Überlegungen zum nationalen NB-Fi-Standard und den Abrechnungssystemen

Die wichtigsten Merkmale

Im Jahr 2017 erschien auf Habré eine Notiz: „Rosstandart wurde ein Entwurf eines nationalen NB-FI-Standards für das Internet der Dinge vorgelegt" Im Jahr 2018 hat der Fachausschuss „Cyber-physische Systeme“ arbeitete an drei IoT-Projekten:

GOST R „Informationstechnologien. Internet der Dinge. Begriffe und Definitionen",
GOST R „Informationstechnologien. Internet der Dinge. Referenzarchitektur des Internets der Dinge und des industriellen Internets der Dinge“, GOST R „Informationstechnologien. Internet der Dinge. Narrowband Internet of Things Exchange Protocol (NB-FI).“

Im Februar 2019 des Jahres wurde genehmigt PNST-2019 „Informationstechnologien. Internet der Dinge. Drahtloses Datenübertragungsprotokoll basierend auf Schmalbandmodulation des NB-Fi-Funksignals.“ Es trat am 1. April 2019 in Kraft und endet am 1. April 2022. Während der dreijährigen Gültigkeit muss die vorläufige Norm in der Praxis erprobt, ihr Marktpotenzial beurteilt und Änderungen der Norm vorbereitet werden.

In den Medien wird das Dokument aktiv als „der erste nationale IoT-Standard der Russischen Föderation mit der Aussicht, ein internationaler Standard zu werden“ positioniert und als Beispiel das auf NB-Fi implementierte „VAVIOT“ angeführt. Projekt in Kasachstan.

Ähhh. Wie viele Links enthält ein so kurzer Text? Hier Letzter Link für diesen Abschnitt — zum Text des vorläufigen Standards in der ersten Ausgabe für diejenigen, die zu Google zu faul sind. Es ist besser, sich die Leistungsmerkmale des Standards in diesem Dokument anzusehen; wir werden sie im Artikel nicht erwähnen.

Über IoT-Datenübertragungsstandards

Im Internet finden Sie etwa 300 Protokolle/Technologien zur Datenübertragung zwischen Geräten, die als IoT klassifiziert werden können. Wir leben in Russland und arbeiten im B2B-Bereich, daher werden wir in dieser Veröffentlichung nur einige davon ansprechen:

• NB-IoT

Mobilfunkstandard für Telemetriegeräte. Eines von drei, die in LTE Advanced-Netzwerken implementiert sind – NB-IoT, eMTC und EC-GSM-IoT. Die drei großen Mobilfunkbetreiber der Russischen Föderation haben in den Jahren 2017–2018 Teile von Netzwerken bereitgestellt, die mit NB-IoT arbeiten. Betreiber vergessen eMTC und EC-GSM-IoT nicht, aber wir werden sie jetzt nicht gesondert hervorheben.

• LoRa

Arbeitet auf nicht lizenzierten Frequenzen. Der Standard wird Ende 2017 im Artikel „What is LoRaWan“ auf Habré ausführlich beschrieben. Lebt von Semtech-Chips.

• "Schnell"

Arbeitet auf nicht lizenzierten Frequenzen. Inländischer Anbieter von Lösungen für den Wohnungsbau, kommunale Dienstleistungen und andere Branchen. Verwendet ein eigenes XNB-Protokoll. Sie sprechen von einer Produktion in Russland, versprechen jedoch, die Massenproduktion von Chips in Russland erst im Jahr 2020 sicherzustellen, während sie von ON Semiconductor (ON Semiconductor AX8052F143) leben.

• Frisches NB-Fi

Arbeitet auf nicht lizenzierten Frequenzen. Es verwendet den gleichen ON Semiconductor AX8052F143-Chip wie „Strizh“, die Leistungsmerkmale sind ähnlich, es gibt auch Ankündigungen zur Produktion eigener Chips in Russland. Generell lässt sich der Zusammenhang nachvollziehen. Das Protokoll ist offen.

Über die Integration mit der Abrechnung

Wer versucht hat, sich ein „Smart Home“ zu bauen, dem wird schnell klar, dass die Verwendung von Sensoren unterschiedlicher Hersteller deutlich komplizierter ist. Auch wenn wir auf zwei Geräten die gleiche Aufschrift zur Kommunikationstechnik sehen, stellt sich heraus, dass sie nicht miteinander kommunizieren wollen.

