Новые GSM-модули компании Sagem: новые направления в развитии встраиваемых GSM/GPRS/EDGE-приложений Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Новые GSM-модули компании Sagem:

новые направления в развитии встраиваемых GSM/GPRS/EDGE-приложений

Андрей КИСЕЛЕВ

gsm_gps@microem.ru

В настоящее время в нашей стране в качестве средств передачи данных все чаще выбираются сотовые сети стандарта GSM. В первую очередь это обуславливается такими факторами, как хорошее покрытие территории сотовыми сетями и развитие услуг передачи сотовыми операторами. В сложившейся ситуации компании-производители предлагают на рынке новейшие решения, удовлетворяющие большинство требований, предъявляемых к GSM-модулям для М2М-приложений. Один из основных производителей таких модулей — компания Sagem Communications.

Введение

Компания Sagem была основана в 1924 году в Париже. В 1942 году эта компания разработала новую систему связи, и с этого момента телекоммуникационное оборудование стало одним из ее ведущих направлений.

Сегодня Sagem Communications — один из лидеров на мировом рынке мобильного и широкополосного телекоммуникационного оборудования, обладающий почти вековым опытом. Уровень капитализации компании — 1,3 млрд евро. Сейчас в ее штате — более чем 6500 сотрудников, которые работают в отделениях Sagem по всему миру. Продукция компании для индустриальных приложений представлена практически на всех рынках от Европы до Южной

Америки. Основные направления Sagem Communications: телекоммуникационное оборудование для индустриальных и пользовательских приложений, цифровое телевидение и печатающие устройства.

Новейшая линейка GSM/GPRS/EDGE-модулей компании Sagem соответствует всем требованиям, предъявляемым к современной аппаратуре для М2М-приложений. В данной статье рассмотрены 2 модуля, они наиболее актуальны и востребованы на российском рынке.

GSM/GPRS-модуль Sagem HiLo

GSM/GPRS-модуль Sagem HiLo (рис. 1) — это логическое продолжение модулей предыдущего поколения. Сочетая в себе широкие

функциональные возможности с миниатюрными размерами и простотой применения, модуль идеален для любых М2М-приложе-ний, не требующих поддержки протоколов высокоскоростной передачи данных (например, EDGE). Модуль обладает рядом технических преимуществ, делающих его лидером среди устройств этого класса. Например, расширенный диапазон рабочих температур (от -40 до +85 °С) делает его идеальным для автомобильных приложений и других устройств, рассчитанных на жесткие условия эксплуатации. В то же время, миниатюрные размеры и низкое энергопотребление Sagem HiLo открывают новые возможности для производителей портативных устройств и устройств с автономным питанием. В таблице 1 приведены краткие технические характеристики модуля Sagem HiLo в сравнении с техническими характеристиками модулей того же класса других производителей — Telit GC864-QUAD, Enfora GSM0308 и Sim Technology SIM300Z.

При анализе данных, представленных в таблице 1, ясно, что каждый из модулей обладает своими достоинствами и недостатками. Однако большинство М2М-приложений могут предъявлять специфические требования к используемым модулям, и, в то же время, далеко не всегда приветствуется аппаратная избыточность, выраженная в наличии невостребованных функций.

Например, для автомобильных приложений часто выдвигаются требования, касающиеся возможности работы устройства в жестких условиях эксплуатации и пониженного

Таблица 1. Сравнительные характеристики GSM/GPRS-модулей

Sagem HiLo GC864-QUAD GSM0308 SIM300Z

Общие характеристики

Размеры, мм 27x27x3,6 36,2x30x3,2 27x28x2,5 40x33x2,85

Вес, г 6,1 3,6 8

Температурный диапазон стандартный, °С -20...+80 -10...+55 -20...+60 -20...+55

расширенный, °С -40...+85 -30...+80 -30...+85 -30...+80

хранения, °С -40...+85 -40...+90 -40...+85 -40...+85

Монтаж/подключение

Тип ответной части разъема MOLEX 54102-0404 MOLEX 54150-0878 MOLEX 51338-1074 ENTERY 1008-G60N-01R

