Das AIoT Research Institute hat einen Bericht zum Thema zellulares IoT veröffentlicht – „Marktforschungsbericht zur zellularen IoT-Serie LTE Cat.1/LTE Cat.1 bis (Ausgabe 2023)“. Angesichts des aktuellen Branchenwandels in der Sichtweise auf das zellulare IoT-Modell vom „Pyramidenmodell“ zum „Eiermodell“ legt das AIoT Research Institute seine eigene Interpretation dar:
Laut AIoT ist das „Eiermodell“ nur unter bestimmten Bedingungen gültig und setzt die aktive Kommunikation voraus. Wird das passive IoT, das ebenfalls von 3GPP entwickelt wird, mit einbezogen, folgt der Bedarf vernetzter Geräte an Kommunikations- und Verbindungstechnologien im Allgemeinen weiterhin dem „Pyramidenmodell“.
Standards und industrielle Innovationen treiben die rasante Entwicklung des passiven zellularen IoT voran.
Im Bereich des passiven IoT sorgte die traditionelle passive IoT-Technologie bei ihrem Aufkommen für großes Aufsehen, da sie keine Stromversorgung benötigt und somit den Anforderungen vieler energiesparender Kommunikationsszenarien gerecht wird. RFID, NFC, Bluetooth, Wi-Fi, LoRa und andere Kommunikationstechnologien bieten passive Lösungen. Das erste passive IoT auf Basis von Mobilfunknetzen wurde im Juni letzten Jahres von Huawei und China Mobile vorgestellt und war damals auch als „eIoT“ bekannt. eIoT orientiert sich hauptsächlich an der RFID-Technologie. Es bietet eine breitere Anwendungspalette, geringere Kosten und einen niedrigeren Stromverbrauch, Unterstützung für standortbasierte Funktionen, die Möglichkeit zur lokalen und Weitverkehrsvernetzung und weitere Merkmale, um die meisten Schwächen der RFID-Technologie zu beheben.
Standards
Der Trend, passives IoT und Mobilfunknetze zu kombinieren, hat immer mehr Aufmerksamkeit erregt, was zur schrittweisen Entwicklung entsprechender Standardisierungsforschung geführt hat. Die zuständigen Vertreter und Experten des 3GPP haben bereits mit der Forschungs- und Standardisierungsarbeit im Bereich des passiven IoT begonnen.
Die Organisation wird zellular passive Technologie als Vertreter der neuen passiven IoT-Technologie in das 5G-A-Technologiesystem einführen und voraussichtlich den ersten zellularen Netzwerk-basierten passiven IoT-Standard in der Version R19 bilden.
Chinas neue passive IoT-Technologie befindet sich seit 2016 in der Phase der Standardisierungsbildung und beschleunigt derzeit ihre Entwicklung, um sich eine führende Position im Bereich der neuen passiven IoT-Technologiestandards zu sichern.
- Im Jahr 2020 wurde im TC10 das erste inländische Forschungsprojekt zur neuen passiven Mobilfunktechnologie mit dem Titel „Forschung zu den Anforderungen an passive IoT-Anwendungen auf Basis zellularer Kommunikation“ unter der Leitung von China Mobile im CCSA durchgeführt, und die damit verbundenen Arbeiten zur Erstellung technischer Standards wurden ebenfalls abgeschlossen.
- Im Jahr 2021 wurde im Rahmen des 3GPP SA1 das Forschungsprojekt „Umweltenergiebasierte IoT-Technologie“ unter der Leitung von OPPO und mit Beteiligung von China Mobile, Huawei, ZTE und Vivo durchgeführt.
- Im Jahr 2022 schlugen China Mobile und Huawei ein Forschungsprojekt zum Thema passives zellulares IoT für 5G-A im 3GPP RAN vor, womit der internationale Standardisierungsprozess für passives zellulares IoT eingeleitet wurde.
Industrielle Innovation
Derzeit befindet sich die globale Branche für passives IoT noch in den Kinderschuhen, und chinesische Unternehmen treiben die industrielle Innovation aktiv voran. 2022 brachte China Mobile das neue passive IoT-Produkt „eBailing“ auf den Markt. Es verfügt über eine Erkennungsreichweite von 100 Metern für ein einzelnes Gerät und unterstützt gleichzeitig die kontinuierliche Vernetzung mehrerer Geräte. Dadurch eignet es sich für die integrierte Verwaltung von Gegenständen, Anlagen und Personen in mittelgroßen und großen Innenräumen.
Anfang dieses Jahres gelang es Smartlink, basierend auf der selbstentwickelten Pegasus-Serie passiver IoT-Tag-Chips, die weltweit erste Intermodulation von passivem IoT-Chip und 5G-Basisstationskommunikation zu realisieren und damit eine solide Grundlage für die anschließende Kommerzialisierung der neuen passiven IoT-Technologie zu schaffen.
Herkömmliche IoT-Geräte benötigen Batterien oder Netzteile für die Kommunikation und Datenübertragung. Dies schränkt ihre Einsatzmöglichkeiten und Zuverlässigkeit ein und erhöht gleichzeitig die Gerätekosten und den Energieverbrauch.