Im B2B-Segment ist die Situation ähnlich. Entwickler von Protokollen und Chips wollen Geld verdienen. Wenn Sie ein Projekt mit LoRa starten, müssen Sie auf jeden Fall Ausrüstung auf Semtech-Chips kaufen. Wenn Sie sich an einen inländischen Hersteller wenden, können Sie Dienste und Basisstationen kaufen, und in Zukunft, mit dem erfolgreichen Start der Chipproduktion in Russland, kann die Geräte-/Elementbasis möglicherweise nur von einer begrenzten Anzahl von Anbietern erworben werden .

Wir arbeiten mit Telekommunikationsgeräten und es ist üblich, dass wir Gerätetelemetriedaten empfangen, aggregieren, normalisieren und an verschiedene Informationssysteme weiterleiten. Für diesen Arbeitsblock ist Forward TI (Traffic Integrator) verantwortlich. Typischerweise sieht es so aus:

Bei steigenden Kundenbedürfnissen zur Datenerfassung werden zusätzliche Module angeschlossen:

Die geschätzte Wachstumsrate des IoT-Gerätemarktes beträgt weltweit 18–22 % pro Jahr und in Russland bis zu 25 %. Im April, auf der IoT Tech Spring 2019 in Moskau, kündigte Andrei Kolesnikov, Direktor der Internet of Things Association, ein jährliches Wachstum von 15–17 % an, doch im Internet kursieren unterschiedliche Informationen. Beim RIF im April 2019 lieferten die Folien Daten zum jährlichen Wachstum des russischen Internet-der-Dinge-Marktes von 18 % bis 2022, und dort wurde das Volumen des russischen Marktes im Jahr 2018 angegeben – 3.67 Milliarden US-Dollar. Bezeichnenderweise wurde auf derselben Folie auch der Grund für den heutigen Artikel „Das erste russische Dokument zur Standardisierung im Bereich IoT wurde genehmigt...“ erwähnt. Unserer Meinung nach besteht ein echter Bedarf, UNB/LPWAN-Basisstationen und Telekommunikationsserver routinemäßig in Abrechnungssysteme zu integrieren.

denken

Erste Zeile

Das Datenübertragungsprotokoll oder die Implementierung der Transportfunktion im Allgemeinen werden keine große Rolle spielen (wir sprechen wieder über die Tatsache, dass IoT nicht nur ein mit dem Internet verbundenes Eisen ist, sondern eine Infrastruktur oder ein Ökosystem). Die Daten werden von völlig unterschiedlichen Geräten erfasst und auch die Nutzlast wird unterschiedlich sein. Es ist unwahrscheinlich, dass ein Stromversorger ein Datenerfassungsnetz aufbaut, ein Gasversorger sein zweites Netz, ein Abwasserdienstleister ein drittes usw. Das ist nicht rational und erscheint unwahrscheinlich.

Dies bedeutet, dass das Netzwerk an einem bedingten Standort nach einem Prinzip organisiert wird und eine Organisation Daten sammelt. Nennen wir eine solche Organisation einen Datenaggregator-Betreiber.

Ein Aggregator-Betreiber kann eine Serviceabteilung sein, die nur Daten überträgt, oder ein vollwertiger Vermittler, der sich um alle Komplexitäten der Tarifierung, der Organisation der Bezahlung der bereitgestellten Dienste und der Interaktion mit Endkunden und Dienstanbietern kümmert.

Ich habe schon oft gesehen, wie Leute jeden Monat 5 Quittungen aus ihrem Briefkasten kramten; diese Situation kommt mir bekannt vor. Separate Rechnung für Gas, separate Rechnung für Strom, separate Rechnung für größere Reparaturen, separate Rechnung für Wasser, separate Rechnung für Hauswartung. Dabei ist die Zahlung monatlicher Rechnungen, die nur online erfolgen, nicht mitgerechnet – die Zahlung für Internetzugang, Mobiltelefone, Abonnements für verschiedene Dienste von Inhaltsanbietern. An manchen Orten können Sie die automatische Zahlung einrichten, an anderen nicht. Aber die allgemeine Situation ist so, dass es bereits zur Tradition wird – sich einmal im Monat hinzusetzen und alle Rechnungen zu bezahlen, kann sich der Prozess über eine halbe oder eine Stunde hinziehen, und wenn wieder einmal etwas in den Informationssystemen der Lieferanten ist Panne, dann muss man einen Teil der Zahlungen auf einen anderen Tag verschieben. Ich würde es vorziehen, in allen Fragen mit einem einzigen Dienstleister zusammenzuarbeiten, anstatt meine Aufmerksamkeit auf ein Dutzend Zahlungsdienste und Websites aufzuteilen. Moderne Banken machen das Leben einfacher, aber nicht vollständig.

