Röviden a lényeg
2017-ben a Habrón megjelent egy cikk “”. 2018-ban a “Kiberfizikai rendszerek” műszaki bizottság :
GOST R „Információs technológiák. Internet of Things. Fogalmak és definíciók”,
GOST R „Információs technológiák. Internet of Things. Az Internet of Things és az ipari Internet of Things referenciaarchitektúrája”, GOST R „Információs technológiák. Internet of Things. Adatcsere protokoll az Internet of Things számára keskeny sávú spektrumon (NB-FI)”.
2019 februárjában a PNST-2019 „Információs technológiák. Internet of Things. A keskeny sávú rádiójel alapú vezeték nélküli adatátviteli protokollja NB-Fi alapján”. 2019. április 1-jétől hatályba lépett, és 2022. április 1-jéig érvényes. A három év alatt a előzetes szabványt a gyakorlatban ki kell próbálni, piaci potenciálját értékelni kell, és a szabványhoz módosításokat kell készíteni.
A dokumentumot a médiában aktívan “Oroszország első IoT nemzeti szabványaként, amelynek potenciálja van, hogy nemzetközi szabvány legyen” -ként pozicionálják, és példaként említik az NB-Fi-n megvalósított “VAVİOT” .
Huhh. Milyen sok hivatkozás van egy ilyen rövid szövegben. Ez itt a — az előzetes szabvány első verziójának szövegére, azok számára, akik lusták guglizni. A szabvány TTX-jét jobb ezen dokumentumban megnézni, erről a cikkben nem fogunk beszélni.
Az IoT adatátviteli szabványok
Az interneten körülbelül 300 adatátviteli protokollal/technológiával lehet találkozni, amelyeket IoT-nek lehet sorolni. Oroszországban élünk, B2B-ben dolgozunk, ezért a publikációban csak néhányat érintünk:
- NB-IoT
Mobil kommunikációs szabvány telemetriai eszközökhöz. Az LTE Advanced hálózatokban megvalósuló három közül az egyik — NB-IoT, eMTC és EC-GSM-IoT. A három nagy orosz mobilszolgáltató 2017-2018 között telepítette a NB-IoT-t támogató hálózati szegmenseket. Az eMTC-t és EC-GSM-IoT-t a szolgáltatók nem felejtik el, de most nem fogjuk külön kiemelni őket.
- LoRa
Nem licencelt frekvenciákon működik. A szabványról a Habrón 2017 végén megjelent “Mi az a LoRaWan” cikkben jól beszélnek. Semtech chipeken él.
- “Strizh”
Nem engedélyezett frekvenciákon működik. Hazai megoldásszolgáltató a közművek és más iparágak számára. Saját XNB protokollt használ. Azt mondják, hogy orosz gyártásról van szó, de azt ígérik, hogy csak 2020-ra biztosítják a chipek tömeggyártását Oroszországban, addig az ON Semiconductor (ON Semiconductor AX8052F143) termékeire támaszkodnak.
- Friss NB-Fi
Nem engedélyezett frekvenciákon működik. Ugyanazt az ON Semiconductor AX8052F143 chipet használja, mint a “Sztrízh”, a műszaki paraméterek azonosak, és a saját chipek oroszországi gyártásáról is van bejelentés. Összességében a kapcsolat nyilvánvaló.
A billing rendszerek integrálásáról
Azok számára, akik megpróbálták összerakni az "okos otthon" rendszert, gyorsan nyilvánvalóvá válik, hogy a különböző gyártók érzékelőinek használata jelentősen megnehezedik. Még ha két eszközön ugyanolyan kommunikációs technológia feliratozása is látható — kiderül, hogy nem hajlandók kommunikálni egymással.
A B2B szegmensben a helyzet hasonló. A protokoll-, chipfejlesztők profitálni szeretnének. A LoRa projekttel való induláskor mindenképpen Semtech chipeken alapuló berendezéseket kell vásárolni. Ha figyelembe vesszük a hazai gyártót, akkor a szolgáltatások és bázisállomások beszerzését is kapunk, és a jövőben, ha sikeres lesz a chipek oroszországi gyártása, potenciálisan az eszközöket/alkatrészbázist csak korlátozott számú beszállítótól lehet beszerezni.
