An turas mu dheireadh bhruidhinn sinn mu fheartan an inbhe NB-IoT ùr bho shealladh ailtireachd lìonra ruigsinneachd rèidio. An-diugh bruidhnidh sinn mu na tha air atharrachadh anns a’ phrìomh lìonra fo NB-IoT. Mar sin, rachamaid.
Tha atharrachaidhean mòra air a thighinn air cridhe an lìonraidh. Feuch an tòisich sinn leis an fhìrinn gu bheil eileamaid ùr air nochdadh, a bharrachd air grunn uidheamachdan, a tha air am mìneachadh leis an inbhe mar “CioT EPS Optimization” no optimization den phrìomh lìonra airson eadar-lìn ceallach de rudan.
Mar a tha fios agad, ann an lìonraidhean gluasadach tha dà phrìomh dhòigh conaltraidh, ris an canar Control Plane (CP) agus User Plane (UP). Tha Control Plane an dùil airson iomlaid teachdaireachdan seirbheis eadar diofar eileamaidean lìonra agus tha e air a chleachdadh gus dèanamh cinnteach à gluasad (riaghladh gluasaid) innealan (UE) agus gus seisean tar-chuir dàta a stèidheachadh / a chumail (Riaghladh Seisean). Tha User Plane, gu dearbh, na sheanal airson trafaic luchd-cleachdaidh a tharraing. Ann an LTE clasaigeach, tha sgaoileadh CP agus UP thar eadar-aghaidh mar a leanas:
Tha uidheamachdan optimization CP agus UP airson NB-IoT air an cur an gnìomh air nodan MME, SGW agus PGW, a tha gu gnàthach air an cur còmhla ann an aon eileamaid ris an canar C-SGN (Cellular IoT Serving Gateway Node). Tha an inbhe cuideachd a’ gabhail ris gu bheil eileamaid lìonra ùr a’ nochdadh - SCEF (Gnìomh Taisbeanaidh Comas Seirbheis). Canar T6a ris an eadar-aghaidh eadar MME agus SCEF agus tha e air a bhuileachadh stèidhichte air protocol DIAMETER. A dh 'aindeoin gur e protocol comharran a th' ann an DIAMETER, ann an NB-IoT tha e air atharrachadh airson a bhith a 'toirt seachad beagan de dhàta neo-IP.
Mar a tha an t-ainm a’ moladh, tha SCEF na Nód Taisbeanaidh Comas Seirbheis. Ann am faclan eile, bidh SCEF a’ falach iom-fhillteachd lìonra a’ ghnìomhaiche, agus cuideachd a’ faochadh luchd-leasachaidh thagraidhean bhon fheum air innealan gluasadach (UE) a chomharrachadh agus a dhearbhadh), a’ leigeil le frithealaichean tagraidh (Frithealaiche Iarrtais, AS an-seo) dàta fhaighinn agus innealan a riaghladh tro aon fheart. Eadar-aghaidh API.
Chan e àireamh fòn (MSISDN) no seòladh IP a th’ ann an aithnichear UE, mar a bha fìor anns an lìonra clasaigeach 2G/3G/LTE, ach an “ID taobh a-muigh”, a tha air a mhìneachadh leis an inbhe anns a’ chruth air a bheilear eòlach. do luchd-leasachaidh an aplacaid" @ " Is e cuspair mòr fa leth a tha seo a tha airidh air stuthan air leth, agus mar sin cha bhith sinn a’ bruidhinn mu dheidhinn gu mionaideach a-nis.
A-nis leig dhuinn sùil a thoirt air na h-innleachdan as cudromaiche. Is e “CioT EPS Optimization” an fheum as fheàrr de dhòighean tar-chuir trafaic agus riaghladh seisean ballrachd. Seo na prìomh fheadhainn:
- DONN
- NIDD
- Innealan sàbhalaidh cumhachd PSM agus eDRX
- HLCOM
DoNAS (Dàta thairis air NAS):
Is e inneal a tha seo a chaidh a dhealbhadh gus gluasad meud beag de dhàta a mheudachadh.
Ann an LTE clasaigeach, nuair a bhios tu a’ clàradh san lìonra, bidh inneal ballrachd a’ stèidheachadh ceangal PDN (ris an canar PDN an-seo) tro eNodeB ris an MME-SGW-PGW. Tha an ceangal UE-eNodeB-MME na “Signaling Radio Bearer” (SRB). Ma tha feum air dàta a thar-chuir / fhaighinn, bidh an UE a’ stèidheachadh ceangal eile leis an eNodeB - “Data Radio Bearer” (DRB), gus trafaic luchd-cleachdaidh a chuir chun SGW agus nas fhaide chun PGW (eadar-aghaidh S1-U agus S5, fa leth) . Aig deireadh na h-iomlaid agus mura h-eil trafaic ann airson ùine (mar as trice 5-20 diogan), thèid na ceanglaichean sin a thoirt gu crìch agus thèid an inneal a-steach gu modh cùl-taic no “Modh Idle”. Ma tha feum air cuibhreann ùr de dhàta atharrachadh, thèid SRB agus DRB ath-shuidheachadh.
