Dènye fwa nou te pale sou karakteristik nouvo estanda NB-IoT nan pwen de vi achitekti rezo aksè radyo. Jodi a nou pral diskite sou sa ki te chanje nan rezo debaz la anba NB-IoT. Donk, ann ale.
Te gen chanjman enpòtan nan nwayo a nan rezo a. Ann kòmanse ak lefèt ke yon nouvo eleman te parèt, osi byen ke yon kantite mekanis, ki yo defini nan estanda a kòm "CIoT EPS Optimization" oswa optimize nan rezo debaz la pou entènèt la selilè nan bagay sa yo.
Kòm ou konnen, nan rezo mobil gen de chanèl kominikasyon prensipal, ki rele Avyon Kontwòl (CP) ak Avyon Itilizatè (UP). Avyon Kontwòl gen entansyon pou echanj mesaj sèvis ant divès eleman rezo epi li itilize pou asire mobilite (jesyon Mobilite) aparèy (UE) epi etabli / kenbe yon sesyon transmisyon done (Jesyon Sesyon). Itilizatè Avyon se, an reyalite, yon kanal pou transmèt trafik itilizatè. Nan LTE klasik, distribisyon CP ak UP atravè interfaces se jan sa a:
Mekanis optimize CP ak UP pou NB-IoT aplike sou nœuds MME, SGW ak PGW, ki konvansyonèlman konbine nan yon sèl eleman ki rele C-SGN (Cellular IoT Serving Gateway Node). Estanda a tou sipoze aparisyon nan yon nouvo eleman rezo - SCEF (Sèvis Kapasite Ekspozisyon Fonksyon). Koòdone ant MME ak SCEF yo rele T6a epi li aplike ki baze sou pwotokòl DYAMETER. Malgre lefèt ke DIAMETER se yon pwotokòl siyal, nan NB-IoT li adapte pou transmisyon ti kantite done ki pa IP.
Kòm non li sijere, SCEF se yon Ne Egzibisyon Kapasite Sèvis. Nan lòt mo, SCEF kache konpleksite rezo operatè a, epi tou li soulaje devlopè aplikasyon yo nan bezwen pou yo idantifye ak otantifye aparèy mobil (UE), sa ki pèmèt sèvè aplikasyon (Sèvè Aplikasyon, apre sa a AS) yo resevwa done ak jere aparèy atravè yon sèl. API koòdone.
Idantifyan UE a vin pa yon nimewo telefòn (MSISDN) oswa yon adrès IP, tankou sa te ka a nan rezo klasik 2G/3G/LTE, men sa yo rele "ID ekstèn lan", ki se defini nan estanda a nan fòma abitye. pou devlopè aplikasyon yo " @ " Sa a se yon sijè separe gwo ki merite materyèl separe, kidonk nou pa pral pale sou li an detay kounye a.
Koulye a, kite a gade nan inovasyon ki pi enpòtan yo. "CIoT EPS Optimization" se optimize mekanis transmisyon trafik ak jesyon sesyon abònen yo. Men sa prensipal yo:
- DONAS
- NIDD
- PSM ak eDRX mekanis ekonomize pouvwa
- HLCOM
DoNAS (Done sou NAS):
Sa a se yon mekanis ki fèt yo optimize transfè a nan ti kantite done.
Nan LTE klasik, lè w ap anrejistre nan rezo a, yon aparèy abònen etabli yon koneksyon PDN (ki refere yo kòm PDN) atravè eNodeB ak MME-SGW-PGW la. Koneksyon UE-eNodeB-MME se yon sa yo rele "Siyal Radyo Bearer" (SRB). Si li nesesè pou transmèt/resevwa done, UE a etabli yon lòt koneksyon ak eNodeB a - "Data Radio Bearer" (DRB), pou transmèt trafik itilizatè a SGW a ak pi lwen nan PGW a (koòdone S1-U ak S5, respektivman) . Nan fen echanj la epi si pa gen okenn trafik pou kèk tan (anjeneral 5-20 segonn), koneksyon sa yo sispann ak aparèy la ale nan mòd sibstiti oswa "Idle Mode". Si li nesesè pou fè echanj yon nouvo pòsyon done, SRB ak DRB yo reset.
