Trådløs Teknologi. WirelessTech Seminar, Claus Rømer Andersen, DELTA

Transkript

1 Trådløs Teknologi WirelessTech Seminar, Claus Rømer Andersen, DELTA

2 Agenda Oversigt over eksisterende trådløs teknologi Hvor bevæger teknologierne sig hen Fordele og ulemper ved trådløs teknologi Krav til trådløse produkter og trådløs produktudvikling Hvad kan DELTA hjælpe med indenfor trådløs teknologi Marconi og hans radio, ca Fika och Glögg kl

3 Alle bliver trådløse Personal area network Home automation Industry control Personal healthcare

4 Sammenligning af udvalgte teknologier Navn Sende frekvens Data rate Sendeeffekt Rækkevidde Max. antal enheder Bluetooth 2.1, Class GHz 1-3 Mbps 100 mw 100 m 7 slaver pr master ZigBee, 2.4 GHz 2.4 GHz 250 kbps 1 mw m 4090 noder Ant 2.4 GHz 20kbps 1 mw 30 m 255 slaver pr master EnOcean 868 MHz 125 kbps <10mW 300 m 1000 ZigBee, 868 MHz (EU) 868 MHz 20 kbps 1 mw m 4090 noder Z-Wave 868 MHz 9.6 / 40 kbps 1 mw m 232 noder

5 Hvor er teknologierne på vej hen Bluetooth Klassisk Bluetooth Near Field Communication Ultra Wide Band Ultra Low Power ZigBee ZigBee Professional Færre noder Simplere Mere stabil

6 Hvor er Bluetooth på vej hen Worldwide interoperabilitet Bluetooth Legacy 2.4 GHz ISM bånd 1-3 Mbps 80 kanaler 1600 frekvenshop per sek. Max. 7 slaver pr. master m rækkevidde Bluetooth Legacy Højt strømforbrug Mange profiler, dvs. kompleks implementation

7 Hvor er Bluetooth på vej hen NFC ULP BT Legacy UWB NFC ULP BT Legacy UWB

8 Hvor er Bluetooth på vej hen NFC ULP BT Legacy UWB NFC Near Field Communication cm rækkevidde Lavt strømforbrug NFC ULP BT Legacy UWB Lav datarate Anvendes f.eks. Til: Parring af master og slave (mobil tlf. og headset) Udførelse af specifik kommando, eg. billedoverførelse

9 Hvor er Bluetooth på vej hen NFC ULP BT Legacy UWB ULP Ultra Low Power (Wibree) m rækkevidde Lavt strømforbrug (10-50% af Legacy) Rimelig datarate: 1 Mbps NFC ULP BT Legacy UWB 7 Slaver pr. master 40 kanaler (3 advertising, 37 data) 1600 frekvenshop pr sek Få profiler lav kompleksitet Anvendes f.eks. Til: Overførsel af små mængder data Puls-ur der overfører data til mobil tlf. / PC

10 Hvor er Bluetooth på vej hen NFC ULP BT Legacy UWB UWB Ultra Wide Band WiMedia Alliancen Frekvensbånd: 6-8 GHz 100 Mbps (480 Mbps teoretisk) NFC ULP BT Legacy UWB OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) Point to point / broadcasting Anvendes f.eks. Til: Overførsel af store mængder data Køb/leje af film og musik i kiosken Betal med NFC Download filmen imens

11 Hvor er ZigBee på vej hen Adressing Add reuse Multicast Frequency agility Comm to access point Security Stack size ZigBee cstack: hundreds No As broadcast freq selected at startup Large routing tables No central control 50-60kByte ZigBee Pro Stochastic: thousands Yes Lower than broadcast Local Access point broadcast Security center % ZigBee Pro fordele: Lange og Store netværk Netværk med stor bevægelse join/re-join Broadcasting netværk Dataopsamlingsnetværk

12 Kravcirkel Kundekrav Miljøkrav Eksterne krav Interne krav Testkrav Industrikrav Markedskrav

13 Pålidelighed Data Miljø Radio

14 En pålidelig dataforbindelse Kryptering Dataintegritet Protokol

15 Dataintegritet Hvordan sikrer vi korrekt data? > WHY? Hvad sker der, når data ikke er korrekte? Kan vi måle om data er korrekte? Hvordan forudsiger man, at data bliver in-korrekte? Hvad betyder det for throughput?

16 Kryptering Må data være ubeskyttede? Hvor stor indsats skal der til at få adgang til data? Tid Teknik Hvad betyder kryptering for brugervenligheden? Kryptering kræver processorkraft og strøm og udvikler varme Tysk Enigma

17 Miljøpåvirkning Fugt Varme Vand Hård behandling Hass / Halt Klimatest Drop / vrid / slag / pres

18 Pålidelighed - RF Interferens (eksterne og interne kilder) Signal-/støjforhold, direktivitet og rækkevidde Antenne detuning pga. omgivelser (fx labels) Isolation imellem forskellige RF-paths Sameksistens med andre radioer

19 Projektkrav Målsætning Offensiv Vi skal hurtigt på markedet med den nye teknologi for at bevare vores førende position Kvalitet Defensiv Vi levere produkter af afgørende betydning og høj kvalitet Funktionalitet Tid

20 Det trådløse projekt Kendetegn Mange underleverandører Nye teknologier Mange HW / SW opdateringer fra producenten Flere indbyrdes afhængigheder Forståelse? Vi har jo gjort det før - der skal bare en radio på!

