Ecologizare prin TIC: Sustenabilitate IoT prin proiectare

„Ecologizarea prin TIC” este un termen care este adesea folosit pentru a ilustra modul în care tehnologiile informației și comunicațiilor (TIC) pot permite sustenabilitatea. În cazul aplicațiilor IoT, accesul la datele operaționale prin intermediul tehnologiilor de monitorizare de la distanță poate fi un avantaj masiv pentru managerii de facilități. Aceștia pot urmări starea mașinilor critice pentru misiune sau pot expedia provizii atunci când nivelurile stocurilor de tratare chimică în zonele îndepărtate nesupravegheate sunt aproape de epuizare.

Două abordări pentru promovarea sustenabilității pe piața (TIC) implică utilizarea eficientă a resurselor și evitarea risipei. Atunci când sunt aplicate sistemelor IoT, aceste concepte se traduc în abordări de optimizare a comunicațiilor între aplicații, rețele de comunicații și dispozitive end-point. Durabilitatea este îmbunătățită atunci când cele trei funcționează în armonie. Dacă comunicațiile între rețele și dispozitive pot fi coordonate, este posibil să se proiecteze pentru conservarea energiei. Cu toate acestea, să presupunem că dispozitivele rămân conectate la rețea, mai degrabă decât în ​​modul de repaus, atunci când nicio aplicație nu este interesată să comunice cu aceste dispozitive. În acest caz, acest lucru duce la un consum non-optim de dispozitive (de exemplu, baterie) și resurse de rețea. La fel, dacă aplicațiile sondează în mod repetat dispozitive atunci când aceste dispozitive nu au informații noi de partajat, acest lucru are ca rezultat și utilizarea non-optimă a resurselor. Acesta este, de asemenea, cazul în care dispozitivele dorm și nu sunt conectate la rețea. Aceste scenarii de utilizare pot consuma, de asemenea, resurse de rețea inutil, ceea ce poate afecta serviciile altor utilizatori care partajează rețeaua.

Cine vorbește cu cine?

„Mobile Originated” este un mod de comunicare care implică un dispozitiv conectat care inițiază comunicarea cu o aplicație din rețea. De exemplu, acesta ar putea fi un senzor care transmite periodic citiri către o aplicație găzduită în cloud. Pot intra dispozitive mobile Mod de economisire a energiei (PSM) atunci când nu transmite pentru a economisi energie. Când se află în PSM, dispozitivul este deconectat de la rețea, dar rămâne înregistrat. Când dispozitivul se trezește (de exemplu, pentru a transmite următoarea citire a senzorului), poate face acest lucru fără a se reînregistra în rețea. Dispozitivele pot rămâne în PSM pentru perioade de ore și până la 400 de zile la rând. Când este în PSM, dispozitivul este inaccesibil pentru aplicațiile din rețea. Prin urmare, PSM este cel mai potrivit pentru dispozitivele mobile care inițiază comunicarea cu aplicațiile.

Un alt mod de operare, denumit „mobil terminat”, se aplică situațiilor în care o aplicație din rețea inițiază comunicarea cu un dispozitiv conectat (de exemplu, pentru a trimite comenzi unui dispozitiv de acționare). Acesta poate fi cazul în logistică, urmărirea activelor, automatizarea industrială și cazurile de utilizare pentru controlul în buclă închisă. Pentru a economisi energie, un dispozitiv mobil terminat se bazează pe o tehnologie cunoscută sub numele de Extended Discontinuous Rx (eDRX). Cu eDRX, un dispozitiv poate intra într-un mod de consum redus, în care ascultă periodic o indicație de date terminate în așteptare fără a menține o conexiune completă la rețea. Dacă este detectată o indicație a datelor terminate mobile în așteptare, dispozitivul poate restabili o conexiune completă de rețea pentru a primi datele. Prin urmare, eDRX este mai potrivit decât PSM pentru economisirea energiei dispozitivelor mobile.

Interacționarea capacităților celulare 3GPP în sistemele IoT

Atunci când se iau în considerare capabilitățile PSM și eDRX în scenarii practice de implementare, este necesară coordonarea abordărilor alternative de proiectare la scară largă. Luați în considerare necesitatea organizării programelor pentru un grup de dispozitive care utilizează comunicații originate de mobil și alte senzori și aplicații programate pentru comunicații terminate de mobil. Aici e locul 3GPP și standardele oneM2M sunt complementare și pot ușura povara dezvoltatorilor de aplicații. 3GPP se concentrează pe dispozitivele și rețelele de comunicații celulare. oneM2M este un standard middleware care acționează ca un strat de abstractizare între aplicațiile IoT și rețelele de comunicații subiacente și protocoalele de conectivitate asociate cu emiterea de comenzi și colectarea datelor către/de la dispozitivele IoT.

Standardele 3GPP definesc un API către nord pentru expunerea funcționalității rețelei celulare subiacente, cum ar fi configurarea temporizatoarelor PSM și eDRX pentru dispozitive. oneM2M are API-ul său pentru interfuncționarea cu rețelele 3GPP, care traduce structurile de date 3GPP într-un format pe care dezvoltatorii IoT îl pot folosi ca parte a setului lor de instrumente IoT. Prin urmare, aceștia pot defini programele de repaus în contextul cerințelor aplicației lor, deoarece oneM2M abstractizează complexitatea asociată cu detaliile rețelei subiacente. În plus, oneM2M poate agrega și alinia programele de dispozitive și diferitele aplicații care trebuie să comunice cu aceste dispozitive. oneM2M poate configura apoi temporizatoarele PSM și eDRX ale dispozitivului prin intermediul API-ului nordic al rețelei celulare pentru a se asigura că dispozitivele de origine mobilă și terminale mobile se conectează la rețea la momentele optime pentru a trimite și a primi date de la aplicațiile de rețea. Acesta este unul dintre avantajele bazei pe standardele 3GPP și oneM2M.

Natura complementară a standardelor 3GPP și oneM2M extinde ideea de a gestiona rețelele în mod responsabil, așa cum este încurajat de GSMA prin Ghidul de conectivitate IoT pentru a „nu face rău” rețelelor mobile.

Sursa: https://www.iotforall.com/greening-by-ict-iot-sustainability-by-design