Кол-во выводов/шаг, мм 40/0,5 80/0,4 100/0,4 60/0,5

Антенна ВЧ-разъем/импеданс, Ом есть/50 есть/50 есть/50 есть/50

площадки + + +* +

Питание

Напряжение питания диапазон,В 3,2-4,5 3,4-4,2 3,3-4,5 3,4-4,5

рекомендуемое, В 3,6 3,8 н/д 4

выход питания + - - -

Ток потребления спящий режим, мА <1,5 <4 <2,5 2,5

выключен, мкА <50 <26 <50 35

Менеджер батареи - + - -

Менеджер резервной батареи + + + +

| Радио

Выходная мощность 850/900 МГц, дБм 33 33 33 33**

1800/1900 МГц, дБм 30 30 30 30

Чувствительность 850/900 МГц, дБм -106 -107 -106 -106**

1800/1900 МГц, дБм -106 -106 -106 -106

| Аудио

Кол-во аудиовходов 1 2 2+MCSI 2

Кол-во аудиовыходов 1 2 2+MCSI 2

Поддержка речевых кодеков HR, FR, EFR, AMR HR, FR, EFR, AMR HR, FR, EFR, AMR HR, FR, EFR

| Передача данных

Класс GPRS 10 10 10 10/8

Схемы кодирования GPRS CS1...CS4 CS1...CS4 CS1...CS4 CS1...CS4

Встроенные сетевые протоколы (управление через АТ-команды) TCP, UDP, FTP, POP3, SMTP, PPP TCP, UDP, FTP, SMTP TCP, UDP, PPP TCP, UDP, PPP

SMS, текстовый режим/PDU +/+ +/+ +/+ +/+

MMS + - - -

CSD/PBCCH +/+ +/+ +/+ +/+

* В различных версия модуля могут быть или контактные площадки, или ВЧ-разъем для антенны.

** Поддерживается только диапазон 900 МГц.

Таблица 2. Краткие технические характеристики модуля Sagem MO300E

Общие характеристики

Размеры, мм 34x43,1x3,2

Температурный диапазон стандартный, °С -10...+55

расширенный, °С -30...+75

хранения,°С -40...+85

Напряжение питания диапазон,В 3,3...4,5

рекомендуемое, В 3,8

Ток потребления спящий режим, мА <2

выключен, мкА <50

Тип монтажа в разъем

Тип ответной части разъема 54150-0878

Кол-во выводов/шаг, мм 80/0,4

Антенна ВЧ-разъем/ импеданс, Ом есть/50

площадки +

Встроенный температурный датчик +

Возможность монтажа держателя SIM-карты на модуль +

Открытая платформа

Встроенная ОС/версия ядра Linux/2,6

Тип процессора/производительность ARM926/80 MIPS

Р!авИ-память для пользовательского приложения, Мбайт 4

ОЗУ для пользовательского приложения,кбайт 512

Доступные интерфейсы MCSI, uWire, SPI, PWM, GPIO

Автономное обновление ПО через сеть +

Радио

Выходная мощность 850/900 МГц, дБм +33

1800/1900 МГц, дБм +30

Чувствительность 850/900 МГц, дБм -106

1800/1900 МГц, дБм -106

Передача данных

| Класс GPRS/EDGE 10 (3+2, 4+1)

Скорость EDGE DL/UL, кбод 236,8/118,4

Скорость GPRS DL/UL, кбод 85,6/42,8

Схемы кодирования GPRS/EDGE CS1...CS4/MCS1...MCS9

энергопотребления. Этим требованиям наиболее полно соответствует GSM-модуль Sagem HiLo, обладающий самым низким потреблением в спящем режиме (зарегистрирован в сети, способен принимать вызовы) и самым широким температурным диапазоном среди рассмотренных в данной статье модулей.

С другой стороны, для портативных устройств также важно низкое энергопотребление, но наравне с этим имеют значение и такие факторы, как размеры, вес и простота монтажа модуля. По этим параметрам GSM-модуль Sagem HiLo также является лидером.