21 Hvordan kommer vi igennem? Kompentencer Valg af underleverandør Prototype Validering af teknologi Validering af underleverandør Planlæg efter vandfaldsmodellen Eksekver projektet med tilbageløb Fokus på test Unit test Modultest Integrationstest Funktionstest Certificeringstest

22 Industrikrav Kvalifikationstest Performance test Dokumentation Mærkning Produktionskontrol Interoperabilitet Funktionalitet

23 SW krav protokol og software stak Protokolvalg Primært Samspil med andre Sekundært Stakvalg Strømforbrug Sikkerhed Primært Brug leverandørens stak Dokumentation Support Historie / version Test modes

24 RF-krav vigtige parametre Antenne design Antenneplacering Frekvensstabilitet Mætning af komponenter Filtrering Impedanstilpasning Gain, stabilitet og støj Tab og SWR

25 RF-krav - strategier Frekvensagilitet Frekvensspredning Polarisationsdiversitet Listen before talk Modulation Kodning Sendestyrke

26 Radiovalg - valg af frekvens Rækkevidde / penetration Båndbredde / datarate Tilladt sendeeffekt & batterilevetid Interferens Markedskrav om specifik teknologi Myndighedskrav & begrænsninger

27 Radiovalg valg af leverandør og model Frekvens Sendeeffekt og sensitivitet Modulation og datarate Strømforbrug Størrelse Service og support Levering Software Single chip eller dual chip Godkendelser Funktionalitet Udviklingskit

28 Myndighedskrav generelle krav Allokerede frekvensbånd Sendestyrke Båndbredde Frekvensdrift Spurious emission Test Mærkning Brugermanual Dokumentation Certificering Conducted emission Duty cycle Listen before talk Frekvenshopning Human exposure to EMF

29 Myndighedskrav - EU R&TTE Direktivet Safety, EMC og spektrumbeskyttelse ERC 70/03 Ulicenserede bånd Harmoniserede standarder Presumption of compliance Mærkning & manual TCF Overensstemmelseserklæring

30 Myndighedskrav EU RTTED

31 Myndighedskrav EU ERC 70-03

35 Myndighedskrav EU harmoniserede standarder EU radioparameterstandarder for SRD: EN : MHz EN : MHz EN : 1-40 GHz EN : 2.4 GHz WB fx Bluetooth EU EMC-standarder for SRD: EN : Common technical requirements EN : SRD 9 khz 40 GHz EN : 2.4 GHz WB og 5 GHz RLAN EU safety standarder EN Safety for IT-udstyr EN Human exposure to EMF, generisk, 10 MH GHz EN Human exposure to EMF, generisk, GHz

36 Myndighedskrav EU mærkning CE Class 1 ingen restriktioner CE Class 2 Nationale restriktioner Notified Body Anvendt Annex III, IV eller V NB-nummer skal påføres

37 Myndighedskrav USA FCC CFR 47 Part 2 & 15 Spektrumbeskyttelse og EMF Test på godkendt laboratorium Testmetoder forskellige fra EU Ansøgning om certifikation TCB eller FCC Grant

38 Myndighedskrav USA - mærkning FCC CFR 47 Part 2, og FCC ID = Grantee Code + Equipment Product Code Eks.: ABC-DEFG123 Grantee Code: ABC 3 tegn En kombination af tal og store bogstaver Tilhører grantee, er den samme for alle dennes produkter Equpment Product Code: -DEFG123 Defineret af grantee Max. 14 tegn En kombination af tal, store bogstaver og - Label: FCC ID: ABC-DEFG123 Operational statement Permanent påsat og synligt Synligt på købstidspunktet

39 Myndighedskrav resten af verden

40 Myndighedskrav godkendte moduler EU: R%TTE CA, TGN 01 Rev 3 USA: FCC Public Notice DA , June Canada: RSS-Gen:2005, Section Kun muligt for sendere (ingen cert. krav for modtagere) Modulet skal have egen RF-skærmning Buffered modulation and data inputs Egen PSU regulator og ref. LO Specifikke antenne(r) angives ifbm. certificering Permanent antenne eller unik antennetilkobling Skal være testet alene, dvs. uden host Krav til EMF skal være opfyldt

41 Myndighedskrav godkendte moduler Modulgodkendelsen nedarves til slutproduktet. Slutproduktet skal opfylde modulets mærkningskrav Stor besparelse på testomkostninger Stor besparelse på udviklingsomkostninger BT Qualified modul godkendt Sørg for at se testrapporter, certificeringsoplysninger og overensstemmelseserklæring før I vælger Kan det betale sig at lave sit eget godkendte modul? Begrænset modulær godkendelse er mulig, hvis man har kontrol over implementeringen i slutproduktet

42 Hvad kan DELTA hjælpe med indenfor trådløs teknologi

43 Når det ikke virker hos kunden Hvilke informationer er nødvendige for at hjælpe? Signalforhold Konfigurationsdata Afsendt data & modtaget data m.m. Hvordan får vi adgang til dem? Er det nødvendigt at have adgang hele tiden Kan data samles op af et andet device Kan vi teste og have en lokal trial periode, der løser alle problemer Vil vi bruge tid på dem, der ikke kommer op at køre, eller vil vi kompensere os ud af det

44 Afrunding Eventuelt Spørgsmål Tak for opmærksomheden! Claus Rømer Andersen