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IoT-Glossar

eDRX und PSM: Was ist IoT-Energiemanagement?

Verlängern der Batterielebensdauer von IoT-Geräten.

IoT-Energiemanagement: eDRX vs. PSM

eDRX (Extended Discontinuous Reception) und PSM (Power Saving Mode) sind zwei Funktionen zur Minimierung des Stromverbrauchs und zur Verlängerung der Akkulaufzeit von Geräten, die Low Power Wide Area (LPWA)-Technologien wie NB-IoT und LTE-M verwenden.

Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie diese beiden IoT-Energieverwaltungsfunktionen funktionieren, welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede sie aufweisen und wie sie sich für eine Reihe von IoT-Anwendungsfällen in Unternehmen eignen.

 

Was ist eDRX?

Geräte in einem Netz müssen in der Regel auf Netzbenachrichtigungen warten und in regelmäßigen Abständen Ortungsinformationen senden. Um den Akkuverbrauch so gering wie möglich zu halten, ist es in der Regel besser, ein Gerät so lange wie möglich im Ruhezustand (Schlafmodus) zu belassen und es in regelmäßigen Abständen aufzuwecken, um dem Netz Bericht zu erstatten und zu prüfen, ob Daten für es anstehen.

LTE-Netze bieten in der Regel eine Energiesparfunktion namens Discontinuous Reception (DRX). Mit dieser Funktion können Geräte häufig aufhören, nach Daten zu lauschen, und sich jeweils für sehr kurze Zeiträume (in der Regel 1-2 Sekunden) in den Ruhezustand versetzen.

DRX funktioniert gut für Smartphones. Viele IoT-Geräte müssen jedoch nicht so häufig erreichbar sein oder Daten viel seltener übertragen als ein Telefon.Extended DRX (eDRX) ist im Wesentlichen eine Abwandlung des DRX-Prinzips, die es einem IoT-Gerät ermöglicht, länger im stromsparenden Schlafmodus zu bleiben.

Bei DRX entscheidet der Netzbetreiber, wie lange die Geräte in den Ruhemodus gehen. Im Gegensatz dazu kann bei eDRX die Dauer des Ruhezustands (d. h. der eDRX-Zyklus) vom Geräteeigentümer oder Anwendungsentwickler konfiguriert werden, auch wenn die Netze das letzte Wort darüber haben, welche Zeiträume zulässig sind. Nichtsdestotrotz bietet dies den Entwicklern viel Flexibilität, um ein Gleichgewicht zwischen der Reaktionsfähigkeit des Geräts und der Begrenzung des Stromverbrauchs zu finden, das den Anforderungen bestimmter Anwendungsfälle entspricht.

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Was ist PSM?

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PSM (Power Saving Mode) ist eine Funktion in einem LPWA-Netz, die es einem Gerät ermöglicht, länger zu schlafen als bei eDRX.

Die Länge des PSM-Zeitraums für ein Gerät wird zwischen dem Netzbetreiber und der Software im Gerät ausgehandelt. In der Regel erlauben die Netze eine Ruhezeit von mindestens 4 Stunden und maximal 413 Tagen. Im PSM-Modus bleibt ein Gerät im Netz registriert, sendet und empfängt aber keine Daten mehr. Alle Datenpakete, die im PSM-Modus an das Gerät gesendet werden, werden vom Netz gespeichert und beim Aufwachen zugestellt. Beim Aufwachen aus dem PSM-Modus ist ein Gerät nur für eine bestimmte Dauer aktiv. Diese aktive Zeitdauer wird ebenfalls mit dem Netz ausgehandelt.

Während des PSM-Zyklus verbraucht ein Gerät deutlich weniger Strom als ein Gerät im eDRX-Schlaf. Wenn es jedoch erwacht, muss es im Vergleich zu einem Gerät, das aus dem eDRX-Schlaf erwacht, länger aktiv sein (etwa 100-200 Millisekunden), um Kontrollnachrichten mit dem Netz zu empfangen und zu übertragen, bevor es Daten empfängt. Um maximale Energieeinsparungen zu erzielen, kann eDRX zusammen mit PSM verwendet werden, um die Aktivitätsdauer eines Geräts nach dem Aufwachen aus PSM zu verringern.

Was sind die wichtigsten Anwendungsfälle der eDRX-Technologie?

Bei Geräten, die LTE-M-Netze nutzen, kann die minimale eDRX-Zeit bis zu 5,12 Sekunden betragen und bis zu 43 Minuten reichen.

Bei Geräten, die NB-IoT-Netze nutzen, kann die minimale Ruhezeit bis zu 10,24 Millisekunden betragen, die maximale Zeit bis zu etwa drei Stunden.

eDRX ist daher eine gute Energiesparoption für Geräte, bei denen der Akku geschont werden soll, das Gerät aber dennoch den ganzen Tag über erreichbar sein muss - sei es alle paar Sekunden oder bis zu mehreren Stunden.

Beispiele für Anwendungsfälle sind:

  • Asset-Tracker für die Logistik
  • Industrielle Leistungsüberwachungssysteme
  • Intelligente Netztechnik
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Was sind die wichtigsten Anwendungsfälle der PSM-Technologie?

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Die Ruhezeiten für PSM sind wesentlich länger als für eDRX. Dies macht PSM zu einer guten Option für Energiesparmaßnahmen, bei denen es akzeptabel ist, dass das Gerät über einen längeren Zeitraum am Tag nicht erreichbar ist.

Beispiele für Anwendungsfälle sind:

  • Wasser-, Boden- oder Drucküberwachungssensoren, bei denen das Gerät vielleicht nur ein- oder zweimal am Tag Daten übertragen muss.

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