Przegląd produktów LTE firmy Quectel

Aktualnie Quectel dużo inwestuje w rozwój modułów komunikacyjnych działających w standardzie LTE, postrzegając je jako najbardziej perspektywiczne. W ostatnim czasie firma zwiększyła zatrudnienie o 50%, o blisko 100 osób, które są zaangażowane w prace projektowe związane z modemami LTE.

W ofercie Quectela znajdziemy rozwiązania dla wszystkich najnowszych standardów LTE, które dzieli się na poszczególne kategorie różniące się przede wszystkim maksymalną możliwą przepustowością, poborem energii, zasięgiem oraz oczywiście ceną. Funkcjonującą najdłużej i jednocześnie wyjściową jest kategoria 3, zapewniająca maksymalne przepustowości 100 Mbps DL/ 50 Mbps UL.

Przedstawicielem tej technologii jest modem EC20. Warto dodać, że EC20 ma zintegrowaną jednostkę lokalizacyjną GPS/Glonass, co pozwala na zaoszczędzenie miejsca na płytce klienta oraz ułatwienie integracji aplikacji. Poza wsparciem dla LTE, moduł obsługuje też pasma sieci 2G/3G, co pozwala na wykorzystanie tych technologii w sytuacji, gdy nie ma dostępu do sieci 4G. Moduł wspiera też technikę wieloantenową MIMO, co poprawia rzeczywistą szybkość komunikacji i minimalizuje liczbę błędów podczas transmisji.

Warto wspomnieć, że w przypadku Quectela większość modemów jest dostępna także w wersji miniPCIe. Takie modemy są wygodnym rozwiązaniem dla wielu aplikacji, gdyż umożliwiają one szybką implementację wyższych kategorii LTE w urządzeniach wyposażonych w odpowiedni slot. Przykłady to przemysłowe komputery czy routery (np. popularnej marki Mikrotik).

Migracja

Fot. 1. Modem Quectel EC25

W portfolio Quectela znajduje się pełny przekrój komponentów komunikacyjnych GSM/ UMTS/LTE oraz GPS - od mało rozbudowanych modułów 2G przeznaczonych do najprostszych aplikacji, po superszybkie "kombajny" obsługujące LTE i zintegrowane w jednej obudowie razem z modułem GPS.

Ważną cechą modułów komunikacyjnych firmy Quectel jest ogromna elastyczność konstrukcyjna pozwalająca na wymianę modemu na inny bez konieczności dokonywania zmian w projekcie (przeprojektowanie płytki, modyfikacje oprogramowania i podobne).

W zależności od aplikacji i dostępnej w danym regionie u danego operatora technologii komunikacji po stacjach bazowych, klient ma możliwość wyboru wielu modemów zgodnych pinowo i od strony programowej, a oferta produktów jest na tyle szeroka, że dobór może być ukierunkowany nie tylko na wymaganą szybkość transmisji, ale także na inne cechy, jak efektywność energetyczna.

Tę właściwość firma nazywa pełną ścieżką migracji. Dla modułów LTE obejmuje ona dwie możliwości zmiany. Pierwszy kierunek to poprawa szybkości komunikacji przy dość dużym zapotrzebowaniu na energię, na przykład zmiany z technologii 3G UMTS/HSPA na HSPA+ aż do LTE. EC20 ma ścieżkę migracji w dół: poprzez 3G HSDPA (moduł UC15) do 3G HSPA+ (moduł UC20) oraz w górę do wyższych kategorii LTE - np. EC25 pracujący w kat. 4.

W 2017 roku w ofercie Quectela dostępny będzie także modem kat. 9, umożliwiający przepustowości do 450 Mbps DL. Druga ścieżka zakłada uzyskiwanie małych przepustowości, przy jednoczesnym maksymalnym ograniczeniu zużycia energii.

Modemy kategorii 4

Fot. 2. Modem BC95 to nowe rozwiązanie komunikacyjne w standardzie NB-IoT

EC25 to moduł komunikacyjny przeznaczony do zastosowań w aplikacjach M2M i IoT działający w sieci LTE kategorii 4. Wielką zaletą Quectel EC25 jest wsteczna kompatybilność ze starszymi technologiami UMTS/HSPA+ oraz GPRS/EDGE, co znacząco wpływa na redundantność połączeń w warunkach niezapewniających pełnego pokrycia zasięgiem.

Moduł w wersji na standardowej płytce miniPCIe pozwala na szybką integrację w urządzeniu wyposażonym w odpowiednie złącze. EC25 jak zwykle zamknięto w wygodnej obudowie LCC. Warto dodać, że oprócz funkcji komunikacyjnych zawiera on jednostkę nawigacji GPS/Glonass/Beidou/Galileo and QZSS. EC25 obsługuje technologię wieloantenową MIMO, jest zasilany napięciem 3,3~4,3 V i pracuje w temperaturze -40...+85°C. Interfejsy komunikacyjne to UART, USB 2.0 i PCM do cyfrowego dźwięku.

W kategorii 4 dostępny jest również moduł typu SMART - SC20. Łączy on wszystkie najważniejsze protokoły komunikacji bezprzewodowej: LTE, Wi-Fi i Bluetooth z procesorem z Androidem 5.1 (wkrótce także z 6.0 i wyżej) na pokładzie oraz nawigacją GNSS. Daje to olbrzymie możliwości zastosowania zarówno w elektronice użytkowej, jak i w przemyśle, np. w przemysłowych tabletach, telefonach lub urządzeniach monitorujących stan zdrowia.

