Mõtted rahvusstandardi NB-Fi ja arveldussüsteemide üle

Lühidalt peamistest

2017. aastal ilmus Habrisse artikkel “Rosstandardi esitati projekti rahvusstandardi NB-FI jaoks asjade interneti kohta”. 2018. aastal töötas tehniline komitee “Küberfüüsilised süsteemid” kolme IoT projekti kallal:

GOST R „Infotehnoloogiad. Asjade internet. Termid ja definitsioonid”,
GOST R „Infotehnoloogiad. Asjade internet. Asjade interneti ja tööstusliku asjade interneti viidete arhitektuur”, GOST R „Infotehnoloogiad. Asjade internet. Asjade interneti andmevahetuse protokoll kitsasvööndis (NB-FI)”.

2019. aasta veebruaris kiideti heaks PNST-2019 „Infotehnoloogiad. Asjade internet. Traadita andmeedastusprotokoll NB-Fi kitsasvööndilise modulatsiooni alusel”. Alates 1. aprillist 2019 on see jõustunud ja lõpetab oma kehtivuse 1. aprillil 2022. Kolme aasta jooksul peab eelnõu praktikas tõestama ennast, selle turupotentsiaal tuleb hinnata ja standardile tuleb ette valmistada muudatused.

Meedias positsioneeritakse dokument aktiivselt kui “esimene rahvuslik IoT standard Venemaa Föderatsioonis, millel on potentsiaal muutuda rahvusvaheliseks standardiks” ning tuuakse näiteks NB-Fi rakendatud “VAVIOCT” projekt Kazahstanis.

Ohoo. Nii palju linke sellises lühikeses tekstis. Siin on selle osa lõplik link — eelnõu standardi esimeses versioonis tekst, neile, kellel on laisk google’ida. Standardi tehnilised näitajad on parem vaadata selles dokumendis, artiklis me neid mainima ei hakka.

Andmete edastusstandardite kohta IoT

Võrgus võib leida umbes 300 protokolli/tehnoloogiat, mis seondub andmete edastamisele seadmete vahel, mida võib liigitada IoT-ks. Elame Venemaal, töötame B2B-s, seega käsitleme publikatsioonis vaid mõnda:

• NB-IoT

Mobiilside standard telemeetria seadmete jaoks. Üks kolmest, mis rakendatakse LTE Advanced võrkudes — NB-IoT, eMTC ja EC-GSM-IoT. Venemaa kolme suurima mobiilsideoperaatori poolt avati 2017-2018 aastatel NB-IoT-ga töötavad võrguosad. eMTC ja EC-GSM-IoT ei jää operaatorite tähelepanuta, kuid neid eraldi mainima ei hakka.

• LoRa

Töötab litsentsimata sagedustel. Standardist on hästi räägitud 2017. aasta lõpus ilmunud artiklis “Mis on LoRaWan” Habrisse. Elab Semtechi kiipidel.

• “Strizh”

Töötas litsentseerimata sagedustel. Kohalik teenusepakkuja, kes pakub lahendusi elamumajandusele ja teistele valdkondadele. Kasutab oma protokolli XNB. Räägitakse tootmisest Venemaal, kuid lubatakse tagada massiline kiipide tootmine Venemaal alles 2020. aastal, seni elatakse ON Semiconductor (ON Semiconductor AX8052F143) peal.

• Uus NB-Fi

Töötas litsentseerimata sagedustel. Kasutab sama kiipi ON Semiconductor AX8052F143 nagu "Strizh", tehnilised näitajad on sarnased, samuti on lubadusi oma kiipide tootmise kohta Venemaal. Seega jälgitav seos on olemas. Protokoll on avatud.

Arvestades integreerimist arveldussüsteemidega

Neile, kes on proovinud koostada „nutikodu“, saab kiiresti selgeks, et erinevate tootjate andurite kasutamine on märkimisväärselt keeruline. Isegi kui kahe seadme puhul on samad sõnumid side tehnoloogia osas — selgub, et nad ei soovi üksteisega suhelda.

B2B-segmendis on olukord sarnane. Protokollide ja kiipide arendajad soovivad teenida raha. Projekti alustamine LoRa tehnoloogiaga tähendab, et vaja on ikkagi Semtechi kiipidele põhinevat varustust. Eestimaalase tootja poole pöördudes võib saada tasu ning osta teenuseid ja baasjaamu ning tulevikus, kui kiipide tootmine Venemaal edukalt käivitub, on võimalik seadmeid/komponente osta ainult piiratud arvult tootjatelt.

