셀룰러 IoT — 선택할 기술

편집자 주:IoT 장치의 가용성 증가에 대한 요구 사항의 증가는 IoT에 적합한 셀룰러 기술의 출현과 동시에 발생합니다. <엠>. 개발자의 경우 셀룰러 기술 및 IoT에 대한 응용 프로그램에 대한 더 자세한 정보에 대한 필요성이 그 어느 때보다 절실합니다. 셀룰러 사물 인터넷이라는 책에서 발췌한 이 시리즈는 이 분야의 핵심 개념과 기술을 소개합니다.

이전 시리즈에서 저자는 진화하는 셀룰러 환경, IoT에서의 역할, mMTC(대규모 기계 유형 통신) 및 URLLC(매우 안정적인 저지연 통신) 기술에 대해 설명했습니다.

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Olof Liberg, Marten Sundberg, Eric Wang, Johan Bergman, Joachim Sachs의 Cellular Internet of Things에서 각색.

9장. 경쟁적인 사물 인터넷 기술 환경(계속)

Olof Liberg, Marten Sundberg, Eric Wang, Johan Bergman, Joachim Sachs 작성

9.3 CIoT 기술의 선택(계속)

9.3.2 선택할 CIoT 기술

CIoT 솔루션의 선택은 다양한 시장 참여자가 내려야 하는 결정입니다. 한편, 기존 네트워크에 어떤 CIoT 기술을 추가할지 결정해야 하는 것은 모바일 네트워크 사업자입니다. 반면에 IoT 서비스를 개발하는 IoT 연결 옵션을 선택하는 것은 IoT 장치 제조업체 및 서비스 제공업체입니다. 다양한 솔루션 옵션이 공존할 것으로 예상할 수 있습니다.

9.3.2.1 모바일 네트워크 사업자의 관점

모바일 네트워크 사업자의 경우 배포 및 운영할 CIoT 기술에 대한 결정에는 여러 측면이 있습니다. 특히 고려해야 할 두 가지 측면이 있습니다.

• 장기 모바일 네트워크 전략 및 기존 자산,

• IoT 시장 부문 전략.

일반적인 모바일 네트워크 사업자는 하나 이상의 셀룰러 네트워크를 배포했습니다. 단일 다중 무선 기술 네트워크를 통해 다양한 무선 기술이 점점 더 많이 제공되고 있습니다. 예를 들어, 동일한 기지국이 GSM, UMTS/HSPA 또는 LTE 전송에 사용될 수 있습니다. 그러나 2G, 3G 및 4G용 네트워크가 배포 및 운영에서 다소 독립적인 배포도 있습니다.

또한 모바일 네트워크 사업자는 일반적으로 국가 규제 기관으로부터 스펙트럼 라이선스를 가지고 있으며 할당된 스펙트럼에서 네트워크를 운영할 수 있는 권한을 부여합니다. 스펙트럼 라이선스는 일반적으로 20년과 같이 오래 지속됩니다. 이것은 네트워크 운영자에게 경제적인 안전을 제공함으로써 동기가 부여됩니다. 신기술의 매우 높은 네트워크 설치 비용에 대한 투자 수익은 장기간에 걸쳐 계획할 수 있습니다. 스펙트럼 라이선스가 만료되면 스펙트럼 경매와 같은 스펙트럼 라이선스 콘테스트가 규제 기관에서 시작하여 새로운 스펙트럼 라이선스를 제공합니다. 일반적으로 사업자의 네트워크 구축 로드맵은 장기적인 결정이며 최소한 다음 요소를 고려해야 합니다.

• 기존 스펙트럼 라이센스의 유효 기간, 스펙트럼에서 사용할 수 있는 기술 및 새로운 스펙트럼 재할당 프로세스는 언제입니까? 규제 기관에서 계획했습니까?

• 다양한 무선 기술, 특히 GSM 및 LTE에 대한 네트워크 구축의 상태는 무엇이며 통신 사업자의 시장 점유율은 얼마입니까? ?

• 경쟁 사업자의 네트워크 구축은 무엇이며 시장 점유율은 얼마입니까?

• IoT와 관련된 운영자의 전략적 의도는 무엇입니까?

• 제공될 서비스는 무엇이며 운영자는 IoT 시장에서 어떤 역할을 하고자 하는지(예:연결 제공자 또는 서비스 제공자/인에이블러로도 사용)?

• IoT 서비스의 시장 성숙도는 어느 정도입니까?

• 운영자가 해결하고자 하는 IoT 부문은 무엇입니까?

