انتقل إلى المحتوى
تسجيل الدخولابدأ الآن

PSM وeDRX: كيف ينام جهاز إنترنت الأشياء، ومن يقرر المدة

بقلم سعيد باعطية · تاريخ النشر:

الجواب المختصر

يطفئ PSM الراديو تماما فلا يستطيع شيء الوصول إلى الجهاز حتى يستيقظ من تلقاء نفسه؛ أما eDRX فيبقيه مرتبطا بالشبكة لكنه يستمع على فواصل طويلة فقط. والجهاز يطلب مؤقتا والشبكة هي التي تمنح مؤقتا، ولهذا السبب يعطي جهازان متطابقان على مشغلين مختلفين عمري بطارية شديدي الاختلاف تماما.

أهم النقاط

  • يجعل PSM الجهاز غير قابل للوصول؛ وeDRX يبقيه قابلا للوصول لكن على فواصل طويلة متفق عليها فقط.
  • وسقف 3GPP TS 24.008 على مؤقت PSM الممتد هو ‎413‎ يوما، وهو حد بروتوكول لا وعد.
  • وeDRX في الإصدار ‎13‎ يمتد من حد أدنى ‎5.12‎ ثانية إلى حد أقصى ‎43.69‎ دقيقة.
  • وتوصي GSMA بحد أدنى ممنوح قدره ‎4‎ ساعات، فيستطيع المشغل رفض طلب أطول بحق.
  • والجهاز النائم لا يستطيع استلام أمر، فأي شيء يحتاج تحكما عن بعد لا يستطيع النوم بعمق.

01لماذا يجب أن ينام الراديو أصلا

الطاقة التي يصرفها جهاز إنترنت الأشياء تهيمن عليها لا الحوسبة ولا الاستشعار بل إبقاء راديو جاهزا. فالمودم الذي يبقى مرتبطا يجب أن يستمع لرسائل النداء على جدول الشبكة، وذلك الاستماع لا يتوقف حتى عندما لا يكون لدى الجهاز ما يقوله ولا أحد يناديه. وعلى طاقة الشبكة الكهربائية تكون الكلفة غير مرئية. وعلى خلية تكون هي الميزانية كلها. فلم تجعل هيئات المعايير الراديوهات أكثر كفاءة بقدر ما جعلتها غائبة: فأضيفت آليتان في الإصدار ‎13‎ من 3GPP، إلى جانب LTE-M وNB-IoT نفسيهما، تسمحان للجهاز بالتفاوض على فترات طويلة من عدم الاستماع. وفهمهما هو كيف تميز بين رقم بطارية في ورقة مواصفات والعمر الذي ستراه فعلا، لأن للآليتين نتائج شديدة الاختلاف على قدرة أي أحد على الوصول إلى الجهاز.

02PSM: الجهاز يختفي

وضع توفير الطاقة هو الأعمق من الاثنين. فالجهاز يخبر الشبكة أنه ذاهب، والشبكة تبقي تسجيله حيا، ثم يطفئ المودم مستقبله تماما. فلا شيء يستطيع الوصول إليه. وهو ليس بطيئا في الرد فقط؛ بل مطفأ. وعندما ينتهي النوم أو يوقظه حدث داخلي، يرسل الجهاز بياناته ويفعل ذلك دون تكرار ارتباط كامل، وهذا هو التوفير الثاني، فتجتنب إشارات التحكم التي كان إعادة الارتباط سيكلفها. والمؤقت الممتد الذي يحكم هذا محدود ب 3GPP TS 24.008 عند ‎413‎ يوما، وهو رقم يجدر قراءته كحد حسابي للبروتوكول لا كهدف قابل للتحقيق. وما يهم عمليا أبسط: فطوال نافذة النوم كلها، ستظهر منصتك الجهاز كآخر ظهور في نقطة ماضية، وذلك سلوك صحيح لا عطل.