Ann an NB-IoT, faodar tar-chuir trafaic luchd-cleachdaidh a dhèanamh tro shianal comharran (SRB), ann am teachdaireachdan protocol NAS (). Chan eil feum air DRB a stèidheachadh tuilleadh. Bidh seo a 'lùghdachadh gu mòr an luchd chomharran, a' sàbhaladh goireasan rèidio lìonra agus, nas cudromaiche, a 'leudachadh beatha bataraidh an uidheim.
Anns an roinn eNodeB - MME, bidh dàta luchd-cleachdaidh a’ tòiseachadh air a chuir thairis air an eadar-aghaidh S1-MME, rud nach robh fìor ann an teicneòlas clasaigeach LTE, agus thathas a’ cleachdadh protocol NAS airson seo, anns a bheil an “User data container” a’ nochdadh.
Gus gluasad “User Plane” a ghluasad bho MME gu SGW, tha eadar-aghaidh ùr S11-U a’ nochdadh, a tha air a dhealbhadh airson beagan dàta luchd-cleachdaidh a ghluasad. Tha am pròtacal S11-U stèidhichte air GTP-U v1, a tha air a chleachdadh airson sgaoileadh Cleachdaiche Plane air eadar-aghaidh lìonra eile den ailtireachd 3GPP.
NIDD (lìbhrigeadh dàta neo-IP):
Mar phàirt de optimachadh a bharrachd de uidheamachdan airson a bhith a’ tar-chuir beagan dàta, a bharrachd air na seòrsaichean PDN a th’ ann mar-thà, leithid IPv4, IPv6 agus IPv4v6, tha seòrsa eile air nochdadh - neo-IP. Anns a 'chùis seo, chan eil seòladh IP air a thoirt don UE agus tha dàta air a ghluasad gun a bhith a' cleachdadh protocol IP. Tha grunn adhbharan ann airson seo:
- Faodaidh innealan IoT leithid mothachairean tomhas glè bheag de dhàta, 20 bytes no nas lugha a tharraing. Leis gur e 20 bytes am meud bann IP as ìsle, faodaidh cuairteachadh IP a bhith gu math daor uaireannan;
- Chan eil feum air stac IP a chuir an gnìomh air a ’chip, a tha a’ leantainn gu lughdachadh cosgais (ceist airson deasbad anns na beachdan).
San fharsaingeachd, tha feum air seòladh IP airson innealan IoT gus dàta a chuir thairis air an eadar-lìn. Ann am bun-bheachd NB-IoT, tha an SCEF ag obair mar aon phuing ceangail AS, agus bidh iomlaid dàta eadar innealan agus frithealaichean tagraidh a’ tachairt tro API. Às aonais SCEF, faodar dàta neo-IP a chuir chun AS tro thunail Point-to-Point (PtP) bhon PGW agus thèid cuairteachadh IP a dhèanamh air.
Tha seo uile a’ freagairt air paradigm NB-IoT - an sìmpleachadh as motha agus an lùghdachadh ann an cosgais innealan.
Innealan sàbhalaidh cumhachd PSM agus eDRX:
Is e aon de na prìomh bhuannachdan a tha aig lìonraidhean LPWAN èifeachdas lùtha. Thathas ag ràdh gum mair an inneal suas ri 10 bliadhna de bheatha bataraidh air aon bataraidh. Feuch gun obraich sinn a-mach mar a tha luachan mar sin air an coileanadh.
Cuin a bhios inneal ag ithe an lùth as lugha? Ceart nuair a tha e dheth. Agus ma tha e do-dhèanta an inneal a thoirt air falbh gu tur, leig leinn am modal rèidio a thoirt air falbh cho fad 's nach eil feum air. Feumaidh tu dìreach seo a cho-òrdanachadh leis an lìonra an toiseach.
PSM (modh sàbhalaidh cumhachd):
Leigidh modh sàbhalaidh cumhachd PSM leis an inneal am modal rèidio a chuir dheth airson ùine mhòr, fhad ‘s a chumas e clàraichte san lìonra, agus gun a bhith ag ath-shuidheachadh am PDN a h-uile uair a dh’ fheumas e dàta a chuir a-mach.
Gus innse don lìonra gu bheil an inneal fhathast ri fhaighinn, bidh e bho àm gu àm a’ tòiseachadh modh ùrachaidh - Ùrachadh Raon Tracadh (TAU). Tha tricead a ’mhodh-obrach seo air a shuidheachadh leis an lìonra a’ cleachdadh timer T3412, agus tha an luach air a chuir chun inneal rè a ’mhodh Ceangail no an ath TAU. Ann an LTE clasaigeach, is e luach bunaiteach an timer seo 54 mionaidean, agus is e 186 mionaidean an ìre as àirde. Ach, gus dèanamh cinnteach à èifeachdas lùtha àrd, tha feum air a dhol air èadhar gach 186 mionaid ro dhaor. Chaidh an inneal PSM a leasachadh gus an duilgheadas seo fhuasgladh.