Távközlési berendezésekkel dolgozunk, és számunkra megszokott, hogy az eszközök telemetriáját összegyűjtjük, normalizáljuk, majd továbbítjuk különböző információs rendszerekbe. Ezen munkablokkokért a Forward TI (Forgalmi Integrátor) felel. Ez tipikus esetben így néz ki:
Ha a megrendelő adatgyűjtési igényei bővülnek, további modulok kapcsolódnak be:
A becslések szerint a IoT-eszközök piaca évente 18-22%-kal nő világszerte, míg Oroszországban ez akár 25% is lehet. Áprilisban az IoT Tech Spring 2019 konferencián Moszkvában Andrej Kolesznikov, az Internet of Things Szövetség igazgatója, éves növekedést 15-17%-ra becsült, de az interneten eltérő információk keringenek. Az áprilisi RIF konferencián a diákon 18%-os éves növekedési adatokat mutattak az orosz IoT piac számára 2022-ig, és ott említették az orosz piac volumenét is 2018-ban - 3,67 milliárd dollár. Külön érdekesség, hogy ugyanazon a dián említették a mai cikkünk témáját: „Jóváhagyták az első orosz dokumentumot az IoT szabványosításáról...”. Véleményünk szerint már valódi igény mutatkozik a UNB/ LPWAN bázisállomások és telekommunikációs szerverek beépítésére a billing rendszerekbe.
Gondolatok
Első vonal
A megadott adatok továbbításának protokollja vagy a szállítási funkció megvalósítása nem lesz nagy jelentőségű (ez újra arra utal, hogy az IoT nem csupán egy internethez csatlakoztatott vasaló, hanem infrastruktúra vagy ökoszisztéma). Az adatok különböző eszközöktől fognak gyűlni, és a hasznos terhelés is eltérő lesz. Valószínűtlen, hogy az elektromos szolgáltató egy adatgyűjtő hálózatot épít, a gázszolgáltató a saját második hálózatát, a vízelvezető szolgáltatások a harmadikat, és így tovább. Ez nem gazdaságos, és valószínűtlennek tűnik.
Ezért egy adott helyszínen egy eljárás szerint szerveznek hálózatot, és az adatokat egy szervezet gyűjti össze. Ezt a szervezetet nevezzük adatgyűjtő aggregátor operátornak.
Az aggregátor üzemeltető lehet egy olyan szolgáltató, amely kizárólag az adatok továbbítását végzi, vagy egy olyan átfogó közvetítő, aki magára vállalja az összes tarifálási, szolgáltatásnyújtási, végfelhasználókkal és szolgáltatókkal való kapcsolattartási nehézséget.
Sokszor láttam már, hogy az emberek havi öt számlát húznak ki a postaládájukból, számomra ez a helyzet ismerős. Külön számla a gázért, külön az áramért, külön a felújításért, külön a vízért, külön a ház karbantartásáért. És ez még nem is számolja a havi költségeket, amelyek csak online léteznek – internet-hozzáférés, mobiltelefon, különböző tartalomszolgáltatók előfizetései. Valahol be lehet állítani az automatikus fizetést, máshol nem. De az általános helyzet az, hogy ez már hagyománnyá kezd válni – havonta egyszer leülni és kifizetni az összes számlát, a folyamat akár fél órát vagy egy órát is igénybe vehet, és ha megint valami hiba van a szolgáltató informatikai rendszerében, akkor a kifizetések egy részét át kell tennünk egy másik napra. Jobban örülnék, ha egy szolgáltatóval interakciózhatnék az összes kérdésemben, nem pedig a több tucat számlára és weboldalra osztva a figyelmemet. A modern bankok megkönnyítik az életet, de nem teljesen.
Ezért az automatikus adatgyűjtés a felhasznált szolgáltatásokról és a végfelhasználó számára való kifizetések egy „ablakba” helyezése egy áldás. A fent említett adatgyűjtés forgalmi integrátorokon, például a mi Forward TI-nk által – ez csupán a jéghegy csúcsa. A forgalmi integrátor az első vonalat jelenti, amin keresztül telemetriai adatokat és hasznos terhelést gyűjtenek, és szemben a szolgáltatókkal, akiknek fontos a forgalom mennyisége önmagában, az IoT területén a prioritást a hasznos terhelés élvezi.
Nézzük meg egy közeli példánkon, hogy mit csinál az első vonal. Van egy szolgáltató, aki kommunikációs szolgáltatásokat nyújt. Történik egy 30 perces telefonbeszélgetés. A beszélgetés 15 perce egy napon, 15 perce egy másik napon zajlik. A telefonközpont az időhatáron megosztja a hívást, és 2 CDR-t rögzít, gyakorlatilag egy hívásból két hívás lesz. A TI közvetett jelek alapján összegyúrja ezt a hívást, és egy hívás adatainak tarifálására vonatkozó információkat küld a rendszerbe, noha az eszközről érkező adatok két hívásról szólnak. Az adatgyűjtés szintjén kell lennie egy rendszernek, amely képes megoldani az ilyen ütközéseket. A következő rendszernek pedig már normalizált adatokat kell fogadnia.
A forgalmi integrátorban az információ nemcsak normalizálódik, hanem gazdagodik is. Egy újabb példa: a telefonközpontból nem érkeznek adatok a zónás tarifázásról, de tudjuk, hogy honnan érkezett a hívás, és a TI hozzáadja a tarifálási zónák földrajzi információit az adatokhoz, amelyeket a következő információs rendszerbe küld. Hasonlóképpen bármilyen számított paramétert meg lehet adni. Ez a zónázás vagy az adatok gazdagításának példája.
