IoT energy management: eDRX vs PSM
eDRX (Extended Discontinuous Reception) en PSM (Power Saving Mode) zijn twee functies die zijn ontworpen om het stroomverbruik te minimaliseren en de levensduur van de batterij te verlengen voor apparaten die van Low Power Wide Area (LPWA) technologieën zoals NB- IoT en LTE-M.
Lees verder om te leren hoe deze twee IoT-energiebeheerfuncties werken, de overeenkomsten en verschillen tussen hen, en hun geschiktheid voor een reeks zakelijke IoT-toepassingen.
Wat is eDRX?
Apparaten op een netwerk moeten over het algemeen netwerknotificaties gecontroleerd en trackinginformatie op periodieke tijdstippen verzenden. Om de batterijduur tot een minimum te beperken, is het beter om een apparaat zo lang mogelijk in inactieve (slaap) modus te laten blijven, terwijl het regelmatig wakker wordt om naar het netwerk te rapporteren en te controleren of er nog onverwerkte gegevens voor het apparaat zijn zijn.
LTE-netwerken bieden doorgaans een energiebesparende functie genaamd Discontinuous Reception (DRX). Dit stelt apparaten in staat om vaak te stoppen met luisteren naar gegevens en voor zeer korte perioden in slaapstand te gaan (meestal 1-2 seconden).
DRX werkt prima voor smartphones. Veel IoT-apparaten hoeven echter niet zo bereikbaar te zijn of gegevens veel minder vaak te verzenden dan een telefoon. Extended DRX (eDRX) is in feite een variatie op het DRX-principe van een IoT-apparaat dat langer in de slaapstand staat met een laag vermogen om te blijven.
Bij DRX beslist de netwerkaanbieder hoelang apparaten in de slaapstand gaan. Met eDRX kan de lengte van de slaapstand (d.w.z. de eDRX-cyclus) worden geconfigureerd door de eigenaar van het apparaat of de ontwikkelaar van de toepassing, hoewel de netwerken het laatste woord hebben over welke timers zijn toegestaan. Niettemin biedt dit ontwikkelaars veel flexibiliteit bij het vinden van een balans tussen het zorgen voor de responsiviteit van het apparaat en het beperken van het energieverbruik om te voldoen aan de behoeften van specifieke gebruiksscenario’s.
Wanneer een apparaat zich in een eDRX-cyclus bevindt, kan het geen gegevens ontvangen die naar het zijn verzonden. Die gegevens worden pas afgeleverd wanneer het apparaat wakker wordt. Bij het ontwaken kan het apparaat naar onverwerkte gegevens luisteren zonder een volledige netwerkverbinding tot stand te brengen, hoe verder energie wordt bespaard.
Wat is PSM?
PSM (Power Saving Mode) is een functie op een LPWA-netwerk waarmee een apparaat langer kan slapen dan met eDRX.
De lengte van de PSM-periode voor een apparaat wordt onderhandeld tussen de netwerkprovider en de software in het apparaat. Netwerken laten tijdelijk een minimale slaaptijd van 4 uur en een maximum van 413 dagen toe. Wanneer een apparaat in PSM-modus is, wordt het geregistreerd door het netwerk, maar ontvangt het geen gegevens meer. Alle datapakketten die naar het apparaat worden gestuurd, worden gestuurd wanneer het zich in PSM bevindt, worden door het netwerk opgeslagen en bij het ontwaken afgeleverd. Bij het ontwaken uit PSM is een apparaat slechts gedurende een bepaalde tijd actief. Deze actieve tijdsduur wordt ook onderhandeld met het netwerk.
Tijdens zijn PSM-cyclus wisselde een apparaat van stroom tot een apparaat in een eDRX-slaap. Wanneer het ontwaakt, moet het langer actief zijn (ongeveer 100-200 milliseconden) vergeleken met een apparaat dat uit eDRX komt, om besturingsberichten met het netwerk uit te wisselen voordat de gegevens ontvangen maar en verzonden worden. Om de maximale energiebesparing te bereiken, kan eDRX samen met PSM worden gebruikt om het aantal actieve apparaten te verminderen zodra het wakker wordt uit PSM.
Ontwerp en testen is belangrijk bij het gebruik van PSM van eDRX. Gebruikers zullen een verandering moeten maken tussen een langere levensduur van de batterij en het offline zijn van apparaten.
Wat zijn de primaire use cases van eDRX technologie?
Voor apparaten die gebruik maken van LTE-M-netwerken , kan de minimale eDRX zo kort zijn als 5.12 seconden, variërend tot 43 minuten.
Voor apparaten die gebruik maken van NB-IoT-netwerken , kan de minimale slaaptijd zo kort zijn als 10,24 milliseconden, met een maximum van ongeveer drie uur.
eDRX is daarom een energiebesparende optie voor apparaten waarbij u de batterij wilt sparen, maar waar u het apparaat gedurende de dag bereikbaar moet houden, of het nu om elke paar seconden gaat of tot enkele uren.
Voorbeelden van gebruiksscenario’s zijn onder andere:
- Activatrackers voor logistiek
- Industriële prestatiebewakingssystemen
- Smart grid-technologie
Een belangrijk voordeel van eDRX is dat cyclustijden kunnen worden aangepast afhankelijk van de voorkeuren van de applicatie-eigenaar. Bijvoorbeeld bij een productielijn prestatiemonitor, zou u de eDRX-cyclus kunnen instellen op een paar minuten wanneer de productielijn draait, en de cyclus varieert tot enkele uren voor niet-werkende periodes.
Wat zijn de primaire use cases van PSM technologie?
Slaaptijden voor PSM zijn langer twijfelachtig dan voor eDRX. Dit maakt PSM een goede optie voor energiebesparing waar het acceptabel is dat het apparaat gedurende lange perioden onbereikbaar is gedurende de dag.
Voorbeelden van gebruiksscenario’s zijn onder andere:
- Water-, bodem- of drukbewakingssensoren waarbij u het apparaat slechts één of twee keer per dag gegevens hoeft te laten verzenden.
Ontdek meer
Wireless Logic stelt organisaties in staat om de beste mogelijke beslissingen te nemen met betrekking tot de geschiktheid van LPWAN-technologie, in lijn met de huidige behoeften en toekomstige doelen.
Om uw opties te verkennen, spreek met ons . Voor verdere informatie over alles met betrekking tot IoT, staat onze IoT-begrippenlijst vol met definities en verklaringen.