위의 질문은 특정 국가에서 사업자 네트워크를 운영하는 관점에서 제기된다는 점에 유의해야 합니다. 그러나 여러 운영자가 여러 국가와 여러 대륙에서 활동하고 있습니다. 결정이 대부분 국가별로 이루어지더라도 사업자는 네트워크를 운영하는 여러 지역에 걸쳐 결정을 조화시키고 싶어할 수 있습니다.

CIoT 기술 옵션을 살펴보면 다음과 같은 특성을 식별할 수 있으며 이는 운영자의 결정에 영향을 미칩니다.

기준으로 우리는 사업자가 CIoT 기술을 배포하기 위해 기존 모바일 네트워크 인프라를 재사용하려는 매우 큰 인센티브가 있다고 가정합니다. 당연히 EC-GSM-IoT는 GSM 인프라를 기반으로 GSM 스펙트럼을 사용하여 쉽게 배포할 수 있습니다. GSM 네트워크 리소스와 GSM 스펙트럼은 GSM 사용과 EC-GSM-IoT 사용 간에 공유됩니다. LTE-M 및 NB-IoT는 LTE 인프라를 기반으로 LTE 스펙트럼을 사용하여 배포할 수 있습니다. LTE 네트워크 및 스펙트럼 리소스는 LTE, LTE-M 및 NB-IoT 사용 간에 공유됩니다. 대부분의 네트워크 구성에서 EC-GSM-IoT, LTE-M 및 NB-IoT의 배포는 배포된 GSM 또는 LTE 네트워크에 대한 소프트웨어 업데이트로 실현될 수 있습니다. 이것은 시장에 CIoT를 도입하는 것이 운영자에 의해 보다 빠르고 낮은 총 소유 비용으로 실현될 수 있음을 의미합니다.

IoT 서비스의 경우 많은 서비스가 예를 들어 10년의 긴 서비스 수명을 기대합니다. 이러한 기대는 CIoT 네트워크로 해결되어야 합니다. 결과적으로 CIoT 기술의 결정은 전화 통신 및 모바일 광대역 서비스에 중점을 둔 모바일 네트워크에 대한 사업자의 장기 전략과도 연결됩니다. 사업자가 향후 GSM 배포를 LTE 또는 5G로 전환하려는 경우 EC-GSM-IoT의 도입은 모든 장기 EC-GSM-IoT 사용자가 GSM을 유지해야 하기 때문에 의심스러운 선택으로 보입니다. 오랫동안 운영되는 인프라.

GSM은 오늘날에도 여전히 세계의 가장 큰 부분을 차지하는 셀룰러 네트워크 기술입니다. Reference [55]에 따르면 2016년에 세계 인구의 약 90%가 GSM 네트워크 범위 내에 있었고 이는 2022년까지 95%로 증가할 것으로 예상됩니다. 이와 대조적으로 2016년에는 인구의 약 40%만이 GSM 네트워크 범위 내에 있었습니다. LTE 네트워크의 커버리지는 2022년까지 80% 이상으로 증가할 것으로 예상됩니다. 그러나 셀룰러 기술의 확산에는 지역적 편차가 매우 큽니다. 참고문헌[55]의 몇 가지 예를 들면 중동과 아프리카에서는 2016년 모바일 가입의 5%만이 LTE 가입이었습니다(WCDMA/HSPA 및 GSM도 사용할 수 있음). 이 수치는 2022년까지 약 30%로 증가할 것으로 예상됩니다. 약 20%의 가입은 GSM 전용이며 대부분의 가입은 WCDMA/HSPA(GSM도 사용할 수 있지만 LTE는 사용할 수 없음)에 대한 것입니다. 중동 및 아프리카와 같은 지역에서 GSM은 다른 지역에서 GSM의 중장기적 역할이 덜 확실하더라도 앞으로도 수년간 계속해서 중요한 기술이 될 것으로 예상됩니다. 북미를 살펴보면 이미 2016년에 모바일 가입의 65%가 LTE 가입이었습니다. 2022년에는 LTE를 지원하지 않는 극소수의 [참고 1 참조] 구독이 예상됩니다. 이러한 차이로 인해 다른 지역의 사업자마다 CIoT 솔루션에 대한 선호도가 달라집니다. [참고 1:2022년 LTE 지원 가입으로 LTE 네트워크에서 작동하도록 완전히 호환되는 것으로 가정되는 5G 가입뿐만 아니라 예상 LTE 가입도 여기에 포함됩니다.]