Daher ist die automatische Erfassung von Daten über in Anspruch genommene Dienste und die Überweisung der Zahlung für Dienste an den Endkunden in einem „Fenster“ von Vorteil. Die oben erwähnte Datenerfassung durch Verkehrsintegratoren, wie beispielsweise unseren Forward TI, ist nur die Spitze des Eisbergs. Der Verkehrsintegrator stellt die erste Leitung dar, über die Telemetriedaten und Nutzlast erfasst werden, und im Gegensatz zu Anbietern, die sich um das Volumen des Verkehrsverbrauchs selbst kümmern, wird im IoT der Nutzlast Priorität eingeräumt.

Nehmen wir ein genaues Beispiel aus der Telekommunikation, um zu sehen, was die erste Zeile bewirkt. Es gibt einen Betreiber, der Kommunikationsdienste anbietet. Es gibt ein Gespräch, das 30 Minuten dauert. An einem Tag dauerten die Anrufe 15 Minuten, an anderen 15 Minuten. Die Telefonzentrale an der Tagesgrenze teilte den Anruf auf und zeichnete ihn in 2 CDRa auf, sodass aus einem im Wesentlichen zwei Anrufe wurden. Basierend auf indirekten Beweisen wird TI einen solchen Anruf kleben und Daten über einen Anruf an das Tarifsystem übermitteln, obwohl die Daten von den Geräten über zwei kamen. Auf der Datenerfassungsebene muss es ein System geben, das solche Kollisionen lösen kann. Das nächste System sollte jedoch bereits normalisierte Daten erhalten.

Die Informationen im Verkehrsintegrator werden nicht nur normalisiert, sondern auch angereichert. Ein weiteres Beispiel: Die Telefonzentrale erhält keine Daten für die zonale Gebührenerhebung, aber wir wissen, von welchem ​​Ort aus der Anruf getätigt wurde, und TI fügt den Daten, die es an das nächste Informationssystem übermittelt, Informationen über geografische Gebührenzonen hinzu. Ebenso können Sie beliebige berechnete Parameter eingeben. Dies ist ein Beispiel für eine einfache Zoneneinteilung oder Datenanreicherung.

Eine weitere Funktion eines Verkehrsintegrators ist die Datenaggregation. Beispiel: Daten kommen jede Minute von Geräten, aber TI sendet stündlich Daten an das Buchhaltungssystem. Im Buchhaltungssystem verbleiben nur die für die Tarifierung und Rechnungsstellung erforderlichen Daten, statt 60 Einträgen erfolgt nur eine einzige. In diesem Fall werden „Rohdaten“ für den Fall einer Verarbeitung gesichert.

Zweite Zeile

Lassen Sie uns die Idee eines Aggregators weiterentwickeln, der zu einem vollwertigen Vermittler geworden ist. Ein solcher Betreiber verwaltet das Datenerfassungsnetzwerk und trennt Telemetrie und Nutzlast. Die Telemetrie wird für den eigenen Bedarf genutzt, um das Datenerfassungsnetzwerk in gutem Zustand zu halten, und die Nutzlast wird verarbeitet, angereichert, normalisiert und an Dienstanbieter übertragen.

Ein Moment der Eigenwerbung, denn es ist einfacher, mit der eigenen Software zu veranschaulichen, als sich abstrakte Beispiele auszudenken.

