Krótko o najważniejszych sprawach
W 2017 roku na portalu Habra pojawił się artykuł "". W 2018 roku komitet techniczny "Systemy Cyberfizyczne" :
GOST R "Technologie informacyjne. Internet rzeczy. Terminy i definicje",
GOST R "Technologie informacyjne. Internet rzeczy. Wzorcowa architektura Internetu rzeczy i przemysłowego Internetu rzeczy", GOST R "Technologie informacyjne. Internet rzeczy. Protokół wymiany dla Internetu rzeczy w wąskim paśmie (NB-FI)".
W lutym 2019 roku PNST-2019 "Technologie informacyjne. Internet rzeczy. Protokół bezprzewodowego przesyłania danych oparty na wąskim paśmie modulacji sygnału radiowego NB-Fi". Od 1 kwietnia 2019 roku zaczął obowiązywać i zakończy swoje działanie 1 kwietnia 2022 roku. W ciągu trzech lat obowiązywania wstępny standard powinien być przetestowany w praktyce, jego potencjał rynkowy oceniony, a poprawki w standardzie przygotowane.
W mediach dokument aktywnie promuje się jako "pierwszy krajowy standard IoT RF, z perspektywą stania się międzynarodowym standardem" i jako przykład podaje się realizowany na NB-Fi projekt "WAVIO" .
Uff. Ile linków w tak krótkim tekście. Oto — do treści wstępnego standardu w pierwszej wersji dla tych, którzy nie mają ochoty przeszukiwać Google. Szczegółowe informacje o standardzie najlepiej znaleźć w tym dokumencie, w artykule ich nie będziemy wspominać.
O standardach przesyłania danych IoT
W sieci można natknąć się na około 300 protokołów/technologii przesyłania danych między urządzeniami, które można przyporządkować do IoT. Żyjemy w Rosji, działamy w sektorze B2B, dlatego w publikacji poruszymy tylko kilka:
- NB-IoT
Standard sieci komórkowej dla urządzeń telemetrycznych. Jeden z trzech, które są realizowane w sieciach LTE Advanced — NB-IoT, eMTC i EC-GSM-IoT. Wielka trójka operatorów komórkowych w RF w latach 2017-2018 rozwinęła odcinki sieci działające z NB-IoT. O eMTC i EC-GSM-IoT operatorzy nie zapominają, ale nie będziemy ich teraz szczegółowo omawiać.
- LoRa
Działa na nielicencjonowanych częstotliwościach. O standardzie dobrze napisano w artykule z końca 2017 roku "Czym jest LoRaWAN" na Habra. Działa na chipach Semtech.
- "Striż"
Działa na niesLicencjonowanych częstotliwościach. Krajowy dostawca rozwiązań dla sektora komunalnego i innych branż. Używa swojego protokołu XNB. Mówi się o produkcji w Rosji, ale obiecują zapewnić masową produkcję chipów w Rosji dopiero w 2020 roku, podczas gdy korzystają z ON Semiconductor (ON Semiconductor AX8052F143).
- Nowy NB-Fi
Działa na niesLicencjonowanych częstotliwościach. Używa tego samego układu ON Semiconductor AX8052F143 co 'Striż', specyfikacje są analogiczne, także zapowiedzi produkcji własnych chipów w Rosji. Ogólnie, widać powiązania. Protokół jest otwarty.
O integracji z systemami billingowymi
Dla tych, którzy próbowali stworzyć 'inteligentny dom', szybko staje się oczywiste, że używanie czujników różnych producentów jest znacznie bardziej skomplikowane. Nawet jeśli na dwóch urządzeniach widzimy ten sam napis o technologii komunikacji — okazuje się, że nie chcą ze sobą komunikować.
W segmencie B2B sytuacja jest podobna. Twórcy protokołów i chipów chcą zarabiać. Zaczynając projekt z LoRa, w każdym przypadku trzeba będzie kupić sprzęt na chipach Semtech. Zwracając uwagę na krajowego producenta, można otrzymać w pakiecie zakup usług i stacji bazowych, a w przyszłości, przy udanym uruchomieniu produkcji chipów w Rosji, potencjalnie sprzęt/bazę elementów będzie można kupić tylko od ograniczonej liczby dostawców.