03eDRX: الجهاز يغفو لكنه يبقى قابلا للوصول

الاستقبال المتقطع الممتد هو الآلية الأخف، وهو يحفظ خاصية يرميها PSM: قابلية الوصول. فبدل أن يعتم الجهاز، يتفق مع الشبكة على دورة طويلة ويستيقظ لحظيا عند كل نقطة فيها ليتحقق من النداء. فإن كان أمر في الطابور، وصل عند الاستيقاظ التالي لا أبدا. ويعطي دليل GSMA لنشر LTE-M نطاق الوضع الخامل في الإصدار ‎13‎ بحد أدنى ‎5.12‎ ثانية وحد أقصى ‎43.69‎ دقيقة. وذلك الرقم الأعلى هو العنوان الصادق: فالجهاز على أطول دورة eDRX قد يتأخر عن أمر بنحو ثلاثة أرباع ساعة. وللعداد لا يهم ذلك. وللقفل أو الصمام أو أي شيء يتوقع مشغل تحريكه من لوحة تحكم، فذلك هو الفرق بين منتج عامل ومنتج محبط.

04الطلب ليس المنح

هذه هي النقطة التي تتجاوزها معظم أوراق المواصفات بهدوء. فكلا المؤقتين يتفاوض عليه لا يهيأ. فالجهاز يطلب قيمة في إشارات ارتباطه أو تحديث منطقة تتبعه، والشبكة تجيب بالقيمة التي ترضى بالوفاء بها، وقد تكون أقصر، وقد تكون قيمة المشغل الافتراضية مهما طلبت. ويصرح دليل GSMA بشكل ذلك التفاوض بتوصيته بحد أدنى ممنوح قدره أربع ساعات، وهذا يخبرك بأمرين معا: أن المشغلين يتوقع منهم منح نوم طويل، وأنهم يضعون الأرضية. فاختبار المنصة يثبت ما يطلبه المودم، لا ما ستسمح به شبكة حقيقية أبدا. وقبل الالتزام برقم بطارية، اقرأ المؤقتات الممنوحة من الجهاز على المشغل الفعلي الذي تنوي النشر عليه، وتعامل مع أي عدم تطابق كمحادثة تجارية لا كخلل.

05النوم والتغطية يتصارعان

تفاعل ثان يفسد كثيرا من تقديرات البطارية، وهو ليس في جداول المؤقتات أصلا. فهذه الراديوهات تمد مداها بالتكرار: فدليل LTE-M يحد تحسين التغطية عند ‎32‎ تكرارا في الوضع A و‎2,048‎ في الوضع B، وتنشر Qualcomm الميزانيات الناتجة ب NB-IoT عند ‎164‎ ديسيبل وeMTC فوق ‎155.7‎ ديسيبل، مع تحليل من Ericsson يذكر أن كلتيهما تستطيعان بلوغ ‎164‎ ديسيبل. وكل تكرار طاقة إرسال يصرفها الجهاز على رسالة واحدة. فالجهاز في موقع ضعيف يستيقظ على الجدول، ثم يحرق لكل تقرير أكثر بكثير من الجهاز نفسه عند إشارة جيدة. فمؤقت النوم يحدد كم مرة يدفع؛ وخسارة الاقتران تحدد كم تكلف كل دفعة. وتقدير عمر البطارية من المؤقت وحده سيجمل دائما جهازا سيء الموضع.

06ما يكلفك النوم العميق كمنصة

اختيار نوم طويل هو اختيار مجموعة سلوكيات سيتعامل معها فريق عملياتك. فتغييرات التهيئة عن بعد تنتظر في الطابور حتى الاستيقاظ التالي، فيصبح دفع إعدادات لأسطول كامل حملة تقاس بالدورات لا بالدقائق. والتنبيه المثار داخل نافذة النوم يوصل متأخرا بحكم التعريف، ما يعني أن تصميم التنبيه يجب أن ينجو من التأخير، فتجاوز حد لا يهم إلا في ثوان لا يستطيع جهاز نائم بعمق حمله أصلا. والتشخيص يصبح أصعب، لأن الجهاز الصامت والجهاز النائم يبدوان متطابقين على لوحة تحكم إلا إن عرفت المنصة المؤقت الممنوح واستطاعت قول أيهما هو. ولا شيء من هذه سبب لتجنب النوم؛ بل أسباب لكتابة المؤقت في الوثيقة نفسها مع قواعد التنبيه، فلا يبلغ أحد لاحقا عن سلوك صحيح كانقطاع.

