Het LTE-hardwarelandschap: opties en belangrijke keuzes

De snelheid waarmee het Internet of Things (IoT) groeit, is maar moeilijk te bevatten. Sommige onderzoeken suggereren dat er tegen 2025 zo’n 152.200 IoT-apparaten per minuut verbinding maken met het internet. Daarom is het belangrijk dat machinebouwers en IoT-innovators hun systemen op de meest efficiënte manier met elkaar en de cloud kunnen laten communiceren. Of je nu op zoek bent naar flexibele connectiviteit, failover-bescherming, mobiele data-afhandeling of verbeterde beveiliging, het vinden van het juiste connectiviteitsmodel is van het grootste belang. Zoals je misschien in ons vorige artikel hebt gelezen, kent LTE-connectiviteit een aantal barrières, waaronder de hoge kosten en complexiteit van apparaatcertificering. Uiteindelijk hangt de haalbaarheid van een bepaalde LTE-hardwareoplossing af van jouw specifieke toepassing, de installatieomgeving, het aantal apparaten dat wordt gekoppeld en jouw bereidheid (en technisch vermogen) om het certificeringsproces te doorlopen.
Tot voor kort waren er maar drie methoden om industriële hardware aan te sluiten op mobiele netwerken.

LTE-hardware – optie 1: verbinding maken via een externe gecertificeerd modem

De eerste optie is de aanschaf van een extern LTE-modem die via een standaard USB- of ethernetpoort verbinding maakt met een pc. Dit is misschien een aantrekkelijke optie als je al een ethernet-compatibele pc hebt die je voor LTC wilt gaan gebruiken. Op dit moment zijn er verschillende externe ethernet-naar-mobiele-apparaten verkrijgbaar, waaronder rechtstreeks aansluitbare dongles die je in je pc-hardware prikt. Daarnaast zijn er externe kastjes, zoals de hier afgebeelde MultiTech eCell. Hoewel dit soort externe LTE-modems relatief goedkoop zijn (beginnend vanaf 200 euro), moet je met een aantal factoren rekening houden als je deze producten wilt integreren in een embedded oplossing of een eindapparaat.

Externe LTE-modems vereisen een aparte voeding, antenneaansluitingen en extra ethernetkabels. Ze zijn bovendien zelden vervaardigd met onderdelen van industriële kwaliteit en hebben doorgaans een beperkt bedrijfstemperatuurbereik. Behalve het feit dat externe modems geen volledig geïntegreerde oplossing bieden, is het voor bouwers van embedded apparaten een zwaarwegend nadeel dat een netwerk bij gebruik van externe modems kwetsbaar is voor sabotage of inbreuk. Het is ook belangrijk op te merken dat je met nagenoeg alle externe modems een aparte simkaart nodig hebt en het apparaat zelf moet activeren.

Ben je op zoek naar een robuuste of volledig geïntegreerde oplossing, dan is dit niet de optie die je zoekt.

Externe modems:

• Vereisen extra hardware voor aansluiting.
• Zijn dikwijls niet van industriële kwaliteit.
• Vormen geen geïntegreerde oplossing.
• Zijn kwetsbaar voor sabotage en diefstal.
• Vereisen een niet-meegeleverde simkaart.

LTE-hardware – optie 2: zelf je eigen eindapparaat certificeren

Nu er zoveel 4G LTE-onderdelen beschikbaar zijn en er een groeiende markt van 5G-opties ontstaat, kun je natuurlijk ook een bestaand vooraf gecertificeerd modem integreren in je apparaat en zelf het certificeringsproces van het eindapparaat in gang zetten. Je kunt interne LTE-modems installeren via een PCIe-slot en een M.2-interface. Deze zijn verkrijgbaar bij een aantal fabrikanten.

Een van de eerste 4G LTE-modems op de markt was de NimbeLink Skywire. De Skywire biedt een aantal netwerkopties en development kits. Gebruikers hebben de mogelijkheid om een maandelijks tarief te betalen voor hun mobiele-dataplan.

