Brug GSM-mobilnet til maskiners kommunikation
Det pensionstruede GSM-net kan gå en ny storhedstid i møde som kommunikationsplatform for intelligente apparater og smarte målere.
Illustration: Aalborg Universitet
GSM-standarden blev udviklet på europæisk initiativ i 1980'erne, og den kommercielle drift i Danmark begyndte i 1992, efter at finnerne var tyvstartet året før. Ifølge teleoperatørernes internationale sammenslutninger passerede antallet af GSM-brugere to milliarder i 2006 og tre milliarder i 2008. I takt med at afløserne 3G og 4G er blevet rullet ud, er selskaber og myndigheder nu flere steder i verden begyndt at overveje at slukke for GSM og bruge frekvenserne til noget andet.
Men det vil være dumt, lyder advarslen fra netværksforskere fra Aalborg Universitet, som er optaget af at løse de kommende års udfordringer, når kommunikation fra maskine-til-maskine (M2M) vokser eksplosivt. Ifølge prognoser vil der i 2020 være over 50 milliarder trådløse enheder med behov for kommunikation til forbrugsmåling og kontrol af boliger, industri, e-sundhed og en hel masse andet. Og der er GSM interessant.
Større interesse for alt det nye
Aalborgforskernes resultater er offentliggjort af den internationale ingeniørsammenslutning IEEE, og de er blevet opsnappet og omtalt i det toneangivende amerikanske teknologimagasin MIT Technology Review. Det har givet anledning til international interesse og debat, hvilket også var en del af formålet:
- Vi har brugt vores akademiske frihed til at se på mulighederne i det eksisterende GSM-net og bidrage til debatten om, hvorvidt GSM skal lukkes eller ej. Vi valgte at kigge på GSM, fordi det er meget udbredt, og hele infrastrukturen allerede er på plads. Men der er næsten ingen akademiske forskere, der ser på det, fordi de finder det uinteressant i forhold til at designe noget nyt helt fra bunden, fortæller professor Petar Popovski fra Institut for Elektroniske Systemer.
Sammen med ph.d.-stipendiat Germán Corrales Madueño og postdoc Cedomir Stefanovic har Petar Popovski sammenholdt kravene til fremtidens M2M-kommunikation med GSM's muligheder. En af de ting, der er karakteristisk for M2M, er at det ikke nødvendigvis kræver høj datahastighed. Til gengæld skal det være muligt at dele båndbredden mellem mange enheder eller at forbinde få enheder med ekstra stor pålidelighed, hvis det drejer sig om missionskritisk kommunikation.
- GSM er en moden teknologi, der har en meget pålidelig radiodækning. Hvis 3G eller 4G-forbindelsen forsvinder fra din mobil, er der næsten altid GSM som backup. Vores forslag kræver ikke store investeringer i infrastruktur, og da vi prøvede at modificere GSM-protokollen til at opfylde kravene, fandt vi ud af, at GSM kan løfte en stor del af opgaven, siger Petar Popovski.
Luknings-argumenter stiger i styrke
Han understreger dog, at GSM ikke kan løfte al maskine-til-maskine kommunikation. Dels på grund af det svimlende antal enheder i fremtiden, men også fordi nogle anvendelser stiller særlige krav:
- Selvfølgelig arbejder vi også med andre og nyere teknologier. GSM er fx ikke godt nok til anvendelser, der kræver meget lav forsinkelsestid. Men et vigtigt område som målinger af energiforbruget i fremtidens intelligente smart grid kan sagtens løses af GSM.
Omvendt er der også argumenter for at lukke GSM, og de får større vægt, efterhånden som 4G bliver mere udbredt. Et af dem er, at teleoperatørerne kan slippe for at bruge penge på at vedligeholde både det gamle og de nye net, hvis al trafikken flyttes til de nye. Et andet argument er, at der er brug for GSM-frekvenserne til 4G og på et tidspunkt til 5G.
Men Petar Popovski og kollegerne opfordrer til at tænke i mellemløsninger. Fx ved at GSM får lov til at leve videre på færre kanaler, som M2M-operatører kan bruge i kombination med trådløst netværk (WiFi) og andre kortrækkende netværksteknologier. En løsning kan også være at omstille GSM, så det bruger frekvensen dynamisk, uden at den er fuldt reserveret - i stil med det, der gælder for WiFi.
- Der er flere mulige scenarier Men selvfølgelig skal der mere forskning til for at tilpasse GSM. Den undersøgelse, vi har lavet, er kun det første skridt mod at omdanne GSM til et dedikeret M2M-netværk, siger Petar Popovski.