Nan NB-IoT, transmisyon trafik itilizatè yo ka fèt atravè yon kanal siyal (SRB), nan mesaj pwotokòl NAS (). Mete kanpe yon DRB pa nesesè ankò. Sa a siyifikativman diminye chaj siyal la, sove resous radyo rezo a epi, sa ki pi enpòtan, pwolonje lavi a nan batri aparèy la.
Nan eNodeB - MME seksyon an, done itilizatè yo kòmanse transmèt sou koòdone S1-MME a, ki pa t 'ka a nan teknoloji LTE klasik, ak pwotokòl la NAS yo itilize pou sa a, nan ki "kontenè done itilizatè a" parèt.
Pou fè transfè a nan "Itilizatè Avyon" soti nan MME nan SGW, yon nouvo koòdone S11-U parèt, ki fèt pou transfè a nan ti kantite done itilizatè. Pwotokòl S11-U a baze sou GTP-U v1, ki itilize pou transmisyon Avyon Itilizatè sou lòt entèfas rezo achitekti 3GPP.
NIDD (livrezon done ki pa IP):
Kòm yon pati nan plis optimize mekanis pou transmèt ti kantite done, anplis de kalite PDN ki deja egziste, tankou IPv4, IPv6 ak IPv4v6, gen yon lòt kalite parèt - ki pa IP. Nan ka sa a, UE a pa asiyen yon adrès IP epi done yo transmèt san yo pa itilize pwotokòl IP la. Gen plizyè rezon pou sa:
- Aparèy IoT tankou detèktè ka transmèt anpil ti kantite done, 20 byte oswa mwens. Etandone ke gwosè a header IP minimòm se 20 bytes, enkapsulasyon IP ka pafwa byen chè;
- Pa gen okenn nesesite aplike yon pile IP sou chip la, ki mennen nan rediksyon yo nan pri (yon kesyon pou diskisyon nan kòmantè yo).
An jeneral, yon adrès IP nesesè pou aparèy IoT transmèt done sou entènèt la. Nan konsèp NB-IoT la, SCEF aji kòm yon sèl pwen koneksyon AS, epi echanj done ant aparèy ak sèvè aplikasyon fèt atravè API. Nan absans SCEF, done ki pa IP yo ka transmèt bay AS atravè yon tinèl Point-to-Point (PtP) soti nan PGW a epi yo pral fè enkapsulasyon IP sou li.
Tout bagay sa yo anfòm nan paradigm NB-IoT - maksimòm senplifikasyon ak rediksyon nan pri aparèy yo.
PSM ak eDRX mekanis ekonomize pouvwa:
Youn nan avantaj kle rezo LPWAN se efikasite enèji. Yo reklame aparèy la dire jiska 10 ane nan lavi batri sou yon sèl batri. Ann chèche konnen ki jan valè sa yo reyalize.
Ki lè yon aparèy konsome mwens enèji? Korije lè li etenn. Men, si li enposib konplètman de-energize aparèy la, se pou yo de-energize modil radyo a pou osi lontan ke li pa nesesè. Ou jis bezwen kowòdone sa a ak rezo a an premye.
PSM (Mòd ekonomize enèji):
PSM mòd ekonomize pouvwa a pèmèt aparèy la fèmen modil radyo a pou yon tan long, pandan y ap rete anrejistre nan rezo a, epi yo pa re-enstale PDN a chak fwa li bezwen transmèt done.
Pou fè rezo a konnen ke aparèy la toujou disponib, li detanzantan kòmanse yon pwosedi aktyalizasyon - Tracking Area Update (TAU). Se rezo a ki tabli frekans pwosedi sa a lè l sèvi avèk revèy T3412, valè ki transmèt nan aparèy la pandan pwosedi Attach la oswa pwochen TAU la. Nan LTE klasik, valè default revèy sa a se 54 minit, ak maksimòm nan se 186 minit. Sepandan, asire efikasite enèji segondè, bezwen ale sou lè chak 186 minit twò chè. Mekanis PSM te devlope pou rezoud pwoblèm sa a.