A forgalmi integrátor egy másik funkciója az adatok aggregálása. Példa: a berendezésekről perceként érkeznek adatok, míg a TI az óránkénti adatokat adja át a nyilvántartó rendszernek. A nyilvántartó rendszerben csak a tarifálásra és számlázásra szükséges adatok maradnak, a 60 bejegyzés helyett csupán egy jön létre. Ezenkívül a 'nyers' adatok biztonsági másolatot készülnek vészhelyzet esetére, ha szükséges az adatok feldolgozása.
Második vonal
Folytassuk a gondolatot egy aggregátorról, amely teljes értékű közvetítővé vált. Az ilyen operátor kezeli az adatgyűjtő hálózatot, és elválasztja a telemetriát a hasznos terheléstől. A telemetria a saját szükségletekhez, az adatgyűjtő hálózat megfelelő működésének fenntartásához lesz felhasználva, míg a hasznos terhelést feldolgozzák, gazdagítják, normalizálják és a szolgáltatókhoz továbbítják.
Egy kis önreklám, mert könnyebb saját szoftverrel illusztrálni, mint absztrakt példákat kitalálni.
Ezen a vonalon az aggregátor a következőket használja az eszközkatalógusában:
- Számlázás, amely figyelembe veszi a TI-től kapott előkészített adatok beérkezését, azok nyilvántartott fogyasztókhoz (előfizetőkhöz) való hozzárendelését, a megfelelő tarifálást a használt tarifacsomag szerint, számlák és bizonylatok készítését, az előfizetőktől befolyó összeg elfogadását és azok megfelelő számlákra és egyenlegekre való felosztását.
- PC (Termékkatalógus) komplex csomagajánlatok létrehozásához és a csomagokban lévő szolgáltatások kezeléséhez, további szolgáltatások csatlakoztatásának szabályaival.
- A BMS (Balance Manager) rendszernek kötelezően több egyensúlyt kell kezelnies, rugalmasan kell irányítania a különböző szolgáltatások költségeit, továbbá lehetőséget kell adnia különálló szolgáltatások kezelésére különböző speciális számlázási rendszerekkel, és aggregálnia kell az azokból származó számításokat az előfizető teljes egyensúlyához képest.
- Az eShop az utolsó felhasználókkal való interakcióra, a szolgáltatások nyilvános bemutatójának létrehozására, valamint a modern funkciókkal, például a szolgáltatások használatának statisztikájával, online szolgáltatásváltással és új szolgáltatásokra való igénylésekkel teli Személyes Fiókhoz való hozzáférés biztosítására szolgál.
- A BPM (Business Process Management) az aggregátor üzleti folyamatait automatizálja, amelyek az előfizetők kiszolgálására és a szolgáltatókkal való interakcióra irányulnak.
Harmadik szint
Itt kezdődik a számomra legérdekesebb rész.
Először is, szükséges lesz PRM (Partner Management System) rendszerek bevezetése, amelyek rugalmasan kezelni tudják az ügynöki és partneri rendszereket. Ilyen rendszer nélkül nehéz lesz irányítani a partnerek és szolgáltatók munkáját.
Másodsorban szükség van egy DWH (Data Warehouse) rendszerre az elemzéshez. Itt a Big Data használata teret nyújt a telemetriai és hasznos terhelés adatok feldolgozásának, ide tartozik a BI-eszközök és a különböző szintű elemzéshez szükséges vitrinek létrehozása is.
Harmadsorban, mint a torta teteje, kiegészíthetjük a csomagot egy Forward Forecast típusú előrejelző rendszerrel. Ez a rendszer lehetőséget ad a rendszer mögött álló matematikai modell betanítására, az előfizetői bázis szeletelésére, valamint a fogyasztás és az előfizetők viselkedésének előrejelzésére.
Összességében egy meglehetősen komplex információs architektúra rajzolódik ki az aggregátor operátor számára.
Miért emelünk ki cikkünkben három különböző szintet, és miért nem egyesítjük őket? Azért, mert az üzleti rendszer jellemzően több aggregált paramétert tart fontosnak. A többi a monitoringhoz, karbantartáshoz, jelentések elemzéséhez és előrejelzéshez szükséges. A részletes információkra biztonsági és Big Data okokból van szükség, hiszen gyakran nem tudjuk, milyen paramétereket és milyen kritériumok alapján elemeznek a Big Data elemzők, ezért a DWH-ba az összes adatot a nyers formájában továbbítják.
