eng
DOI: 10.22184/1992-4178.2022.218.7.68.71
В АО «НИИМА «Прогресс» проводятся работы по созданию специализированной ЭКБ, модулей для применения в навигационно-связных системах автомобильного, морского, речного и авиационного транспорта.
В АО «НИИМА «Прогресс» проводятся работы по созданию специализированной ЭКБ, модулей для применения в навигационно-связных системах автомобильного, морского, речного и авиационного транспорта.
Теги: 2g/3g modem for era-glonass system 2g/3g-модем для системы эра-глонасс 4g lte modules navigation and communication modules модули 4g lte навигационные и навигационно-связные модули
Линейка навигационных и телематических модулей
И. Чикваркин
В АО «НИИМА «Прогресс» проводятся работы по созданию специализированной ЭКБ, модулей для применения в навигационно-связных системах автомобильного, морского, речного и авиационного транспорта.
Разработка массовой навигационно-связной аппаратуры с использованием отечественной ЭКБ
Объем продаж навигационно-связных модулей за последние десять лет возрос более чем в 10 раз. Положительное влияние на российский рынок навигационных продуктов и услуг в 2021–2022 годах оказывали такие факторы, как активная промышленная эксплуатация систем «ЭРА-ГЛОНАСС», «ПЛАТОН» и сервисы мониторинга коммерческого транспорта. Развитие коммерческих сервисов на базе ГАИС «ЭРА-ГЛОНАСС» позволило создать дополнительные сервисы и услуги потребителям, а производителям аппаратуры применять новые передовые технологии. Регулирование со стороны Министерства промышленности и торговли России с помощью балльной системы, а также ежегодное повышение процента составляющих отечественных ЭКБ способствовало тому, что разработчики аппаратуры стали более широко применять российскую ЭКБ.
Основные сферы применения навигационных и навигационно-связных модулей (рис. 1):
По данным исследования Transforma Insights, общее количество подключений устройств достигнет 28 млрд к 2030 году. Прогноз GSMA Mobile Economy оценивает потенциал мирового рынка более чем в 1 трлн долл. к 2025 году. По оценкам J'son & Partners Consulting, объем российского рынка в 2021 году составил 93,5 млрд руб. По сравнению с 2020 годом количество подключенных устройств увеличилось на 16%, до 29,6 млн единиц. На Россию приходится лишь 1,2–1,5% от установленной глобальной базы устройств.
Анализ широкополосного трафика мобильных устройств сетей сотовой связи 2G, 3G и 4G LTE показывает востребованность в каждом из модулей, хотя кто-то может и сказать о «устаревшем» модеме 2G.
Основные направления по работе модулей (рис. 2):
Опираясь на маркетинговый анализ, Постановления Правительства РФ о мерах поддержки разработчиков ЭКБ и на общую мировую обстановку, можно сделать вывод о перспективности разработки отечественных навигационных и навигационно-связных модулей – линейки телематических модулей.
Проектирование состоит из ряда технических этапов:
Этапы разработки любой навигационно-связной аппаратуры начинаются с ответа на вопрос: «А что нужно конкретному потребителю?». «Грамотная оцифровка» этого требования позволяет сделать комплекс, дальше блок, модуль и разработать СБИС и СБИС СнК.
Комплект СБИС для массового навигационного приемника
(модуль ПРО‑04М)П
режде всего, АО «НИИМА «Прогресс» был разработан отечественный трехсистемный навигационный приемник ПРО‑04М, выполненный с использованием технологии 65 нм, построенный в виде «система в корпусе» (СвК). Поддерживает высокоточный режим RTK с фазовыми дифференциальными поправками (точность 1,5–2 см). По своим техническим характеристикам и габаритам ПРО‑04М может конкурировать с приемниками ГЛОНАСС / GPS / GALILEO ведущих зарубежных компаний (ST Microelectronics, Ublox, MediaTek).