Passive IoT-Technologie hingegen senkt Gerätekosten und Energieverbrauch erheblich, indem sie die in der Umgebung vorhandene Funkenergie für Kommunikation und Datenübertragung nutzt. 5.5G wird passive IoT-Technologie unterstützen und damit ein breiteres und vielfältigeres Anwendungsspektrum für zukünftige großflächige IoT-Anwendungen ermöglichen. Beispielsweise kann passive IoT-Technologie in Smart Homes, Smart Factories, Smart Cities und anderen Bereichen eingesetzt werden, um ein effizienteres und intelligenteres Gerätemanagement und entsprechende Dienste zu realisieren.
Erobern passive IoT-Zellulärsysteme den Markt für kleine drahtlose Systeme?
Hinsichtlich des technologischen Reifegrades lassen sich passive IoT-Systeme in zwei Kategorien unterteilen: ausgereifte Anwendungen wie RFID und NFC sowie theoretische Forschungsansätze, die Signalenergie aus 5G, Wi-Fi, Bluetooth, LoRa und anderen Signalen sammeln, um Endgeräte mit Strom zu versorgen.
Auch wenn passive IoT-Anwendungen auf Basis zellularer Kommunikationstechnologien wie 5G noch in den Kinderschuhen stecken, sollte ihr Potenzial nicht unterschätzt werden, und sie bieten zahlreiche Vorteile in verschiedenen Anwendungsbereichen:
Erstens unterstützt es größere Kommunikationsdistanzen. Bei herkömmlichen passiven RFID-Systemen kann die vom Lesegerät abgegebene Energie bei größeren Entfernungen, beispielsweise mehreren zehn Metern, aufgrund von Verlusten nicht mehr genutzt werden, um den RFID-Tag zu aktivieren. Passive IoT-Systeme auf Basis der 5G-Technologie hingegen ermöglichen eine große Entfernung von der Basisstation.
erfolgreiche Kommunikation.
Zweitens kann es komplexere Anwendungsumgebungen bewältigen. In der Realität, beispielsweise bei der Signalübertragung in Medien wie Metall und Flüssigkeit, die stärkeren Einflüssen ausgesetzt sind, kann die passive IoT-Technologie auf Basis von 5G-Technologie in praktischen Anwendungen eine hohe Störfestigkeit aufweisen und die Erkennungsrate verbessern.
Drittens, eine umfassendere Infrastruktur. Mobilfunkbasierte passive IoT-Anwendungen benötigen keine zusätzlichen Lesegeräte und können direkt das bestehende 5G-Netz nutzen. Im Vergleich zu herkömmlichen passiven RFID-Systemen, die Lesegeräte und weitere Ausrüstung benötigen, bietet der Chip deutlich mehr Komfort.
da die Infrastrukturinvestitionskosten des Systems ebenfalls einen größeren Vorteil bieten.
Aus anwendungstechnischer Sicht kann das C-Terminal beispielsweise die Verwaltung persönlicher Gegenstände und andere Anwendungen ermöglichen; das Etikett kann direkt an den persönlichen Gegenständen angebracht werden; sofern eine Basisstation vorhanden ist, kann diese aktiviert und in das Netzwerk eingebunden werden; B-Terminal-Anwendungen in der Lagerhaltung und Logistik,
Anlagenverwaltung und ähnliches stellen kein Problem dar, wenn der zellulare passive IoT-Chip mit allen Arten von passiven Sensoren kombiniert wird, um eine größere Bandbreite an Daten (z. B. Druck, Temperatur, Wärme) zu erfassen, und die erfassten Daten werden über die 5G-Basisstationen in das Datennetz weitergeleitet.
Dies ermöglicht ein breiteres Spektrum an IoT-Anwendungen. Es gibt eine große Überschneidung mit anderen bestehenden passiven IoT-Anwendungen.
Aus Sicht der industriellen Entwicklung steckt das passive zellulare IoT zwar noch in den Kinderschuhen, doch die Entwicklungsgeschwindigkeit dieser Branche ist beeindruckend. Aktuellen Meldungen zufolge sind bereits einige passive IoT-Chips auf den Markt gekommen.
- Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben die Entwicklung eines neuen Chips im Terahertz-Frequenzband bekannt gegeben. Der Chip dient als Weckempfänger, verbraucht nur wenige Mikrowatt und kann den effektiven Betrieb miniaturisierter Sensoren weitgehend unterstützen.
Erweiterung des Anwendungsbereichs des Internets der Dinge.
- Auf Basis der selbstentwickelten Pegasus-Serie passiver IoT-Tag-Chips hat Smartlink erfolgreich die weltweit erste Verbindung zwischen einem passiven IoT-Chip und einer 5G-Basisstation realisiert.
Abschließend
Es gibt Aussagen, dass sich das passive Internet der Dinge trotz der Entwicklung von Hunderten Milliarden Verbindungen in der aktuellen Situation zu verlangsamen scheint. Dies liegt unter anderem an den Einschränkungen des adaptiven Umfelds, einschließlich Einzelhandel, Lagerhaltung, Logistik und anderen Branchen.
Anwendungen wurden auf dem Aktienmarkt zurückgelassen; der zweite Grund liegt in den Reichweitenbeschränkungen der traditionellen passiven RFID-Kommunikation und anderen technologischen Engpässen, was die Erweiterung des Anwendungsspektrums erschwert. Mit der Hinzunahme von Mobilfunkkommunikation
Technologie könnte diese Situation schnell verändern, die Entwicklung eines vielfältigeren Anwendungsökosystems.
Veröffentlichungsdatum: 21. Juli 2023