Me töötame telekommunikatsiooniseadmetega ja meile on tavaline saada andmeid seadmete telemeetriast, koguda, normaliseerida ja edastada edasi erinevatesse infotehnoloogiasüsteemidesse. Selle tööploki eest vastutab meie Forward TI (Traffic Integrator). Tüüpiliselt näeb see välja nii:

Kliendi andmete kogumise vajaduste laienemise korral ühendatakse täiendavad moodulid:

Hinnanguline IoT-seadmete turu kasv kiirus on maailmas 18-22% aastas ja Venemaal kuni 25%. Aprillis 2019 Moskvas toimunud IoT Tech Spring konverentsil mainis Andrei Kolesnikov, Interneti-asjade Assotsiatsiooni direktor, aastakasvuks 15-17%, kuid internetis liigub erinevat infot. Aprillis 2019 RIF konverentsil anti slaididel ülevaade Venemaa Interneti-asjade turu aastasest kasvust, mis oli 18% kuni 2022. aastani, sealhulgas öeldi, et Venemaa turu maht 2018. aastal oli 3,67 miljardit dollarit. Iseloomulik on, et samal slaidil mainiti ka tänase artikli teemat „Esimene Venemaa dokument IoT valdkonna standardiseerimiseks on kinnitatud…“. Meie arvates on nüüd tekkinud tegelik vajadus integreerida UNB/LPWAN baasjaamad ja telekommunikatsiooniserverid arveldussüsteemidesse.

Mõtted

Esimene rida

Andmete edastusprotokoll või üldiselt transpordifunktsiooni rakendamine ei ole suurt tähtsust omav (räägime taas sellest, et IoT ei ole lihtsalt internetiga ühendatud triikraud, vaid infrastruktuur või ökosüsteem). Andmeid kogutakse täiesti erinevatest seadmetest ja kasulik koormus on samuti mitmekesine. Tõenäoliselt ei ehita elektrienergia tarnija ühte andmete kogumise võrku, gaasitarnija teist, kanalisatsiooni teenuste osutaja kolmandat jne. See ei ole mõistlik ning tundub ebatõenäoline.

See tähendab, et tingitud asukohas organiseeritakse võrk ühe põhimõtte järgi ja andmeid kogub üks organisatsioon. Nimetame seda organisatsiooni andmete kogumise operaatoriks.

Andmete kogumise operaator võib olla teenindusettevõte, mis teostab ainult andmete edastamist, või täieõiguslik vahendaja, kes võtab enda kanda kõik tasumisega seotud keerukused, korraldab teenuste eest tasumist, suhtleb lõppkasutajate ja teenusepakkujatega.

Olen korduvalt näinud, kuidas inimesed võtavad postkastist välja viis arvet kuus, mis on mulle endale tuttav. Erinev arve gaasi, erinev elektrile, erinev kapitaalremondi, erinev veearve ja erinev hooldusteenuse arve. Ja see ei hõlma makseid, mis on saadaval ainult veebis – interneti juurdepääs, mobiiltelefonid, tellimused erinevatele sisuteenustele. Kusagil on võimalik seadistada automaatmakset, kusagil mitte. Kuid üldine olukord on see, et on saanud traditsiooniks istuda kord kuus ja maksta kõik arved, protsess võib kesta pool tundi kuni tund, ja kui teenusepakkujate infotehnoloogias on jälle viga, tuleb osa makseid teisele päevale edasi lükata. Eelistaksin suhelda ühe teenusepakkujaga, kes katab kõik teenused, mitte jagada tähelepanu kümnete arvetega ja veebisaitidega. Kaasaegsed pangad muudavad elu lihtsamaks, kuid mitte täielikult.

Seetõttu on tarbitud teenuste automaatne andmete kogumine ja edastamine lõppkasutaja teenuste eest maksmiseks ühte "akna" – see on hea. Ülalmainitud andmete kogumine liikluse integreerijate kaudu, nagu meie Forward TI, on vaid jäämäe tipp. Liikluse integreerija on esimene rida, mille kaudu kogutakse telemeetriat ja kasulikku koormust, ning erinevalt teenusepakkujatest, kelle jaoks on oluline tarbimise maht iseenesest, on IoT-s prioriteediks kasulik koormus.

Vaatame lähendatult, millega tegeleb esimene rida telekomi näitel. On operaator, kes pakub Side teenuseid. Toimub 30-minutiline kõne. 15 minutit ärakuulamist jääb ühte päeva, 15 teise. Telefonijaam, mis asub päevade piiril, jagab kõne kaheks ja salvestab selle kaheks CDR-iks, praktiliselt muutes ühe kõne kaheks. TI, kasutades kaudseid märke, liidab sellise kõne kokku ja edastab tariifimise süsteemi teabe ühe kõne kohta, kuigi seadmest on andmed tulnud kahe kohta. Andmete kogumise tasandil peaks olema süsteem, mis suudab selliseid konflikte lahendada. Ja järgmine süsteem peab juba saama normaliseeritud andmeid.

