別總是事後才來考慮 LTE 連線

May 8, 2017 Majeed Ahmad, Embedded Computing Design Contributing Editor

在物聯網平台加裝行動網路連線能讓許多必要功能變得更簡單,例如錯誤修正、升級等等, 但是在這種連線上設計系統往往淪為事後才想到的事, 畢竟加裝 LTE 數據機會是多難辦到的事呢?

實際上連線到行動網路說來容易做來難, 光是無線認證費用就要價高達 5 萬美元,而且一部自訂裝置經過 4G 電信商或認證服務完成測試和認證的過程可能就會花上三至六個月的時間。

4G 系統的每項專屬設計都必須通過 PTCRB 的測試階段,PTCRB 是無線訊號效能和行為的控管標準, 接著還要經過特定的電信商組織像是 Verizon Open Development 和 Global Certification Forum (GCF) 完成認證。

好消息是,現在起不必那麼麻煩了。只要善用配備預先認證 4G LTE 數據機的工業電腦 (IPC),設計過程就會變得簡單許多。

為什麼 LTE 是必備技術

LTE 對物聯網設計大有好處, 其中一項優點就是系統整合商在客戶的地點安裝系統時可以彈性避開既有的網路。 想想看那些在公車站之類的地方安裝的數位招牌, 這種情況下連線至行動網路通常比協商存取區域 Wi-Fi 網路來得容易,

而且如果當地網路斷線,行動連線也可以用來當作一個容錯移轉的選擇。 這裡要記住的重點是,有些系統需要雙重 SIM 卡功能,尤其是行動式系統更是如此。 如果電信商遇到斷線或某一家行動電信商的覆蓋範圍無法在指定地點使用時,有了雙重 SIM 卡的後備支援就可以從一個網路跳到另一個網路繼續連線。

Logic Supply 技術策略長 Murat Erdogan 表示:「LTE 已經開始出現在許多應用中,包括網路設備、防火牆和緊急救援服務等。 至於 4G LTE,我們也看到物聯網開發人員將行動數據用在 M2M、行動監控、數位招牌及自動化應用中的容錯移轉支援等領域。」

現成可用的連線能力

如果想要避開麻煩的認證過程同時享有 4G 連線的好處,工程師可以善加利用配備預先認證 4G LTE 數據機的工業電腦, Logic Supply 的 Extrovert 數據機產品系列就是一個不錯的例子。

搭載 PCI 的 Extrovert 產品系列由兩部行動數據機組成:NWK100 和 NWK200。 Extrovert NWK100 行動數據機可以在美國地區提供 AT&T 和 T-Mobile 網路的連線能力, 而 NWK200 數據機 (圖 1) 則是 Logic Supply 用來與世界各地的行動通訊業者合作的機種,他們打算在 2017 上半年提供全球 4G LTE 行動網路連線。

圖 1:Extrovert NWK200 數據機是 Mini PCIe 擴充卡,能放進最小的外型規格中。 (資料來源:Logic Supply)

Logic Supply 的 Extrovert 功能系統會自行向電信商處理認證並達成預先核淮,方便使用者簡單啟用網路, 物聯網開發人員只要呼叫電信商就能啟用網路服務。

任何 4G 網路都能連線

這種預先認證的數據機不受限於任何平台,而且能讓物聯網開發人員連線至任何網路,無論軟體、電腦的模型或組態配置為何。

Extrovert NWK200 將無線模組與 SIM 卡插槽結合起來,標榜擁有從一系列電信商預先載入 SIM 的功能,提供物聯網開發人員直接向行動服務業者建立帳戶的自由度。

NWK200 行動數據機也包辦了安全防護這項另一個重要考量 (圖 2), Erdogan 表示:「Extrovert 屬於內部解決方案,所以再也不需要防竄改轉接器了。」

圖 2:去除外部轉接器的主要目的就是確保 NWK200 設計安全無虞並保持外型規格小巧玲瓏。 (資料來源:Logic Supply)

數據機與 mPCI、M.2 及內部 USB 連接介面相容, 但是跟筆記型電腦不同的是,它的系統具備外部 4G 天線接頭可以提升接收訊號和覆蓋範圍的品質。 另外 NWK200 數據機也支援 CAT6,提供高出 CAT4 標準兩倍的下載速率。 Erdogan 說道:「我們想要容納越多連線選擇越好。」

他補充說道 Logic Supply 行動連線系統之所以幾乎只搭載 Intel 處理器,「是因為物聯網裝置開始移轉至更複雜密集的處理需求中,而運算能力較低的 ARM 處理器無法處理。」

未來是 5G 的世界?還是有其他發展?

Logic Supply 將嵌入式應用分為兩大陣營:一個是監控、視訊擷取等資料需求較高的應用,另一個則是單純擷取基本感應資料的應用。

在較高階的應用上 4G 速度有其必要性,但是在較低階的應用上 2G 和 3G 連線即綽綽有餘。 同時 Logic Supply 也不斷研究各種能提供前幾代嵌入式硬體使用的連線選擇,

Erdogan 表示 4G 是目前裝置轉移的最新標準, 他補充說道:「在我們的市場區隔中,5G 還離得很遠, 工業領域裡仍會看到不少 3G 連線和應用,這些都可以使用 4G LTE 連線來改進或優化。」

目前,4G 網路仍會持續擴展,為嵌入式應用和物聯網應用開啟另一扇門。

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