Увеличение спроса и применения в навигационной аппаратуре потребителя (НАП) позволит ликвидировать разницу в цене с импортными приемниками. Он может быть использован в таких массовых приборах, как тахографы, устройствах взимания платы в системе «ПЛАТОН» и терминалах «ЭРА-ГЛОНАСС», которые являются самыми массовыми навигационно-связными приборами. Модуль ГНСС ПРО‑04М разработки АО «НИИМА «Прогресс» получил сертификат СТ‑1, подтверждающий статус «Произведено в России». Навигационный модуль ПРО‑04М внесен в реестр 719 и 878 ПП РФ.
2G / 3G-модем для системы ЭРА-ГЛОНАСС – модуль ПН6280
Кроме приемника очень важная позиция в терминале ЭРА-ГЛОНАСС – это связной модем ПН6280 2G / 3G (GSM / GPRS / UMTS). По разным причинам работы по созданию модемов для систем сотовой связи в России были остановлены, в то же время мировые лидеры вели эффективные исследования и разработки в этой области на протяжении трех десятков лет. В таких условиях самый короткий путь создания отечественного модема 3G – это лицензирование зарубежных IP и разработка модема сначала с использованием импортных чипов, а затем собственных чипов на лицензионных IP. Модем должен обеспечивать выполнение требованиям системы ЭРА-ГЛОНАСС, то есть реализовывать процедуру Inband-модема. Такой модем сейчас разрабатывается в АО «НИИМА «Прогресс». Внедрение в терминал ЭРА-ГЛОНАСС отечественного приемника и модема позволит повысить его степень локализации до 80%.
В настоящее время происходит плотная работа с автопроизводителями (ООО «НПП «ИТЭЛМА», ООО «Форт-Телеком», ЗАО ГК «НАВИГАТОР») при поддержке Министерства промышленности и торговли России в части интегрирования навигационного модуля ПРО‑04М и модема сотовой связи ПН6280 в терминалы ЭРА-ГЛОНАСС.
2G (GSM / GPRS)-модуль – ПР502
В продолжении маркетингового анализа и общения с потребителями разрабатывается модуль связи первого поколения для сетей сотовой связи 2G (GSM / GPRS).
Модуль ПР502 (рис. 3) поддерживает подключение по GPRS в режиме «GPRS class12» со скоростью передачи данных 85,6 Кбит / с в режимах Uplink («вверх», восходящий канал) и Downlink («вниз», нисходящий канал). Модуль является идеальным решением для различных портативных приложений в самом массовом сегменте рынка, критичного к вопросам ценообразования, и не требовательных к скорости и большому объему передачи данных.
Данный модуль предлагает отличное соотношение цены и совокупности технических характеристик оптимальных для всех применений M2M, где условия окружающей среды (температура, электромагнитная совместимость и механические нагрузки) находятся в пределах стандартных уровней. Широта покрытия позволяет принимать и передавать данные в дальних зонах покрытия сотовой связи (преимущество перед модулями поздних поколений).
Большой набор функций, включая GSM / GPRS класса 12, позволяет легко и быстро интегрировать модуль в различные проекты и разрабатывать широкий спектр устройств M2M.
Серии модулей 4G LTE(Cat.1) – ПР1603 / ПР1603Б / ПР1603Н / ПР1603НБ
Потребность рынка в невысокой скорости передачи данных, более надежного соединения в сетях LTE и возможности объединения в одном модуле ряда технических решений позволило шагнуть в сторону одних из передовых стандартов и приступить к изучению модулей 4‑го поколения сотовой связи. У разработчиков аппаратуры есть разные потребности, а именно в таком варианте, как модуль 4G Cat 1, который работает в сетях 2G / 4G. Дополнение его различными комбинациями с модулями Bluetooth и ГНСС позволяет решать обширный круг задач. Внешний вид и габариты сравнимы с иностранными аналогами (рис. 4).
ПР1603, ПР1603Б, ПР1603Н, ПР1603НБ – серия модулей беспроводной связи на базе стандарта LTE Cat.1. Стандарт Cat.1, предназначенный для приложений M2M и IoT.