In dieser Zeile verwendet der Aggregator in seinem Inventar:

• Abrechnung, die den Erhalt vorbereiteter Daten von TI berücksichtigt, diese mit registrierten Verbrauchern (Abonnenten) verknüpft, die korrekte Preisgestaltung dieser Daten gemäß dem verwendeten Tarifplan vornimmt, Rechnungen und Quittungen erstellt, Gelder von Abonnenten entgegennimmt und diese an die TI sendet entsprechende Konten und Salden.
• PC (Produktkatalog) zum Erstellen komplexer Paketangebote und zur Verwaltung von Diensten als Teil dieser Pakete sowie zum Festlegen von Regeln für die Anbindung zusätzlicher Dienste.
• BMS (Balance Manager), dieses System muss multibilanziell sein, es erfordert eine flexible Verwaltung der Abschreibungen für verschiedene Dienste, es ermöglicht auch die Verwendung mehrerer spezialisierter Abrechnungssysteme, die einzelne Dienste bedienen und die von ihnen erhaltenen Berechnungen zusammenfassen Verhältnis zum Gesamtsaldo des Abonnenten.
• eShop zur Interaktion mit Endverbrauchern, zur Erstellung einer öffentlichen Präsentation von Diensten, zur Bereitstellung des Zugriffs auf Ihr persönliches Konto mit allen modernen Extras wie Statistiken über die Nutzung von Diensten, Online-Wechsel von Diensten und Anfragen nach neuen Diensten.
• BPM (Business Processes) Automatisierung von Aggregator-Geschäftsprozessen, die sowohl auf die Betreuung von Abonnenten als auch auf die Interaktion mit Dienstanbietern abzielt.

dritte Zeile

Hier beginnt aus meiner Sicht der Spaß.

Erstens besteht Bedarf an PRM-Klassensystemen (Partner Management System), die eine flexible Verwaltung von Agentur- und Partnerschaftsprogrammen ermöglichen. Ohne ein solches System wird es schwierig sein, die Arbeit von Partnern und Lieferanten zu verwalten.

Zweitens besteht Bedarf an DWH (Data Warehouse) zur Analyse. Es besteht die Möglichkeit, mit BigData die Telemetrie- und Nutzdatendaten zu erweitern, und dazu gehört auch die Erstellung von Showcases für BI-Tools und Analysen auf verschiedenen Ebenen.

Drittens und als Sahnehäubchen können Sie den Komplex durch ein Prognosesystem wie Forward Forecast ergänzen. Mit diesem System können Sie das dem System zugrunde liegende mathematische Modell trainieren, die Abonnentenbasis segmentieren und Prognosen zum Verbrauch und zum Abonnentenverhalten erstellen.

Insgesamt ergibt sich eine recht komplexe Informationsarchitektur des Aggregatorbetreibers.

Warum heben wir im Artikel drei Zeilen hervor und kombinieren sie nicht? Tatsache ist, dass ein Geschäftssystem normalerweise mehrere aggregierte Parameter berücksichtigt. Der Rest wird für Überwachung, Wartung, Berichtsanalyse und Prognose benötigt. Für Sicherheit und Big Data sind detaillierte Informationen erforderlich, da wir oft nicht wissen, nach welchen Parametern und nach welchen Kriterien Analysten Big Data analysieren, sodass alle Daten in ihrer ursprünglichen Form an DWH übertragen werden.

In Geschäftssystemen mit Verwaltungsfunktionen – Abrechnung, PRM, werden einige der Parameter, die von den Geräten stammen, Telemetrie nicht mehr benötigt. Daher filtern und entfernen wir unnötige Felder. Bei Bedarf reichern wir die Daten nach bestimmten Regeln an, aggregieren sie und normalisieren sie schließlich für die Übergabe an Geschäftssysteme.

Es stellt sich also heraus, dass die erste Zeile Rohdaten für die dritte Zeile sammelt und diese für die zweite anpasst. Der zweite arbeitet mit normalisierten Daten und stellt die operativen Aktivitäten des Unternehmens sicher. Mit der dritten Möglichkeit können Sie Wachstumspunkte anhand von Rohdaten identifizieren.

Was erwarten wir in der Zukunft und über die Wirtschaftlichkeit von IoT-Projekten?

Zunächst zur Wirtschaft. Wir haben oben über das Marktvolumen geschrieben. Es scheint, dass es bereits um ziemlich viel Geld geht. Aber wir sahen, dass die Wirtschaftlichkeit der Projekte, die sie mit unserer Hilfe umzusetzen versuchten oder zu deren Bewertung wir eingeladen wurden, nicht stimmte. Beispielsweise wollten wir einen MVNO für M2M erstellen, der SIM-Karten verwendet, um Telemetriedaten von einem bestimmten Gerätetyp zu sammeln. Das Projekt wurde nicht gestartet, da sich das Wirtschaftsmodell als unrentabel erwies.

