronikproduktion er uhyre velegnet til digitale enheder med et stort antal transistorer. Når det drejer sig om IoT-enheder, der kombinerer digitale og analoge dele med RF-signaler og antenner, er situationen anderledes. NI-rapporten formulerer det på denne måde, at store dedikerede og optimerede testsystemer vil ‘ruste’, når de udsættes for Internet of Things.

NI-rapporten nævner, at da Sam­sung gik fra Galaxy S4 til S5, faldt omkostningerne til tests med 9 cent, til trods for at S5 indeholdt yderligere fem sensorer (luftfugtighed, infrarødt lys, øjen- og håndbevægelser, hjerterytme og fingeraftryk).

Det var udelukkende muligt ved at anvende en testplatform, der let kan opdateres med software.

På samme måde som produkter som softwarebaserede termostater eller elbiler kan opgraderes via software, skal testsystemer ifølge NI også løbende kunne opdateres og få ny funktionalitet via software.

Emner : 5G
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Jeg KAN godt finde på anvendelser for 500 enheder i mit hjem, men det bliver ren Monthy Python. En sensor i hver stol, sensorer i badekaret, sensorer i skærebrættet, en sensor der mærker, om låget på malerkassen bliver åbnet og laver statistik på det osv. osv. Samt naturligvis udstyr der overvåger hver en edderkop og hver en mus, samt seismografer der fortæller, hvad der falder ned om natten og hvor det sker. Det sidste vil jeg gerne vide.

  • 3
  • 1

Mon ikke belysning, varme, fugtstyring, ventilation, alarmer, solceller, batterilager, hifi, fjernsyn, telefoner, pads, computere, køkkenudstyr, græsslåmaskiner, intra bil systemer etc. er talt sammen. Jeg kan godt se for mig at de har ret.

  • 1
  • 1

Mine robotstøvsugere har et par sensorer. Men de er ikke på nettet. Og det kommer sensorerne hellere ikke, selvom robotten som helhed nok gør. Men den vil blot bruge WiFi, så kan ikke helt se hvordan det stiller krav til mobilnettet.

  • 2
  • 0

Af alle de censorer man kan koble til ting idag, så kan jeg kun komme på en eneste med et højt dataforbrug og det er et camera. Temperatur, luftfugtighed, bevægelsescensorer etc. sender som regel ikke mere end at det kan være i en integer og det er sjældent nødvendigt at kører med en højere opdateringsfrekvens end et par gange pr. sek. Kunsten bliver at kunne kommunikere med mange apparater på en gang.

Vi kommer helt sikkert til at se flere applikationer der gør brug af kamera, men selv hvis jeg prøver virkelig hårdt at tænke på applikationer, kan jeg stadig ikke komme over en båndbredde, som jeg ikke kan klarer med mit nuværende Wifi.

Men 7 år kan selvfølgelig stadig overraske.

  • 1
  • 0

Jeg fornemmer en anelse modvilje mod ny teknologi her; hvilket kan undre meget på et ingeniør debatforum. Ville det ikke klæde jer bedre at være lidt konstruktive?

Den droblet knap der linkes til ovenfor er simpelthen genialt tænkt. Det er noget der bliver stort! Tænk bare på alle de mennesker, der på grund af en psykisk lidelse, er nødt til at have små sedler med dagligdags gøremål hængende...

Vi kan så altid diskutere om den faktiske opbygning er optimal, samt hvad der kan gøres for at optimere sikkerheden.

  • 0
  • 0

Jeg fornemmer en anelse modvilje mod ny teknologi her; hvilket kan undre meget på et ingeniør debatforum. Ville det ikke klæde jer bedre at være lidt konstruktive?

Uden at være ingeniør, men bare almindelig teknik interesseret, så tror jeg at de færreste ingeniører har modvilje mod bruge af sensorer og systemer som gør vores liv lettere eller giver os oplysninger hvor vi kan tage bedre beslutninger.

Jeg er aldeles ikke maskinstormer, men der hvor jeg ser at alting går galt med IoT er at store selskaber pludselig styrer de data jeg skal tage beslutninger ud fra og bruger dem til at hælde nye produkter ned i halsen på mig. Der er mange ting jeg er bange for i den forbindelse, nemlig at de produkter jeg har pludselig kan gå software istykker, ligesom eksemplet med Jet ink printerne.

Jeg er den ulykkelige ejer af et Samsung SmartTV, og jeg er spændt på hvornår det bliver software forældet, for der sker så mange mærkelige ting på dette TV, som jeg ikke har bedt om! Jeg sletter ting og de kommer tilbage af sig selv o.s.v. Min USB stick virker ikke efter en opdatering og ved næste opdatering virker den igen.

Jeg laver noget home automation til mig selv med mine begrænsede evner, og opsamling af data der fortæller noget om mit hjem forbruger af energi m.v. Men de bliver da på mit LAN og farter der kun ud over internettet hvis mine mobile enheder er ude i verden.

Som sagt jeg har intet imod ny teknologi og det muligheder det giver, men jeg har noget imod at blive ufrivilligt et redskab for store internationale selskaber.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten