En résumé
En 2017, un article est apparu sur Habr intitulé «». En 2018, le comité technique « Systèmes cyberphysiques » :
GOST R « Technologies de l'information. Internet des objets. Termes et définitions »
, GOST R « Technologies de l'information. Internet des objets. Architecture de référence de l'internet des objets et de l'internet industriel », GOST R « Technologies de l'information. Internet des objets. Protocole d'échange pour l'internet des objets dans le spectre étroit (NB-FI) ».
En février 2019, PNST-2019 « Technologies de l'information. Internet des objets. Protocole de transmission sans fil basé sur la modulation étroite du signal radio NB-Fi ». Elle est entrée en vigueur le 1er avril 2019 et expirera le 1er avril 2022. Au cours de ces trois années, la norme préliminaire doit être testée en pratique, son potentiel commercial évalué, et des amendements à la norme préparés.
Dans les médias, le document est activement présenté comme « la première norme nationale IoT de la RF, avec la perspective de devenir une norme internationale », et est cité en exemple avec le projet NB-Fi « VAVIOТ » .
Ouh. Combien de liens dans un texte aussi court. Voici — vers le texte de la norme préliminaire dans sa première version pour ceux qui sont paresseux à chercher. Les spécifications techniques de la norme sont mieux consultées dans ce document, nous ne les mentionnerons pas dans l'article.
Sur les normes de transmission de données IoT
On peut trouver environ 300 protocoles/technologies de transmission de données entre dispositifs, qui peuvent être liés à l'IoT. Nous vivons en Russie, travaillons en B2B, donc dans cette publication, nous aborderons seulement quelques-uns :
- NB-IoT
Norme de communication mobile pour les dispositifs de télémétrie. L'une des trois normes mises en œuvre dans les réseaux LTE Advanced — NB-IoT, eMTC et EC-GSM-IoT. Les trois grands opérateurs de téléphonie mobile en RF ont déployé des segments de réseaux fonctionnant avec NB-IoT en 2017-2018. Les opérateurs ne délaissent pas eMTC et EC-GSM-IoT, mais nous ne les traiterons pas séparément pour l'instant.
- LoRa
Fonctionne sur des fréquences non licenciées. Une bonne présentation de la norme est faite dans un article de fin 2017 « Qu'est-ce que LoRaWan » sur Habr. Elle fonctionne sur des puces Semtech.
- « Stroj »
Fonctionne sur des fréquences non licenciées. Fournisseur national de solutions pour le secteur des services publics et d'autres industries. Utilise son propre protocole XNB. On parle de production en Russie, mais ils promettent d'assurer la production de masse de puces en Russie seulement en 2020, pour l'instant ils comptent sur ON Semiconductor (ON Semiconductor AX8052F143).
- Nouvelle NB-Fi
Fonctionne sur des fréquences non licenciées. Utilise la même puce ON Semiconductor AX8052F143 que le « Stizg », les caractéristiques techniques sont similaires, des annonces de production de puces propriétaires en Russie également. En général, un lien est établi. Le protocole est ouvert.
À propos de l'intégration avec les systèmes de facturation
Pour ceux qui ont essayé de créer leur propre 'maison intelligente', il devient rapidement évident que l'utilisation de capteurs de différents fabricants complique considérablement les choses. Même si deux appareils affichent la même mention de la technologie de communication, il s'avère qu'ils ne veulent pas communiquer entre eux.
Dans le segment B2B, la situation est similaire. Les développeurs de protocoles et de puces souhaitent générer des revenus. En commençant un projet avec LoRa, il sera nécessaire d'acheter du matériel basé sur des puces Semtech. En se concentrant sur un fabricant local, on peut obtenir en plus l'achat de services et de stations de base, et à l'avenir, avec un lancement réussi de la production de puces en Russie, on pourra potentiellement acheter du matériel/éléments uniquement auprès d'un nombre limité de fournisseurs.