Große Telekommunikationsunternehmen drängen in den IoT-Markt – sie verfügen über Infrastruktur und vorgefertigte Technologien. In Russland gibt es eine ganze Reihe neuer menschlicher Abonnenten. Der IoT-Markt bietet jedoch hervorragende Wachstumschancen und die Erzielung zusätzlicher Gewinne aus ihren Netzwerken. Während der vorläufige nationale Standard getestet wird und kleine begeisterte Unternehmen verschiedene Optionen für die Implementierung von UNB/LPWAN wählen, werden große Unternehmen Geld in die Eroberung des Marktes investieren.

Wir gehen davon aus, dass sich mit der Zeit ein Standard/Protokoll für die Datenübertragung durchsetzen wird, so wie es auch bei der Mobilfunkkommunikation der Fall war. Danach verringern sich die Risiken und die Ausrüstung wird leichter zugänglich. Aber zu diesem Zeitpunkt könnte der Markt bereits zur Hälfte erobert sein.

Normale Menschen gewöhnen sich an den Service; sie fühlen sich wohl, wenn automatisierte Geräte Wasser, Gas, Strom, Internet, Kanalisation, Wärme berücksichtigen und den Betrieb von Sicherheits- und Feuermeldern, Panikknöpfen und Videoüberwachung gewährleisten. In den nächsten zwei bis fünf Jahren werden sich die Menschen dem massiven Einsatz von IoT im Wohnungs- und Kommunaldienstleistungssektor hingeben. Es wird etwas länger dauern, Robotern einen Kühlschrank und ein Bügeleisen anzuvertrauen, aber auch dieser Zeitpunkt ist nicht mehr weit.

Anliegen

Der vorläufige nationale NB-Fi-Standard wurde lautstark als Anwärter auf internationale Anerkennung angekündigt. Zu den Vorteilen zählen die geringen Kosten für Funksender für die Geräte und die Möglichkeit ihrer Produktion in Russland. Bereits 2017 verkündete der oben erwähnte Artikel über Habré:

Eine Basisstation des NB-FI-Standards kostet etwa 100-150 Rubel, ein Funkmodul zum Anschließen eines Geräts an das Netzwerk etwa 800 Rubel und die Kosten für Controller zum Sammeln und Übertragen von Informationen vom Messgerät bis zu 200 Rubel , die Kosten für eine Batterie - 50-100 Rubel.

Aber das sind vorerst nur Pläne und tatsächlich wird ein wichtiger Teil der Grundbausteine ​​für die Geräte im Ausland produziert. Im PNST selbst wird explizit ON Semiconductor AX8052F143 genannt.

Ich würde gerne hoffen, dass das NB-Fi-Protokoll wirklich offen und zugänglich ist, ohne Spekulationen über Importsubstitution und -auferlegung. Es wird ein wettbewerbsfähiges Produkt werden.

IoT ist in Mode. Aber wir müssen uns vor allem daran erinnern, dass es beim „Internet der Dinge“ nicht darum geht, Daten aus allen möglichen Quellen aufzulisten und in die Cloud zu senden. „Internet der Dinge“ über Machine-to-Machine-Infrastruktur und -Optimierung. Die drahtlose Datenerfassung von Stromzählern ist kein IoT an sich. Doch die automatisierte Verteilung von Strom an Verbraucher aus mehreren Quellen – öffentliche, private Anbieter – für das gesamte besiedelte Gebiet ähnelt bereits dem ursprünglichen Konzept des Internets der Dinge.

Auf welchem ​​Standard würden Sie Ihr Datenerfassungsnetzwerk aufbauen? Haben Sie Hoffnungen auf NB-Fi? Lohnt es sich, in die Entwicklung von Abrechnungssystemen für die Datenerfassung von Geräten dieses Standards zu investieren? Vielleicht an der Umsetzung von IoT-Projekten beteiligt? Teilen Sie Ihre Erfahrungen in den Kommentaren.

Und viel Glück!

Source: habr.com