Кроме того, далеко не последнюю роль играет время выхода готового решения на рынок, которое определяется сложностью выполнения разработки на базе модуля, наличием грамотной технической документации и технической поддержки производителем и дистрибьютором, а также наличием в программном обеспечении модуля встроенных сетевых протоколов и служебных функций, облегчающих разработку программного обеспечения конечного устройства.

GSM/GPRS/EDGE-модуль Sagem MO300E

В последнее время все чаще стали появляться приложения, требующие поддержки

высокоскоростной передачи данных и наличия встроенной операционной системы. В этом случае модуль становится центральным узлом всей системы. Для таких устройств компания Sagem Communications предлагает GSM/GPRS/EDGE-модуль Sagem MO300E (рис. 2).

Данный модуль имеет поддержку высокоскоростной передачи данных по протоколу EDGE и встроенную операционную систему Linux с выделением ресурсов процессора и периферии для пользовательских приложений. Таким образом, Sagem Communications —

первый производитель, предложивший модуль с поддержкой EDGE и встроенной ОС. Из основных преимуществ использования открытой платформы на базе операционной системы Linux в модуле МОЗООЕ можно выделить возможность обновления приложения через радиоканал, гибкость системы, наличие большого количества наработок и готовых драйверов периферийных устройств для этой ОС. В таблице 2 приведены краткие технические характеристики модуля.

Для массовых изделий и/или устройств с высоким уровнем интеграции существует также

Client Application

Solution stack

Г Security j Г Utilities J (Networking (TCP/IP)) ^File Systems J ^ Librairies J ГкёгпеМ

Drivers

USB

Short stack

RT OS Driver (MCSI) GPIO, ADC, PWM

COM GSM, GPRS EDGE, SMS,...

Data AT commands

Essential

stack

SDK

Target:

ARM-Linux-GNUEABI

RF-EDGE

mash/RAMj f DSP J Г ARM9 J

Baseband

A____!/o_

N---------

МОЗОО HW platform

dedicated UART

MWire

1 USB Master or Slave > 1 UART

2 PWM MCSI ADC

12 GPIO

Рис. 4. Структура программно-аппаратной платформы модулей MO3GGE и XS3GGE

версия в ВОЛ-исполнении — модуль ХЭ300Е (рис. 3). Данный модуль обладает в целом теми же техническими характеристиками, что и модуль МОЗООЕ. Основные отличия модуля Х8300Е по сравнению с МОЗООЕ — размеры

(у Х8300Е — 33,4x38,1x3,2 мм) и отсутствие в данном модуле датчика температуры.

На рис. 4 представлена структура встроенного программного обеспечения модулей М0300Е и ХЭ300Е. Разработка пользователь-

ского приложения может быть выполнена с помощью SDK, поставляемого компанией Sagem Communications.

Модули MO300E и XS300E представляют собой мощную программно-аппаратную платформу и ориентированы в основном на применение в устройствах с высокой степенью интеграции и широкими функциональными возможностями. Такими устройствами могут быть мобильные телефоны и смартфоны, POS-терминалы и системы, интеллектуальные охранные системы с возможностью передачи видеопотока через сотовую сеть, устройства высокоскоростной передачи данных. В то же время, миниатюрные размеры и низкое энергопотребление позволяют использовать их и в других приложениях для работы в сотовых сетях стандарта GSM наравне с модулем Sagem HiLo.

Заключение

Выпустив на рынок модуль Sagem HiLo, компания Sagem Communications обозначила некоторые из направлений развития рынка подобных устройств, а именно расширение функциональных возможностей наравне с миниатюризацией и снижением энергопотребления, реализация части пользовательских функций на уровне программного обеспечения модуля, снижение цены при сохранении высокого качества.

Еще одно направление развития — это реализация высокоскоростных протоколов передачи данных и встраивание пользовательского приложения на уровне модуля. Примером этого направления является модуль MO300E компании Sagem Communications, обладающий поддержкой передачи данных по протоколу EDGE и встроенной операционной системой Linux с выделением памяти, вычислительных ресурсов и периферии встроенного процессора для пользовательских приложений.

В любом случае, выбор оптимального инженерного решения — сложная задача, которая, помимо оценки технических параметров тех или иных решений, включает в себя оценку затрат на разработку и сопровождение того или иного проекта. ■