Hvis en IoT-applikation har brug for en mobil bredbåndsløsning, der er fremtidssikker, så er Redcap en glimrende løsning til 5G, og den er særdeles prisbillig i forhold til andre IoT-løsninger
Artiklen har været bragt i Aktuel Elektronik nr. 3 – 2025 og kan læses herunder uden illustrationer
(læs originaludgaven her)
Af Mads Fischer, european sales director, Simcom
Alle vil have adgang til at bruge den nyeste teknologi. Inden for kommunikation betyder det 5G, og selv folk med et begrænset kendskab til teknologi – og ganske beskedne krav til kommunikation – vil være glade for at se 5G-symbolet dukke op i deres mobiler. Og de er faktisk også parate til at betale for det. Ifølge Statistica: ”… er der estimeret 2,17 milliarder 5G-abonnenter i 2024, hvilket er en stigning fra de kun 1,58 milliarder brugere året før. Dette tal må forventes at overskride 5,56 milliarder ved udgangen af dette årti, hvor 5G vil overhale 4G som verdens førende mobile netværksteknologi”.
Det er fint for brugere, der har mobiltelefoner som deres primære interface til den konnekterede verden. Hvis man styrer sine finanser via mobilen, til betaling i supermarkedet, til videokonferencer, streaming af tjenester og selv booking af en Uber, så vil man gerne have den hurtigst mulige adgang. Men der er mange andre applikationer, som behøver en internetforbindelse, men ikke det samme høje ydelsesniveau. Man kunne fristes til at sige, ”nåja, der er jo altid 4G/LTE” … men det er netop pointen: Vi ved, at 4G/LTE har en begrænset fremtid. Den præcise timing kender vi ikke, men de første udfasninger for 4G LTE forventes at dukke op allerede omkring 2030. Hvis man overvejer at indføre industriel automation i smarte fabrikker med konnekterede netværk til de industrielle sensorer, så er fem og selv ti år faktisk ikke så lang tid ud i fremtiden.
Alligevel er 5G – som helt sikkert vil have en længere levetid på markedet – nok et overkill i mange slags IoT-applikationer. Hvis man ikke har brug for at streame video, så får man næppe brug for 5G’s lynende hastighed med throughputs i Gigabit/sekund-klassen i såvel uplink som downlink. Så hvorfor betale for en ydelse, man ikke har – eller får – brug for?
5G er ikke let
Designkompleksiteten er endnu et problem. 5G-designs er ikke lette at implementere, og der vil være en række designovervejelser at gøre sig og beslutninger at tage omkring silicium, RF-modulation, baseband-behandling og meget mere. Grundlæggende bliver disse betragtninger stadigt mere udfordrende, i takt med de høje hastigheder, som 5G kan levere. På den anden side inkluderer 5G en række fine funktioner, som LTE ikke understøtter som lav latency, TSN (Time Sensitive Networks) samt punkt-til-punkt kommunikation. Mange af disse egenskaber er rettet mod industrielle- og IoT-applikationer.
Det er også på dette område, at 3GPP (3. Generation Partnership Project) konsortiet, som er et body af syv nationale eller regionale telekommunikationsstandardiseringsorganisationer, samt andre meningsdannere inden for kommunikationsøkosystemet, der fokuserer på udvikling af mobile kommunikationsprotokoller, har lanceret en ny kategori inden for 5G. 5G NR Release 17 introducerer ”Redcap” (Reduced Capability – også kendt som NR-Light), der er en platform rettet mod applikationer, som ikke behøver de ekstreme hastigheder i ”fuld 5G”, men hvor en stabil forbindelse, en hurtig responstid og en garanti for lang levetid er ønsket. Ved at reducere hastigheden kan meget af designkompleksiteten fjernes, og forbruget falder markant med en forøget batterilevetid til følge, et mindre footprint for designet og endelig langt mere prisoptimale komponenter. Samlet giver det en løsning til nogenlunde en tredjedel af prisen i forhold til en klassisk 5G-løsning.
Redcap-enablede systemer giver hastigheder på op til 220Mbps (downlink) og 100Mbps (uplink), og designoptimeringerne inkluderer:
• Smallere båndbredder – 20MHz i båndene under 7GHz.
• Single transmit- og receive-antenner (mulighed for to receive-antenner).
• Support af lavere transmit-forbrug.
• Modulation af lavere orden – valgfrit 256-QAM.
• Valgfri support af half-duplex FDD.
Bedre udnyttelse af radiospektret
5G-radioteknologien er et skridt i den rigtige retning i anvendelsen af frekvensspektret, og muligvis verdens nyest identificerede ”naturlige ressource” med en effektivitet, der lukker op for 5G i en bredere række af applikationer i IoT-området, hvilket er en meget positiv fornyelse.
Til support af kunder, der vil implementere en Redcap 5G-platform og få dem op at køre hurtigere, er Simcom blandt de første producenter, som kan levere et fikst og færdigt Redcap-modul. Simcom leverer en lang række trådløse moduler til mobilmarkedet og råder over eget 5G-laboratorium på mere end 5000 kvadratmeter bemandet af et modent R&D-team, der tæller i nærheden af 1000 professionelle folk.
Simcoms SIM8230 er et multibånd 5G NR/LTE-FDD/LTE-TDD-modul til support af R17 5G SA. Med et rigt protokolsæt og interfaces, som inkluderer PCIe, USB2.0 og GPIO, giver modulet en stor grad af fleksibilitet og integration. SIM8230-moduler følger LGA +LCC-formfaktoren med forskellige interfaces og måler kun 30mm x 30mm x 2,5mm. AT-kommandoerne i SIM8230-modulerne er kompatible med Simcoms SIM7600/8200/8260-serie af 4G/LTE-komponenter, hvilket minimerer omkostningerne for kunderne og afkorter time-to-market. SIM8230-modulerne leverer op til 220Mbps(DL)/100Mbps(UL) for Sub-6G SA eller 200Mbps(DL)/75Mbps(UL) for LTE. Modulerne findes i forskellige versioner til brug i forskellige regioner. På grund af modulernes høje effektivitet, sikkerhed og fleksibilitet egner de sig til en række IoT- og M2M-applikationer inklusive indendørs CPE, MiFi og industrielle styringer.
Simcom forventer, at Redcap-teknologien og 5G Redcap-modulerne vil være ideelt egnede til prisbillige mobile bredbåndsapplikationer, og da de er pin-kompatible med virksomhedens 4G/LTE-moduler, kan designere meget effektivt udføre plug-and-play med eksisterende designs, som måske allerede eksisterer i deres respektive virksomheders produktprogrammer.
Billedtekst:
Eksempel på pin-/pad-kompatibilitet mellem Simcoms Redcap-moduler til 5G-mobilkommunikation med beherskede data-throughputs og 4G/LTE-moduler. Det sikrer en lynhurtig migration mellem produktgenerationer.