Teave liikluse integreerijas mitte ainult normaliseeritakse, vaid ka rikastatakse. Veel üks näide: telefonijaamast ei tule andmeid tsoonipõhise tariifimise jaoks, kuid me teame, millisest asukohast kõne tehti, ning TI lisab geograafiliste tariifitsoonide teabe andmetesse, mida edastatakse järgmisse infosüsteemi. Samuti saab määrata kõiki arvutatud parameetreid. See on lihtsa tsoonimise või andmete rikastamise näide.

Teine funktsioon liikluse integreerijas on andmete kogumine. Näide: seadmetelt tuleb andmeid iga minuti järel, kuid arvestus süsteemile edastab andmeid tunni kaupa. Arvestussüsteemis jäävad alles ainult tariifimiseks ja arve esitamiseks vajalikud andmed, selle asemel, et luua 60 kirjet, tehakse ainult üks. Samuti toimub 'toores' andmete varukoopia tegemine juhuks, kui nende töötlemist on vaja.

Teine rida

Jätkame idee arendamist aggregeerijast, kes on saanud täielikuks vahendajaks. Selline operaator teenindab andmekogumise võrku ja eraldab telemeetria ning kasuliku koormuse. Telemeetria kasutatakse oma vajaduste jaoks, andmekogumise võrgu korralikult toimimise tagamiseks, samas kui kasulik koormus töödeldakse, rikastatakse, normaliseeritakse ja edastatakse teenusepakkujatele.

Minut isesoondumiseks, sest on lihtsam oma tarkvaraga illustreerida kui välja mõelda abstraktseid näiteid.

Sellel real kasutab aggregeerija oma inventaris:

• Arveldus, mis arvestab ettevalmistatud andmete saamist TI-st, seob need registreeritud klientidega (tellijatega), korrektse tariifimise nende andmete jaoks vastavalt kasutatavale tariifiplaanile, arve ja kviitungite koostamise, rahade vastuvõtmise tellijatelt ning jaotamise vastavatele kontodele ja bilanssidele.
• PC (Toote Kataloog) komplekssete paketipakkumiste loomiseks ja teenuste haldamiseks nende pakettide koosseisus, täiendavate teenuste ühendamise reeglite määramine.
• BMS (Balansihaldur), see süsteem peab olema mitme saldo haldamise võimalusega, nõuab paindlikku teenuste arveldamise juhtimist ning võimaldab kasutada mitmeid spetsialiseeritud arveldussüsteeme, mis teenindavad eraldi teenuseid ja koguvad nendelt saadud andmeid abonendi üldsaldo kohta.
• eShop, et suhelda lõppkasutajatega, luua avalik teenuste vitriin, anda juurdepääs isiklikule kontole koos kõigi kaasaegsete funktsioonidega nagu teenuste kasutamise statistika, teenuste lülitamine online'is ja uute teenuste taotlused.
• BPM (Äriprotsesside) automatiseerimine on suunatud nii abonentide teenindamisele kui ka teenusepakkujatega suhtlemisele.

Kolmas rida

Siit algab minu arvates kõige huvitavam osa.

Esiteks, tekib vajadus PRM (Partnerite Halduse Süsteemide) järele, mis võimaldab paindlikult hallata agendi- ja partnerite skeeme. Ilma sellise süsteemita on keeruline hallata partnerite ja teenusepakkujate tööd.

Teiseks, tekib vajadus andmehoidla (DWH) järele analüüsimiseks. Siin on ruumi laiendada BigData analüüse telemeetria andmete ja kasuliku koormuse põhjal, siia läheb ka BI-tööriistade vitriinide loomine ja erineva taseme analüüs.

Kolmandaks, nagu tordi kirsiks, võib kompleksi täiendada prognoosimissüsteemiga, nagu Forward Forecast. See süsteem võimaldab koolitada matemaatilist mudelit, mis tugineb süsteemile, segmenteerida abonentide baasi ning koostada tarbimise ja käitumise prognoose.

Koos moodustab see üsna keerulise infosüsteemi operaator-aggregaatori jaoks.

Miks me artiklis eristame kolme rida, mitte ei ühenda neid? Asi on selles, et ärisüsteemis on tavaliselt olulised mitmed kokkuvõtvad parameetrid. Ülejäänu on vajalik jälgimiseks, teenindamiseks, aruandluse analüüsiks ja prognoosimiseks. Üksikasjalik teave on vajalik turvalisuse ja Big Data jaoks, sest sageli ei tea me, millised parameetrid ja mille kriteeriumite alusel analüüsime Big Data analüütikute poolt, seega edastatakse DWH-s kõik andmed algses vormis.