Możliwość obsłużenia kamery wideo pozwoli w oparciu o SC20 zbudować zdalny system monitoringu, wideomofon, rejestrator samochodowy z GPS-em albo urządzenie rejestrujące na parkingu. Wszechstronne interfejsy komunikacyjne umożliwiają powstanie multimedialnych kiosków informacyjnych lub biletomatów, centrali sterujących "inteligentnymi" budynkami lub przemysłowe routery LTE/Wi-Fi.

Modem pracuje pod kontrolą systemu Android i można do niego podłączyć wiele peryferii, takich jak wyświetlacz LCD, kamera cyfrowa, panel dotykowy czy mikrofon. Multimedialne aspiracje SC20 potwierdza obecność kodeków dźwięku w różnych formatach (między innymi najpopularniejszego MP3). Wyprowadzono także interfejsy USB, SPI czy I²C, umożliwiając obsługę innych układów peryferyjnych, np. czujników.

Obudowa LCC mierzy 40,5 mm szerokości i wysokości oraz 2,8 mm grubości. Układ jest zasilany napięciem od 3,5 do 4,2 V. Zużycie energii silnie zależy od używanych funkcji. W stanie niskiego poboru energii czerpie on zaledwie 20 μA, a podczas typowej pracy ok. 3 mA.

Energooszczędność

Fot. 3. Moduł MC60 to idealne rozwiązanie do aplikacji trackingowych lub sportowych

Dla większości aplikacji M2M większą zaletą niż przepustowość są jednak parametry takie jak niski pobór energii, zasięg w trudno dostępnych pod kątem siły sygnału lokalizacjach czy niska cena. Do takich obszarów kierowane są modemy niższych kategorii LTE poczynając od 1 i modułu EC21 (kompatybilnego z EC20). Jest on oparty na chipsecie Qualcomm Snapdragon X5 LTE i przeznaczony do aplikacji M2M oraz IoT.

EC21 osiąga prędkości 10 Mbit DL i 5 Mbit UL i jest tańszy od modemów wyższych kategorii. Podobnie jak reszta produktów Quectela umieszczony został w obudowie LCC. Warto dodać, że mimo wykonania kat. 1, obsługuje on MIMO.

Ciekawą pozycją jest też zapowiadany na 2017 rok miniaturowy modem LTE EG91 (kat. 1).

Kolejne standardy, mianowicie LTE CAT-M, a także NB-IoT (zwany także LTE kat. NB1), umożliwiają uzyskanie poborów energii na niespotykanym wcześniej niskim poziomie, które przy zbliżonych do GSM odległościach od BTS pozwalają na uzyskanie co najmniej kilkukrotnie niższego zużycia energii co wspomniana technologia 2G.

Warto też wspomnieć o dużo lepszej penetracji sygnału i możliwości komunikacji z urządzeniami umieszczonymi w piwnicach i na podziemnych parkingach. Otwiera to ogromne możliwości do rozwijania aplikacji zasilanych bateryjnie, jak np. zdalny odczyt liczników, rozległe sieci czujnikowe, alarmy itd. Polscy operatorzy komórkowi planują w 2017 rozległe wdrożenia m.in. technologii NB-IoT (która w przeciwieństwie do standardów spoza 3GPP działa w pasmach licencjonowanych).

To mocno ułatwi spełnianie wymagań rynku M2M, który oprócz energooszczędności oczekuje możliwie jak najniższej ceny urządzeń, jak największej pojemności sieci, przy jednocześnie niewygórowanych oczekiwaniach co do wysyłania dużych paczek danych. W świetle wciąż pojawiających się znaków zapytania, co wydarzy się z sieciami 2G oraz 3G, wydaje się to bardzo rozsądną alternatywą. Doskonałym przykładem jest modem BC95, działający w standardzie NB-IoT, który z powodzeniem znalazł się już w dużych chińskich projektach.

W pierwszym kwartale polscy klienci będą już mieli możliwość sprawdzenia rozwiązania w testowych sieciach u wybranych operatorów. W pierwszym kwartale 2017 zobaczymy w ofercie Quectela także nowy modem CAT-M - BG96.

Podsumowanie

Śmiało można powiedzieć, że w zakresie modemów LTE Quectel jest jednym z liderów rynku przemysłowych modemów OEM i wspólnie z operatorami, producentami sprzętu dla stacji bazowych oraz organizacjami przygotowującymi regulacje bierze aktywny udział w kreowaniu przyszłości rozwiązań dedykowanych do przesyłania danych w sieciach komórkowych pomiędzy maszynami M2M.

Na koniec warto wspomnieć, że oferta Quectel jest komplementarna. W portfolio produktowym producenta znajdziemy pełną gamę rozwiązań 2G, 3G oraz modułów GNSS. Nie brakuje także bardzo zintegrowanych układów, jak choćby MC60, który łączy funkcje mode mu GSM, odbiornika GNSS, transceivera BL oraz procesora aplikacyjnego.

MC60 jest obok M66 najmniejszym czterozakresowym modułem GSM w obudowie LCC. Dodatkowo ma on zintegrowany moduł GNSS. Jest to idealne rozwiązanie do aplikacji trackingowych lub sportowych, gdzie krytyczny jest jak najmniejszy rozmiar zastosowanych komponentów oraz niezawodność w działaniu. Dzięki bardzo dobremu zarządzaniu energii rozwiązanie to sprawdzi się też do aplikacji bateryjnych. To wszystko w miniaturowej jak na tego typu rozwiązanie obudowie (wymiar) i w bardzo atrakcyjnej w stosunku do modułów konkurencji cenie.

Soyter Components
www.soyter.pl