Nous travaillons avec du matériel de télécommunication et il nous est habituel de recevoir des données de télémétrie des équipements, d'agréger, de normaliser et de transmettre ensuite dans divers systèmes d'information. Ce bloc de travail est géré par Forward TI (Traffic Integrator). Dans une option typique, cela se présente ainsi :
En cas d'élargissement des besoins du client en matière de collecte de données, des modules supplémentaires sont connectés :
La vitesse de croissance du marché des appareils IoT est estimée entre 18 et 22 % par an dans le monde et jusqu'à 25 % en Russie. En avril, lors de l'IOT Tech Spring 2019 à Moscou, Andreï Kolesnikov, directeur de l'Association de l'internet des objets, a annoncé une croissance annuelle de 15 à 17 %, mais des informations diverses circulent sur le net. Lors du RIF en avril 2019, des données sur la croissance annuelle du marché russe de l'Internet des objets ont été présentées, avec un taux de 18 % d'ici 2022, et le volume du marché russe en 2018 a été indiqué à 3,67 milliards de dollars. Il est à noter que cette même diapositive mentionnait aussi le moteur de cet article : « Le premier document russe sur la normalisation dans le domaine de l'IOT a été approuvé... ». À notre avis, il est temps d'intégrer de manière standard les stations de base UNB/LPWAN et les serveurs de télécommunications dans les systèmes de facturation.
Réflexions
Première ligne
Le protocole de transmission de données, ou même la mise en œuvre de la fonction de transport, n'aura pas beaucoup d'importance (nous parlons encore du fait que l'IOT n'est pas simplement un fer à repasser connecté à Internet, mais une infrastructure ou un écosystème). Les données seront recueillies à partir de divers appareils et la charge utile sera également variée. Il est peu probable qu'une entreprise fournisse de l'électricité construise un réseau de collecte de données, qu'un fournisseur de gaz fasse son propre réseau, des services d'assainissement un troisième, etc. Ce n'est pas rationnel et semble peu probable.
Cela signifie qu'une organisation mettra en place un réseau selon un même principe et qu'une seule organisation recueillera les données. Appelons cette organisation un opérateur-agrégateur de données.
L'opérateur-agrégateur peut être un service qui n'effectue que le transfert de données, ou un intermédiaire à part entière, qui prend en charge toutes les complexités de la tarification, de l'organisation du paiement des services fournis, de l'interaction avec les clients finaux et les fournisseurs de services.
J'ai souvent vu des gens sortir de leur boîte aux lettres cinq factures par mois, une situation qui m'est familière. Une facture séparée pour le gaz, une pour l'électricité, une pour les travaux de rénovation, une pour l'eau, et une pour l'entretien de l'immeuble. Sans compter les paiements mensuels qui ne sont disponibles qu'en ligne : l'accès à Internet, les téléphones mobiles, les abonnements à divers services de contenu. Dans certains cas, on peut configurer un paiement automatique, dans d'autres non. Mais la situation générale est que cela devient une tradition — s'asseoir une fois par mois pour régler toutes les factures, un processus qui peut s'étendre sur une demi-heure à une heure, et si pour une fois il y a des problèmes dans les systèmes d'information des fournisseurs, il faut reporter une partie des paiements à un autre jour. Je préférerais interagir avec un seul fournisseur pour toutes les questions, plutôt que de diviser mon attention entre une dizaine de factures et de sites. Les banques modernes simplifient la vie, mais pas complètement.
C'est pourquoi la collecte automatique des données liées aux services consommés et le transfert pour le client final des paiements de services dans une « fenêtre » unique est un avantage. La collecte de données mentionnée ci-dessus via des intégrateurs de trafic, tels que notre Forward TI, n'est que la partie émergée de l'iceberg. L'intégrateur de trafic représente la première ligne, à travers laquelle seront collectées les données de télémétrie et de charge utile. Contrairement aux fournisseurs qui se soucient principalement du volume de consommation de trafic en soi, dans l'IoT, la priorité sera donnée à la charge utile.
Prenons un exemple que nous connaitrons bien dans le domaine des télécommunications pour illustrer ce que fait la première ligne. Un opérateur propose des services de communication. Un appel de 30 minutes se produit. 15 minutes de cet appel tombent dans un jour, 15 autres dans un autre. La centrale téléphonique à la frontière des jours a divisé l'appel et l'a enregistré dans deux CDR, en essence, faisant deux appels à partir d'un seul. Le TI, sur la base d'indices indirects, réunira cet appel et transmettra au système de tarification les données d'un seul appel, bien que les données proviennent en réalité de deux. Au niveau de la collecte des données, il doit y avoir un système capable de résoudre de telles collisions. Le système suivant doit recevoir des données déjà normalisées.