Bidh an inneal a’ cur am modh PSM an gnìomh le bhith a’ sgaoileadh luachan dà timers T3324 agus T3412-Extended anns na teachdaireachdan “Iarrtas Ceangail” no “Iarrtas Raon Lorg”. Bidh a 'chiad fhear a' dearbhadh an ùine a bhios an inneal ri fhaighinn às deidh dha atharrachadh gu "Idle Mode". Is e an dàrna fear an ùine às deidh sin feumar an TAU a dhèanamh, dìreach a-nis faodaidh a luach ruighinn 35712000 diogan no 413 latha. A rèir nan roghainnean, faodaidh an MME gabhail ris na luachan timer a gheibhear bhon inneal no an atharrachadh le bhith a’ cur luachan ùra anns na teachdaireachdan “Attach Accept” no “Tracking Area Update Accept”. A-nis chan urrainn don inneal am modal rèidio a chuir air airson 413 latha agus fuireach clàraichte san lìonra. Mar thoradh air an sin, gheibh sinn sàbhalaidhean mòra ann an goireasan lìonra agus èifeachdas lùtha innealan!
Ach, anns a 'mhodh seo chan eil an inneal ri fhaighinn airson conaltradh a tha a' tighinn a-steach a-mhàin. Ma tha feum air rudeigin a chuir a-steach gu frithealaiche an tagraidh, faodaidh an inneal PSM fhàgail aig àm sam bith agus dàta a chuir, às deidh sin bidh e fhathast gnìomhach rè timer T3324 gus teachdaireachdan fiosrachaidh fhaighinn bhon AS (ma tha sin ann).
eDRX (fàilteachadh neo-leantainneach leudaichte):
eDRX, Fàilteachas Eadar-amail Meudaichte. Gus dàta a ghluasad gu inneal a tha ann am “Modh Idle”, bidh an lìonra a’ coileanadh modh fios - “Paging”. Nuair a gheibh e paging, bidh an inneal a’ tòiseachadh stèidheachadh SRB airson tuilleadh conaltraidh leis an lìonra. Ach gus nach caill thu an teachdaireachd Paging a chaidh a chuir thuige, feumaidh an inneal sùil a chumail gu cunbhalach air an èadhar rèidio, a tha cuideachd gu math caitheamh lùtha.
Tha eDRX na dhòigh anns nach eil an inneal a 'faighinn teachdaireachdan bhon lìonra daonnan, ach bho àm gu àm. Rè na modhan Ceangail no TAU, bidh an inneal ag aontachadh leis an lìonra mu na h-amannan ùine anns am bi e “ag èisteachd” ris a’ chraoladh. Mar sin, thèid am modh Paging a dhèanamh aig na h-aon amannan. Ann am modh eDRX, tha gnìomhachd an inneil air a roinn ann an cearcallan (cearcall eDRX). Aig toiseach gach cearcall tha “uinneag paging” ris an canar (Paging Time Window, an-seo PTW) - is e seo an ùine a bhios an inneal ag èisteachd ris an t-sianal rèidio. Aig deireadh PTW, bidh an inneal a’ tionndadh am modal rèidio dheth gu deireadh a’ chuairt.
HLCOM (conaltradh latency àrd):
Ma dh’ fheumas e dàta a ghluasad gu Uplink, faodaidh an inneal aon den dà dhòigh sàbhalaidh cumhachd sin fhàgail gun a bhith a’ feitheamh ris a’ chearcall PSM no eDRX a chrìochnachadh. Ach tha e comasach dàta a ghluasad chun an inneal a-mhàin nuair a tha e gnìomhach.
Is e gnìomhachd HLCOM no conaltradh latency àrd buffering pacaidean Downlink air an SGW fhad ‘s a tha an inneal ann am modh sàbhalaidh cumhachd agus nach eil e ri fhaighinn airson conaltradh. Thèid pacaidean bufair a lìbhrigeadh cho luath ‘s a thig an inneal a-mach PSM le bhith a’ dèanamh TAU no a ’dol seachad air trafaic Uplink, no nuair a thachras PTW.
Feumaidh seo, gu dearbh, mothachadh bho luchd-leasachaidh thoraidhean IoT, leis nach eil conaltradh le inneal air a choileanadh ann an àm fìor agus tha feum air dòigh-obrach sònraichte airson dealbhadh loidsig gnìomhachais thagraidhean.
Ann an co-dhùnadh, canaidh sinn: tha toirt a-steach rudeigin ùr an-còmhnaidh brosnachail, ach a-nis tha sinn a’ dèiligeadh ri inbhe nach deach a dhearbhadh gu h-iomlan eadhon le “biisons” an t-saoghail, leithid Vodafone agus Telefonica - mar sin tha e dà-fhillte. Chan eil an taisbeanadh againn den stuth a’ leigeil oirnn a bhith buileach coileanta, ach tha sinn an dòchas gun toir e tuigse gu leòr air an teicneòlas. Bhithinn taingeil do bheachdan air ais.
Ùghdar: Eòlaiche aig Roinn Fuasglaidhean Co-fhillte agus Seirbheisean Ioma-mheadhain Alexey Lapshin
Source: www.habr.com