Aparèy la aktive mòd PSM la lè li transmèt valè de revèy T3324 ak T3412-Pwolonje nan mesaj "Tache Demann" oswa "Demann Zòn Suivi". Premye a detèmine tan ke aparèy la ap disponib apre chanje nan "Mode san fè anyen konsa". Dezyèm lan se tan apre ki TAU a dwe fèt, sèlman kounye a valè li ka rive nan 35712000 segonn oswa 413 jou. Tou depan de anviwònman yo, MME a ka aksepte valè revèy yo resevwa nan men aparèy la oswa chanje yo lè li voye nouvo valè nan mesaj "Tache Aksepte" oswa "Aksepte Mizajou Zòn Suivi". Koulye a, aparèy la pa ka limen modil radyo a pou 413 jou epi rete anrejistre nan rezo a. Kòm yon rezilta, nou jwenn ekonomi menmen nan resous rezo ak efikasite enèji nan aparèy!
Sepandan, nan mòd sa a aparèy la pa disponib pou kominikasyon fèk ap rantre sèlman. Si li nesesè pou transmèt yon bagay nan direksyon sèvè aplikasyon an, aparèy la ka sòti nan PSM a nenpòt ki lè epi voye done, apre sa li rete aktif pandan revèy T3324 la pou resevwa mesaj enfòmasyon ki soti nan AS (si genyen).
eDRX (resepsyon pwolonje discontinu):
eDRX, Enhanced Intermittent Resepsyon. Pou transfere done nan yon aparèy ki nan "mòd san fè anyen konsa", rezo a fè yon pwosedi notifikasyon - "Paging". Lè yo resevwa yon paging, aparèy la kòmanse etablisman an nan yon SRB pou plis kominikasyon ak rezo a. Men, yo nan lòd yo pa manke mesaj la Paging adrese a, aparèy la dwe toujou ap kontwole lè radyo a, ki se tou byen konsome enèji.
eDRX se yon mòd kote aparèy la pa resevwa mesaj ki soti nan rezo a toujou, men detanzantan. Pandan pwosedi Attach oswa TAU, aparèy la dakò ak rezo a sou entèval tan pandan li pral "koute" emisyon an. An konsekans, pwosedi Paging la pral fèt nan menm entèval yo. Nan mòd eDRX, operasyon aparèy la divize an sik (sik eDRX). Nan kòmansman chak sik gen yon sa yo rele "fenèt paging" (Paging Time Window, apre sa PTW) - sa a se tan ke aparèy la koute chanèl radyo a. Nan fen PTW, aparèy la fèmen modil radyo a jouk nan fen sik la.
HLCOM (kominikasyon gwo latans):
Si li bezwen transfere done nan Uplink, aparèy la ka soti youn nan de mòd ekonomize enèji sa yo san yo pa tann pou sik PSM oswa eDRX fini. Men, li posib transfere done nan aparèy la sèlman lè li aktif.
Fonksyonalite HLCOM oswa kominikasyon gwo latansi se tanpon pake Downlink sou SGW a pandan aparèy la nan mòd ekonomize enèji epi li pa disponib pou kominikasyon. Pake tampon yo pral delivre le pli vit ke aparèy la soti nan PSM lè li fè TAU oswa pase trafik Uplink, oswa lè PTW rive.
Sa a, nan kou, mande pou konsyans sou pati nan devlopè nan pwodwi IoT, depi kominikasyon ak yon aparèy pa reyalize an tan reyèl epi li mande pou yon sèten apwòch nan konsepsyon lojik biznis la nan aplikasyon yo.
An konklizyon, ann di: entwodiksyon yon bagay nouvo toujou enteresan, men kounye a nou ap fè fas ak yon estanda ki pa te konplètman teste menm pa "bizon" nan mond lan, tankou Vodafone ak Telefonica - kidonk li se doub eksitan. Prezantasyon nou an nan materyèl la pa pretann yo dwe absoliman konplè, men nou espere ke li bay yon konpreyansyon ase nan teknoloji a. Nou ta apresye fidbak ou.
Otè: Ekspè nan Depatman solisyon konvèjan ak sèvis miltimedya Alexey Lapshin
Sous: www.habr.com