Les informations dans l'intégrateur de trafic ne se contentent pas d'être normalisées, mais sont également enrichies. Un autre exemple : bien que les données pour la tarification zonale ne proviennent pas de la centrale téléphonique, nous savons d'où l'appel a été passé, et TI ajoute les informations sur les zones géographiques de tarification aux données qu'il transmet au système d'information suivant. De même, tout paramètre calculé peut être assigné. C'est un exemple de zonage simple ou d'enrichissement des données.
Une autre fonction de l'intégrateur de trafic est l'agrégation des données. Par exemple : les équipements envoient des données chaque minute, tandis que TI renvoie les données pour une heure au système de comptabilité. Ne restent dans le système de comptabilité que les données nécessaires à la tarification et à la facturation, au lieu de 60 enregistrements, une seule est créée. Parallèlement, des copies de sauvegarde des données "brutes" sont effectuées au cas où leur traitement serait nécessaire.
Deuxième ligne
Nous allons continuer à développer l'idée d'un agrégateur devenu un véritable intermédiaire. Un tel opérateur prendra en charge le réseau de collecte de données et séparera la télémétrie de la charge utile. La télémétrie sera utilisée pour les besoins internes, pour maintenir le réseau de collecte de données en bon état, tandis que la charge utile sera traitée, enrichie, normalisée et transmise aux fournisseurs de services.
Un instant d'autopromotion, car il est plus facile d'illustrer avec son propre logiciel qu'inventer des exemples abstraits.
Sur cette ligne, l'agrégateur utilise dans son inventaire :
- La facturation, prenant en compte les recettes des données préparées par TI, les liant aux consommateurs enregistrés (abonnés), tarifiant correctement ces données conformément au plan tarifaire utilisé, générant des factures et des reçus, acceptant des paiements des abonnés et les répartissant sur les comptes et soldes correspondants.
- PC (Product Catalog) pour créer des offres groupées complètes et gérer les services au sein de ces paquets, définir des règles pour l'activation de services supplémentaires.
- BMS (Balance Manager), ce système doit impérativement être multi-balance, nécessitant une gestion flexible des facturations pour différents services. Il permettra également d'utiliser plusieurs systèmes de facturation spécialisés pour gérer des services distincts et d'agréger les calculs obtenus de ceux-ci pour le bilan global de l'abonné.
- eShop pour interagir avec les consommateurs finaux, créer une vitrine publique des services, et fournir un accès au compte personnel avec toutes les fonctionnalités modernes telles que les statistiques d'utilisation des services, le changement de services en ligne, et les demandes de nouveaux services.
- BPM (Business Process Management) pour l'automatisation des processus métier de l'agrégateur, visant à la fois l'assistance aux abonnés et l'interaction avec les fournisseurs de services.
Troisième ligne
C'est ici que commence, de mon point de vue, la partie la plus intéressante.
Tout d'abord, il devient nécessaire d'avoir des systèmes de type PRM (Partner Management System), qui permettront de gérer de manière flexible les schémas d'agents et de partenaires. Sans un tel système, il sera difficile de gérer le travail des partenaires et des fournisseurs.
Deuxièmement, il y a un besoin de DWH (Data Warehouse) pour l'analyse. Il y a de la place pour développer des Big Data sur les données de télémétrie et de charge utile. Cela inclura également la création de vitrines pour les outils BI et des analyses de différents niveaux.
Troisièmement, comme cerise sur le gâteau, on peut compléter l'ensemble avec un système de prévision du type Forward Forecast. Ce système permettra d'entraîner un modèle mathématique sous-jacent, de segmenter la base d'abonnés, de générer des prévisions de consommation et de comportement des abonnés.
Au total, se dessine une architecture d'information plutôt complexe pour l'opérateur-agrégateur.
Pourquoi distinguons-nous dans l'article trois lignes au lieu de les regrouper ? C'est parce que dans une système d'affaires, plusieurs paramètres agrégés sont généralement importants. Le reste est nécessaire pour le monitoring, l'entretien, l'analyse des rapports et la prévision. Des informations détaillées sont nécessaires pour la sécurité et le Big Data, car nous ne savons souvent pas quels paramètres et critères sont à analyser dans les données Big Data, par conséquent, toutes les données sont transmises dans leur format d'origine au DWH.
Dans les systèmes d'entreprise avec des fonctions de gestion - facturation, PRM, certaines des paramètres qui proviennent de l'équipement, de la télémétrie, ne sont plus nécessaires. Nous filtrons donc les champs superflus et les supprimons. Si nécessaire, nous enrichissons les données selon certaines règles, les agrégons et finalement les normalisons pour les transmettre aux systèmes d'entreprise.