В соответствии со стандартом LTE Cat.1, модули могут поддерживать скорость восходящего канала до 5 Мбит / с и скорость нисходящего канала 10 Мбит / с. Стандарт GSM / GPRS / EDGE также поддерживается в полном объеме.
Серия модулей ПР1603 идеально подходит для случаев, когда не требуется высокая скорость передачи данных, но требуется стабильное и надежное подключение к сети LTE.
При этом обеспечиваются:
Основные области применения: промышленные контроллеры, POS, M2M-телематика.
Серия модулей 4G LTE(Cat.4) –
ПР1803 / ПР1803Н
Потребность рынка в передаче большого количества данных, более высоких скоростях и возможности объединения в одном модуле ряда технических решений позволила объединить все предыдущие технологии и разработать модуль 4‑го поколения сотовой связи 4G Cat 4, который работает в сетях 2G / 3G / 4G. Объединение технических решений в области GSM и ГНСС позволяет получить миниатюрный и комбинированный модуль.
Внешний вид и габариты сравнимы с иностранными аналогами (рис. 5).
ПР1803, ПР1803Н – серия модулей беспроводной связи на базе стандарта LTE Cat.4.
В соответствии со стандартом LTE Cat.4, модули могут поддерживать скорость восходящего канала до 50 Мбит / с и скорость нисходящего канала 150 Мбит / с. Стандарты UMTS (HSPA+ / HSUPA) и GSM / GPRS / EDGE также поддерживаются модулями серии ПР1803.
При этом обеспечиваются:
Основные области применения: роутеры, системы безопасности, POS, М2М-телематика.
Линейка навигационных и телематических модулей развивается, появляются новые потребности, технические решения и спрос у заказчиков. В разработке есть модуль 2G+GNSS+BT, модуль BT 5,0 и модуль WiFi+BT.
* * *
Совместная работа по отладке и доводке продукции это тяжелый труд, но я искренне верю в то, что мы сможем его все вместе пройти! ●
И. Чикваркин
В АО «НИИМА «Прогресс» проводятся работы по созданию специализированной ЭКБ, модулей для применения в навигационно-связных системах автомобильного, морского, речного и авиационного транспорта.
Разработка массовой навигационно-связной аппаратуры с использованием отечественной ЭКБ
Объем продаж навигационно-связных модулей за последние десять лет возрос более чем в 10 раз. Положительное влияние на российский рынок навигационных продуктов и услуг в 2021–2022 годах оказывали такие факторы, как активная промышленная эксплуатация систем «ЭРА-ГЛОНАСС», «ПЛАТОН» и сервисы мониторинга коммерческого транспорта. Развитие коммерческих сервисов на базе ГАИС «ЭРА-ГЛОНАСС» позволило создать дополнительные сервисы и услуги потребителям, а производителям аппаратуры применять новые передовые технологии. Регулирование со стороны Министерства промышленности и торговли России с помощью балльной системы, а также ежегодное повышение процента составляющих отечественных ЭКБ способствовало тому, что разработчики аппаратуры стали более широко применять российскую ЭКБ.
Основные сферы применения навигационных и навигационно-связных модулей (рис. 1):
- автомобили;
- роутеры и клиентское телекоммуникационное оборудование;
- предприятия и промышленность;
- телематика;
- умные счетчики, здравоохранение и т. д.
По данным исследования Transforma Insights, общее количество подключений устройств достигнет 28 млрд к 2030 году. Прогноз GSMA Mobile Economy оценивает потенциал мирового рынка более чем в 1 трлн долл. к 2025 году. По оценкам J'son & Partners Consulting, объем российского рынка в 2021 году составил 93,5 млрд руб. По сравнению с 2020 годом количество подключенных устройств увеличилось на 16%, до 29,6 млн единиц. На Россию приходится лишь 1,2–1,5% от установленной глобальной базы устройств.
Анализ широкополосного трафика мобильных устройств сетей сотовой связи 2G, 3G и 4G LTE показывает востребованность в каждом из модулей, хотя кто-то может и сказать о «устаревшем» модеме 2G.
Основные направления по работе модулей (рис. 2):
- данные;
- голос;
- интернет-трафик.