Az üzleti rendszerek esetében a kezelési funkciókkal - billing, PRM - már nincs szükség a berendezésekkel érkező paraméterek egy részére, a telemetriára. Ezért a felesleges mezőket kiszűrjük, eltávolítjuk. Szükség esetén az adatokat egyes szabályok szerint gazdagítjuk, aggregáljuk, és végül normalizáljuk a biztonsági rendszerekbe való átadásra.
Így az első vonal nyers adatokat gyűjt a harmadik vonal számára, és alkalmazza azokat a második vonalra. A második normalizált adatokkal dolgozik, és biztosítja a vállalat operatív tevékenységét. A harmadik lehetőséget ad arra, hogy a nyers adatokból növekedési pontokat emeljünk ki.
Mire számítunk a jövőben és az IoT projektek gazdaságára
Először a gazdaságról. Fent már írtunk a piaci volumenen. Úgy tűnik, hogy már jelentős pénzek forognak. De láttuk, hogy a gazdasági modellek nem működnek azokban a projektekben, amelyeket a segítségünkkel próbáltak megvalósítani, vagy amelyek értékelésére meghívtak minket. Például számításokat végeztünk egy MVNO létrehozására M2M számára sim-kártyák felhasználásával, telemetria gyűjtésére bizonyos típusú berendezésekből. A projektet nem indították el, mert a gazdasági modell életképtelennek bizonyult.
A nagy telekom szervezetek lépnek be az IoT piacára - megvan a szükséges infrastruktúrájuk, kész technológiáik. Oroszországban viszont meglehetősen kevés új emberi előfizető jelenik meg. Az IoT piac viszont nagyszerű lehetőségeket kínál a növekedésre és a többletprofitok kihasználására a hálózataikból. Míg a kezdeti nemzeti szabványt tesztelik, a kisebb, lelkes vállalatok különböző megoldási lehetőségeket választanak az UNB/LPWAN megvalósításra, a nagyobb cégek pénzt fektetnek a piac megszerzésébe.
Úgy gondoljuk, hogy idővel egyetlen szabvány/protokoll fog dominálni, ahogy az a mobiltelefon-üzletágban történt. Ekkor csökkenni fognak a kockázatok, és a berendezések elérhetőbbé válnak. De addigra a piac már félúton meg is lesz hódítva.
A közönséges emberek megszokják a szolgáltatást, kényelmes nekik, ha az automatizált eszközök figyelembe veszik a vizet, gázt, áramot, internetet, szennyvízelvezetést, hőmennyiséget, és biztosítják a biztonsági és tűzjelző rendszerek, riasztó gomb, videokamera működését. Az emberek a következő 2-5 évben felkészülnek az IoT tömeges használatára a közszolgáltatások területén. Kicsit tovább tarthat, hogy bízzanak a robotokban a hűtőszekrényért és a vasalóért, de ez az idő sem áll messze.
Aggodalom
A nemzeti NB-Fi szabvány előzetes változatáról hangosan beszélnek, mint a nemzetközi elismerésre pályázóról. Az előnyök között említik az eszközökhöz szükséges rádióátvittek alacsony költségét és annak lehetőségét, hogy Oroszországban állítsák elő őket. Már 2017-ben a fent említett cikkben a Habr-on bejelentették:
Az NB-FI szabvány alapállomása körülbelül 100-150 ezer rubelbe fog kerülni, a rádiómodul az eszköz hálózatra csatlakoztatásához körülbelül 800 rubel, az információgyűjtésre és továbbításra szolgáló vezérlők ára legfeljebb 200 rubel, az elem ára pedig 50-100 rubel.
De ez jelenleg csak terv, és a fontos összetevők többsége még mindig külföldön készül. Magában a PNT-ben világosan le van írva az ON Semiconductor AX8052F143.
Remélhetőleg az NB-Fi protokoll valóban nyitott és elérhető lesz, spekulációk nélkül az importhelyettesítésről és az erőltetett megoldásokról. Versenyképes termékké válik.
Az IoT divatos. De fontos megjegyezni, hogy először is az "internet of things" nem az itemizálásról és az adatok felhőbe küldéséről szól mindentől, amit csak lehet. Az "internet of things" az infrastruktúráról és a gép-gép közötti optimalizálásról szól. Az elektromérők adatait vezeték nélküli gyűjtése önmagában nem IoT. De az energiaautomatikus elosztás több forrásból — állami és magánszolgáltatóktól — egy egész településre már nagyon hasonlít az original internet of things koncepciójára.
Milyen szabvány alapján építené ki az adatok gyűjtésére szolgáló hálózatát? Van valami reménye az NB-Fi iránt, és érdemes-e befektetni a számlázási rendszerek fejlesztésébe, hogy az ennek a szabványnak megfelelő eszközökről gyűjtse az adatokat? Részt vett már IoT projektek megvalósításában? Oszd meg tapasztalataidat a megjegyzésekben.
Sok sikert!
Forrás: habr.com