07الاختيار بينهما، ومتى لا تختار أيا منهما

يتبع القرار سؤالا واحدا: هل يحتاج أي شيء يوما أن يصل إلى هذا الجهاز دون طلب منه؟ فإن كان الجواب لا، حساس خزان، أو عداد، أو مجس حالة، ف PSM هو الآلية الصحيحة، وأطول نوم يمنحه المشغل هو القيمة الصحيحة. وإن كان الجواب نعم لكن تأخيرا بالدقائق محتمل، ف eDRX هو الآلية، وينبغي ضبط الدورة من أسوأ تأخير أمر مقبول لا من هدف البطارية. وإن كان الجواب نعم ويجب أن يكون التأخير بالثواني، فلا آلية منهما تنطبق، والخلاصة الصادقة أن الجهاز يريد طاقة خارجية لا نوما أذكى. وتلك الحالة الثالثة شائعة ويجدر ذكرها بصراحة، لأن جهدا هندسيا كبيرا يصرف في محاولة جعل جهاز بطارية يتصرف كجهاز مغذى.

PSM مقابل eDRX، في الخصائص التي تغير عملياتك
الخاصيةPSMeDRX
الراديو أثناء النوممطفأ تمامايستيقظ لحظيا كل دورة
قابل للوصول بأمرلانعم، عند الاستيقاظ التالي
الحد المنشورأقصى T3412 الممتد = ‎413‎ يوماأدنى ‎5.12‎ ثانية، أقصى ‎43.69‎ دقيقة
من يضع القيمةالشبكة تمنح؛ والجهاز يطلبالشبكة تمنح؛ والجهاز يطلب
يناسب قراءة خزان أو عدادنعمنعم
يناسب قفلا يحرك عن بعدلافقط إن كان تأخير بالدقائق مقبولا
يبدو كانقطاع على لوحة تحكمنعم، إلا إن كان المؤقت معروفاأقل، فهو يظهر كل دورة

الأرقام ومصادرها

أسئلة شائعة

ما الفرق بين PSM وeDRX في جملة واحدة؟

يطفئ PSM المستقبل فلا يستطيع شيء الوصول إلى الجهاز حتى يستيقظ بنفسه، أما eDRX فيبقيه مرتبطا ومستمعا على فواصل طويلة فيصل الأمر المنتظر عند الاستيقاظ التالي. ف PSM يوفر طاقة أكثر؛ وeDRX يحفظ قابلية الوصول.

هل أستطيع فعلا الحصول على ‎413‎ يوما من النوم؟

ذلك الرقم سقف المؤقت الممتد في 3GPP TS 24.008 لا استحقاق. فكلا المؤقتين يتفاوض عليه: فالجهاز يطلب قيمة والشبكة تمنح قيمة، وقد تكون أقصر. ويوصي دليل GSMA بأن يمنح المشغلون أربع ساعات كحد أدنى، وهذا يخبرك أن الأرضية لهم يضعونها.

لماذا يظهر جهازي فجوة طويلة منذ آخر ظهور؟

إن كان في PSM، فذلك سلوك صحيح لا عطل، فالراديو مطفأ ولا تستطيع المنصة رؤيته حتى ينتهي النوم. والحل ليس على الجهاز بل على المنصة: سجل المؤقت الممنوح ليكون الجهاز النائم مميزا عن جهاز صامت فعلا.

هل يعني نوم أطول دائما عمر بطارية أطول؟

ليس بمفرده. فالمؤقت يحدد كم مرة يرسل الجهاز؛ والتغطية في موقعه تحدد كم تكلف كل إرسالة. وسقوف التكرار ‎32‎ في الوضع A و‎2,048‎ في الوضع B موجودة تحديدا لأن الإشارة الضعيفة تدفع من طاقة الإرسال، فقد يبطل جهاز سيء الموضع نوما طويلا.

المصادر

مقالات ذات صلة