Опираясь на маркетинговый анализ, Постановления Правительства РФ о мерах поддержки разработчиков ЭКБ и на общую мировую обстановку, можно сделать вывод о перспективности разработки отечественных навигационных и навигационно-связных модулей – линейки телематических модулей.
Проектирование состоит из ряда технических этапов:
- тактико-технические характеристики (ТТХ) от конечного потребителя;
- ТТХ от разработчика комплекса;
- ТТХ от разработчика аппаратуры (блока);
- ТТХ от разработчика модуля;
- техническое задание на СБИС / СБИС СнК.
Этапы разработки любой навигационно-связной аппаратуры начинаются с ответа на вопрос: «А что нужно конкретному потребителю?». «Грамотная оцифровка» этого требования позволяет сделать комплекс, дальше блок, модуль и разработать СБИС и СБИС СнК.
Комплект СБИС для массового навигационного приемника
(модуль ПРО‑04М)П
режде всего, АО «НИИМА «Прогресс» был разработан отечественный трехсистемный навигационный приемник ПРО‑04М, выполненный с использованием технологии 65 нм, построенный в виде «система в корпусе» (СвК). Поддерживает высокоточный режим RTK с фазовыми дифференциальными поправками (точность 1,5–2 см). По своим техническим характеристикам и габаритам ПРО‑04М может конкурировать с приемниками ГЛОНАСС / GPS / GALILEO ведущих зарубежных компаний (ST Microelectronics, Ublox, MediaTek).
Увеличение спроса и применения в навигационной аппаратуре потребителя (НАП) позволит ликвидировать разницу в цене с импортными приемниками. Он может быть использован в таких массовых приборах, как тахографы, устройствах взимания платы в системе «ПЛАТОН» и терминалах «ЭРА-ГЛОНАСС», которые являются самыми массовыми навигационно-связными приборами. Модуль ГНСС ПРО‑04М разработки АО «НИИМА «Прогресс» получил сертификат СТ‑1, подтверждающий статус «Произведено в России». Навигационный модуль ПРО‑04М внесен в реестр 719 и 878 ПП РФ.
2G / 3G-модем для системы ЭРА-ГЛОНАСС – модуль ПН6280
Кроме приемника очень важная позиция в терминале ЭРА-ГЛОНАСС – это связной модем ПН6280 2G / 3G (GSM / GPRS / UMTS). По разным причинам работы по созданию модемов для систем сотовой связи в России были остановлены, в то же время мировые лидеры вели эффективные исследования и разработки в этой области на протяжении трех десятков лет. В таких условиях самый короткий путь создания отечественного модема 3G – это лицензирование зарубежных IP и разработка модема сначала с использованием импортных чипов, а затем собственных чипов на лицензионных IP. Модем должен обеспечивать выполнение требованиям системы ЭРА-ГЛОНАСС, то есть реализовывать процедуру Inband-модема. Такой модем сейчас разрабатывается в АО «НИИМА «Прогресс». Внедрение в терминал ЭРА-ГЛОНАСС отечественного приемника и модема позволит повысить его степень локализации до 80%.
В настоящее время происходит плотная работа с автопроизводителями (ООО «НПП «ИТЭЛМА», ООО «Форт-Телеком», ЗАО ГК «НАВИГАТОР») при поддержке Министерства промышленности и торговли России в части интегрирования навигационного модуля ПРО‑04М и модема сотовой связи ПН6280 в терминалы ЭРА-ГЛОНАСС.
2G (GSM / GPRS)-модуль – ПР502
В продолжении маркетингового анализа и общения с потребителями разрабатывается модуль связи первого поколения для сетей сотовой связи 2G (GSM / GPRS).
Модуль ПР502 (рис. 3) поддерживает подключение по GPRS в режиме «GPRS class12» со скоростью передачи данных 85,6 Кбит / с в режимах Uplink («вверх», восходящий канал) и Downlink («вниз», нисходящий канал). Модуль является идеальным решением для различных портативных приложений в самом массовом сегменте рынка, критичного к вопросам ценообразования, и не требовательных к скорости и большому объему передачи данных.