Ainsi, la première ligne collecte des données brutes pour la troisième ligne et les adapte pour la deuxième. La deuxième travaille avec des données normalisées et assure le bon fonctionnement de l'entreprise. La troisième permet d'extraire des points de croissance à partir des données brutes.
Qu'attendons-nous pour l'avenir et concernant l'économie des projets IoT.
Commençons par l'économie. Nous avons évoqué le volume du marché ci-dessus. Il semble qu'une somme assez conséquente soit déjà engagée. Mais nous avons constaté que l'économie des projets qui ont tenté d'être réalisés avec notre aide, ou pour lesquels nous avons été invités à évaluer, ne concorde pas toujours. Par exemple, nous avons estimé la création d'un MVNO pour M2M utilisant des cartes SIM pour la collecte de télémétrie avec un type d'équipement particulier. Le projet n'a pas été lancé car le modèle économique s'est avéré non viable.
Les grandes organisations de télécommunications avancent sur le marché de l'IoT - elles disposent de l'infrastructure et des technologies prêtes. Peu de nouveaux abonnés sont ajoutés en Russie. En revanche, le marché de l'IoT offre de magnifiques opportunités de croissance et d'extraction de profits supplémentaires de leurs réseaux. Tant que le standard national préliminaire est testé, tant que de petites entreprises enthousiastes choisissent différentes options de mise en œuvre de l'UNB/LPWAN, les grandes entreprises investiront des fonds pour conquérir le marché.
Nous pensons qu'avec le temps, un certain standard/protocole de transmission des données finira par dominer, comme cela a été le cas avec les communications mobiles. Après cela, les risques diminueront et l'équipement deviendra plus accessible. Mais d'ici là, le marché pourrait déjà être à moitié conquis.
Les gens ordinaires s'habituent au service; il leur est pratique que des dispositifs automatisés prennent en compte l'eau, le gaz, l'électricité, Internet, l'assainissement, le chauffage, assurent le fonctionnement des systèmes de sécurité et d'alarme incendie, du bouton d'alerte et de la vidéosurveillance. Les gens seront prêts pour une utilisation massive de l'IoT dans le secteur des services publics dans les 2 à 5 prochaines années. Il faudra un peu plus de temps pour confier aux robots des appareils comme le réfrigérateur et le fer à repasser, mais ce moment n'est pas loin non plus.
Les inquiétudes
Le standard national préliminaire NB-Fi a été largement annoncé comme un prétendant à la reconnaissance internationale. Parmi les avantages, on mentionne le faible coût des émetteurs radio pour les appareils et la possibilité de leur production en Russie. Déjà en 2017, dans l'article mentionné ci-dessus sur Habr, il avait été annoncé :
La station de base du standard NB-Fi coûtera entre 100 et 150 000 roubles, le module radio pour connecter l'appareil au réseau environ 800 roubles, le coût des contrôleurs pour la collecte et la transmission des informations depuis le compteur jusqu'à 200 roubles, le prix de la batterie de 50 à 100 roubles.
Mais pour l'instant, ce ne sont que des projets et en réalité, une partie importante de la base élémentaire pour les appareils est produite à l'étranger. Dans le PNST, le ON Semiconductor AX8052F143 est clairement mentionné.
On espère que le protocole NB-Fi sera vraiment ouvert et accessible, sans spéculation sur le remplacement des importations et sans imposition. Cela deviendra un produit compétitif.
L'IoT, c'est tendance. Mais il faut se rappeler que d'abord, « l'internet des objets » ne concerne pas l'itérisation et l'envoi de données dans le cloud depuis tout ce qui est possible. « L'internet des objets » concerne l'infrastructure et l'optimisation Machine-to-Machine. La collecte de données sans fil depuis les compteurs d'électricité n'est pas en soi de l'IoT. En revanche, la distribution automatisée de l'électricité à partir de plusieurs sources — des fournisseurs publics et privés — pour toute la localité ressemble déjà à la conception originale de l'internet des objets.
Quel standard utiliseriez-vous pour construire votre réseau de collecte de données ? Avez-vous des espoirs pour le NB-Fi, est-il nécessaire d'investir dans le développement de systèmes de facturation pour la collecte de données à partir d'appareils de ce standard ? Avez-vous peut-être participé à des projets IoT ? Partagez votre expérience dans les commentaires.
Bonne chance !
Source : habr.com