Ärire süsteemides, kus on juhtimisfunktsioonid – arveldus, PRM, ei vajata enam osa parameetreid, mis tulid seadmetelt, telemeetria. Seetõttu filtreerime välja üleliigsed väljad ja eemaldame need. Vajadusel rikastame andmeid mõningate reeglite alusel, aga gregeerime ja lõpuks normeime need edastamiseks äritootedesse.

Nii et selgub, et esimene rida kogub tooreid andmeid kolmandalt realt ja kohandab need teisele. Teine töötab normaalsete andmete peal ja tagab ettevõtte operatiivset tegevust. Kolmas võimaldab tooretest andmetest tuvastada kasvupunkte.

Mida me tulevikus ootame ja IoT projektide majandusest

Alustame majandusest. Ülalpool kirjutasime turu mahust. Tundub, et juba on piisavalt suured rahad rakendatud. Kuid me oleme näinud, kuidas ei sobi majandusprojektide, mida on proovitud meie abiga ellu viia, või mille osas meid on kutsutud hindamiseks. Näiteks arvutasime M2M MVNO loomise sim-kaartide abil, et koguda telemeetria teatud tüüpi seadmetelt. Projekti ei käivitatud, kuna majandusmudel osutus elujõuetuks.

Suurte telekomiorganisatsioonide edendavad IoT turule – neil on infrastruktuur, valmis tehnoloogiad. Uute inimkasutajate arv Venemaal kasvab üsna vähe. Kuid IoT turg pakub suurepäraseid võimalusi kasvu ja täiendava kasumi saamiseks oma võrkudest. Praegu testitakse esialgset riiklikku standardit, kuni väikesed entusiastide ettevõtted valivad erinevaid UNB/LPWAN rakendamise võimalusi, investeerib suur äri turu hõivamisse.

Me usume, et aja jooksul hakkab mõni üksik andmeedastusstandard/protokoll domineerima, nagu see juhtus mobiilsidega. Pärast seda riskid vähenevad, varustus muutub kergemini kättesaadavaks. Kuid turuosa sel hetkel võib juba olla pooleldi hõivatud.

Tavalised inimesed harjuvad teenusega, neile on mugav, kui automatiseeritud seadmed jälgivad vett, gaasi, elektrit, internetti, kanalisatsiooni, soojust, tagavad turva- ja tulekahjusignalisatsiooni, häireklli, videovalve töö. Inimesed valmivad massiliseks IoT kasutamiseks KÜ-s järgmise 2-5 aasta jooksul. Veidi rohkem aega läheb usalduse saamiseks robotitele külmkapi ja raua osas, aga see aeg ei ole ka kaugel.

Kartused

Eelneva riiklik standard NB-Fi on kõvasti esindatud kui rahvusvahelise tunnustuse kandidaat. Positiivsete külgede hulgas on madalad raadiosaatjate kulud seadmete jaoks ja nende tootmise võimalus Venemaal. Veel 2017. aastal mainiti ühes ülaltoodud artiklis Habr's, et

NB-Fi standardi baasjaama hind jääb vahemikku 100-150 tuhat rubla, raadio Moodul seadme ühendamiseks võrku maksab umbes 800 rubla, info kogumise ja edastamise kontrollerite hind on kuni 200 rubla, patarei hind on 50-100 rubla.

Kuid praegu on need vaid plaanid ja tegelikult enamik elementaarsete komponentide tootmine toimub välismaal. Samuti on riiklikus standardis selgelt märgitud ON Semiconductor AX8052F143.

Loodame, et NB-Fi protokoll on tõeliselt avatud ja ligipääsetav, ilma impordiasendamiseks spekuleerimata ja sundimisega. See muutub konkurentsivõimeliseks tooteks.

IoT on moes. Kuid tuleb meeles pidada, et esmalt ei ole "asjade internet" seotud ainult detailide tegemise ja andmete saatmise pilve ühendamisega igast võimalikust asjast. “Asjade internet” tähendab infrastruktuuri ja optimeerimist masin-laiuselt masinale. Andmete traadita kogumine elektriarvestitelt iseenesest ei ole IoT. Kuid elektrienergia automatiseeritud jaotamine tarbijatele mitmest allikast — riiklikest, eraettevõtjatest — tervele asulale, sarnaneb juba originaalse asjade interneti kontseptsiooniga.

Millise standardi alusel ehitaksite oma andmekogumisvõrgu? Kas loote mingisuguseid lootusi NB-Fi peale, kas tasub investeerida arveldussüsteemide arendamisse selle standardi seadmete andmete kogumiseks? Kas olete osalenud IoT projektide elluviimises? Jagage oma kogemusi kommentaarides.

Ja palju õnne!

Allikas: habr.com