Данный модуль предлагает отличное соотношение цены и совокупности технических характеристик оптимальных для всех применений M2M, где условия окружающей среды (температура, электромагнитная совместимость и механические нагрузки) находятся в пределах стандартных уровней. Широта покрытия позволяет принимать и передавать данные в дальних зонах покрытия сотовой связи (преимущество перед модулями поздних поколений).
Большой набор функций, включая GSM / GPRS класса 12, позволяет легко и быстро интегрировать модуль в различные проекты и разрабатывать широкий спектр устройств M2M.
Серии модулей 4G LTE(Cat.1) – ПР1603 / ПР1603Б / ПР1603Н / ПР1603НБ
Потребность рынка в невысокой скорости передачи данных, более надежного соединения в сетях LTE и возможности объединения в одном модуле ряда технических решений позволило шагнуть в сторону одних из передовых стандартов и приступить к изучению модулей 4‑го поколения сотовой связи. У разработчиков аппаратуры есть разные потребности, а именно в таком варианте, как модуль 4G Cat 1, который работает в сетях 2G / 4G. Дополнение его различными комбинациями с модулями Bluetooth и ГНСС позволяет решать обширный круг задач. Внешний вид и габариты сравнимы с иностранными аналогами (рис. 4).
ПР1603, ПР1603Б, ПР1603Н, ПР1603НБ – серия модулей беспроводной связи на базе стандарта LTE Cat.1. Стандарт Cat.1, предназначенный для приложений M2M и IoT.
В соответствии со стандартом LTE Cat.1, модули могут поддерживать скорость восходящего канала до 5 Мбит / с и скорость нисходящего канала 10 Мбит / с. Стандарт GSM / GPRS / EDGE также поддерживается в полном объеме.
Серия модулей ПР1603 идеально подходит для случаев, когда не требуется высокая скорость передачи данных, но требуется стабильное и надежное подключение к сети LTE.
При этом обеспечиваются:
- поддержка сетевых протоколов: TCP / IP, UDP / IP, HTTP / FTP;
- поддержка до пяти APN и до пяти сокетов, одновременно;
- поддержка двух SIM-карт;
- прием / передача голоса в цифровом стандарте VoLTE.
Основные области применения: промышленные контроллеры, POS, M2M-телематика.
Серия модулей 4G LTE(Cat.4) –
ПР1803 / ПР1803Н
Потребность рынка в передаче большого количества данных, более высоких скоростях и возможности объединения в одном модуле ряда технических решений позволила объединить все предыдущие технологии и разработать модуль 4‑го поколения сотовой связи 4G Cat 4, который работает в сетях 2G / 3G / 4G. Объединение технических решений в области GSM и ГНСС позволяет получить миниатюрный и комбинированный модуль.
Внешний вид и габариты сравнимы с иностранными аналогами (рис. 5).
ПР1803, ПР1803Н – серия модулей беспроводной связи на базе стандарта LTE Cat.4.
В соответствии со стандартом LTE Cat.4, модули могут поддерживать скорость восходящего канала до 50 Мбит / с и скорость нисходящего канала 150 Мбит / с. Стандарты UMTS (HSPA+ / HSUPA) и GSM / GPRS / EDGE также поддерживаются модулями серии ПР1803.
При этом обеспечиваются:
- поддержка сетевых протоколов: TCP / IP, UDP / IP, HTTP / FTP;
- поддержка до пяти APN и до пяти сокетов, одновременно;
- поддержка двух SIM-карт;
- прием / передача голоса в цифровом стандарте VoLTE.
Основные области применения: роутеры, системы безопасности, POS, М2М-телематика.
Линейка навигационных и телематических модулей развивается, появляются новые потребности, технические решения и спрос у заказчиков. В разработке есть модуль 2G+GNSS+BT, модуль BT 5,0 и модуль WiFi+BT.
* * *
Совместная работа по отладке и доводке продукции это тяжелый труд, но я искренне верю в то, что мы сможем его все вместе пройти! ●
Отзывы читателей