Modemintegratie biedt apparaatbouwers behoorlijk wat flexibiliteit op het gebied van hardwareontwerp. Echter is het ook een heel ingewikkeld, tijdrovend en duur proces om de uiteindelijke configuratie te certificeren. 

Afhankelijk van de toepassing kunnen de kosten voor registratie en/of certificeringen bij de PTCRB, provider-specifieke organisaties en het Global Certification Forum (GCF) oplopen tot ergens tussen de 20.000 en 50.000 euro. Het hele proces kan zes maanden tot een jaar duren (meer informatie over veiligheidscertificeringen vind je hier). Omdat de meeste LTE-modems verbinding maken via PCIe of M.2, is zorgvuldig hardwareontwerp noodzakelijk. Zo wordt ervoor gezorgd dat andere functies, zoals wifi- of gps-connectiviteit, die doorgaans dezelfde installatielocatie vereisen, beschikbaar blijven als die nodig zijn voor je project.

Zelfcertificering:

• Is een tijdrovend proces.
• Gaat gepaard met hoge kosten voor ontwikkeling en certificering.
• Kan problemen opleveren met fysieke integratie, afhankelijk van vereisten voor apparaatconfiguratie

LTE-hardware – optie 3: vooraf gecertificeerde, LTE-compatibele industriële hardware

Embedded computers met mobiele functionaliteit zijn een krachtige en veelzijdige oplossing voor industriële toepassingen. Een vooraf gecertificeerd, LTE-compatibel apparaat is voor veel hardwaregebruikers een aantrekkelijk en handig alternatief. Op dit moment zijn er echter slechts enkele bedrijven die vooraf gecertificeerde embedded 4G LTE-computers verkopen. Daarnaast zijn 5G-systemen waarschijnlijk nog even toekomstmuziek. De industriële wereld blijft achter bij de consumentenmarkt omdat 5G nog geen kosteneffectieve en efficiënte realiteit is. Bovendien zijn beschikbare geïntegreerde oplossingen doorgaans heel duur en hebben ze slechts beperkte aanpassingsmogelijkheden.

De grootste uitdagingen met vooraf gecertificeerde IPC-systemen hebben te maken met toepassings- en configuratieflexibiliteit. Vanwege de kosten en complexiteit van apparatuurcertificering zijn LTE-computers over het algemeen beperkt tot een of twee modellen. Dat betekent dat de opties op het gebied van connectiviteit, formaat en functionaliteit beperkt zijn tot wat fabrikanten voor certificering selecteren. Als jouw project heel specifieke eisen stelt op het gebied van prestaties, I/O of anderszins, kan het lastig zijn om een LTE-systeem te vinden dat aan jouw behoeften voldoet.

Vooraf gecertificeerde, LTE-compatibele industriële hardware:

• Heeft doorgaans beperkte configuratieopties.
• Biedt weinig flexibiliteit qua formaat.
• Gaat vaak ten koste van andere functionaliteit

NIEUW! Optie 4: OnLogic-hardware met Extrovert-technologie

Als reactie op bovengenoemde obstakels, samen met input van klanten die next-gen apparaten maken welke LTE-connectiviteit vereisen, hebben wij onze Extrovert-lijn van LTE-compatibele producten ontwikkeld. Extrovert-systemen zijn volledig aanpasbaar, eenvoudig aan te sluiten en vooraf gecertificeerd bij de toonaangevende mobiele providers. We hebben een modem gemaakt dat eenvoudig kan worden geïntegreerd in onze meest populaire industriële computersystemen. Op die manier kunnen we gebruikers een vooraf gecertificeerde oplossing bieden die betrouwbare connectiviteit biedt in zelfs de meest uitdagende industriële, automatiserings- en mobiele computeromgevingen.

Zoals je hebt gezien zijn er meerdere opties beschikbaar voor LTE-hardwareconnectiviteit. Maar als je een eenvoudig te activeren, industrieel, volledig geïntegreerd 4G LTE-apparaat nodig hebt, is OnLogic-hardware met Extrovert-technologie misschien de oplossing die je zoekt.

Lees meer over Extrovert LTE

De eenvoudigste oplossing voor mobiele connectiviteit voor IoT-pc’s

Bekijk onze Extrovert-hardware