Pracujemy z urządzeniami telekomunikacyjnymi i dla nas naturalne jest pozyskiwanie danych z telemetrii sprzętu, agregowanie, normalizowanie i przekazywanie dalej do różnych systemów informacyjnych. Za ten blok prac odpowiada Forward TI (Traffic Integrator). W typowym wariancie wygląda to tak:
W przypadku rozszerzenia potrzeb klienta dotyczących zbierania danych, dołączane są dodatkowe moduły:
Szacunkowa prędkość wzrostu rynku urządzeń IoT wynosi 18-22% rocznie na świecie i do 25% w Rosji. W kwietniu na IoT Tech Spring 2019 w Moskwie Andriej Kolesnikow, dyrektor Stowarzyszenia Internetu Rzeczy, mówił o rocznym wzroście wynoszącym 15-17%, ale w sieci krążą różne informacje. Na RIF w kwietniu 2019 na slajdach podano dane o corocznym wzroście rosyjskiego rynku Internetu Rzeczy o 18% do 2022 roku, tam też wskazano wartość rosyjskiego rynku w 2018 roku — 3,67 miliarda dolarów. Co ciekawe, na tym samym slajdzie wspomniano również powód dzisiejszego artykułu: „Zatwierdzono pierwszy rosyjski dokument w sprawie standaryzacji w obszarze IoT…”. W naszej opinii nastał już realny czas na integrację stacji bazowych UNB/LPWAN oraz serwerów telekomunikacyjnych z systemami billingowymi.
Refleksje
Pierwsza linia
Protokół przesyłania danych lub w ogóle realizacja funkcji transportowej nie będzie miała większego znaczenia (to znów o tym, że IoT to nie tylko żelazko podłączone do internetu, ale infrastruktura lub ekosystem). Dane będą zbierane z całkowicie różnych urządzeń, a użyteczność będą miały także różną. Mało prawdopodobne, aby dostawca energii elektrycznej budował jedną sieć zbierania danych, dostawca gazu swoją drugą sieć, a służby kanalizacyjne trzecią itd. To nie jest racjonalne i wygląda mało prawdopodobnie.
Oznacza to, że w danej lokalizacji sieć będzie organizowana według jednego zasady, a dane zbierać będzie jedna organizacja. Nazwijmy tę organizację operatorem-agregatorem danych.
Operator-agregator może być służbą serwisową, która tylko przekazuje dane, lub pełnoprawnym pośrednikiem, który bierze na siebie wszystkie trudności związane z taryfikacją, organizacją płatności za świadczone usługi, interakcją z końcowymi abonentami-klientami i dostawcami usług.
Wielokrotnie widziałem, jak ludzie wyciągają z skrzynki pocztowej pięć rachunków miesięcznie, a sama sytuacja jest mi znana. Osobny rachunek za gaz, osobny za elektryczność, osobny za remont kapitalny, osobny za wodę, osobny za utrzymanie budynku. I to nie licząc opłat miesięcznych, które istnieją tylko online – płatność za dostęp do internetu, telefon komórkowy, subskrypcje różnych usług dostawców treści. Gdzieś można ustawić automatyczne płatności, a gdzie indziej nie. Jednak ogólna sytuacja jest taka, że stało się to już tradycją – siadać raz w miesiącu i opłacać wszystkie rachunki, proces może trwać od pół godziny do godziny, a jeśli ponownie coś w systemach informacyjnych dostawców szwankuje, to trzeba przenieść część płatności na inny dzień. Wolałbym współpracować z jednym dostawcą usług we wszystkich kwestiach, a nie dzielić swoją uwagę na dziesiątki rachunków i stron internetowych. Nowoczesne banki ułatwiają życie, ale nie w pełni.
Dlatego automatyczne zbieranie danych o wykorzystanych usługach i przesyłanie dla końcowego klienta opłat za usługi do jednego 'okna' – to dobrodziejstwo. Wspomniane wcześniej zbieranie danych przez integratory ruchu, takie jak nasze Forward TI – to tylko wierzchołek góry lodowej. Integrator ruchu stanowi pierwszą linię, przez którą będą zbierane dane telemetrii i użyteczności, a w przeciwieństwie do dostawców, dla których ważny jest sam w sobie wolumen zużycia ruchu, w IoT priorytetem będzie użyteczność.
Przyjrzyjmy się na bliskim nam przykładzie z telekomunikacji, czym zajmuje się pierwsza linia. Jest operator świadczący usługi komunikacyjne. Następuje rozmowa trwająca 30 minut. 15 minut rozmowy przypada na jeden dzień, 15 na inny. Centralka telefoniczna na granicy dni rozdzieliła rozmowę i zarejestrowała ją w dwóch plikach CDR, w zasadzie stworzyła z jednej rozmowy dwie. TI na podstawie pośrednich wskazówek połączy taką rozmowę i przekaże do systemu taryfikacji dane o jednej rozmowie, chociaż dane z urządzenia przyszły o dwóch. Na poziomie zbierania danych powinna być system, który potrafi rozwiązywać takie kolizje. A następny system powinien już otrzymywać dane znormalizowane.
Informacje w integratorze ruchu nie tylko są normalizowane, ale również wzbogacane. Jeszcze jeden przykład: z centrali telefonicznej nie przychodzą dane do strefowej taryfikacji, ale wiemy, z jakiej lokalizacji wykonano połączenie, a TI dodaje informacje o geograficznych strefach taryfikacji do danych przekazywanych do następnego systemu informacyjnego. Podobnie można przypisać dowolne obliczane parametry. To przykład prostego strefowania lub wzbogacania danych.
Kolejną funkcją integratora ruchu jest agregacja danych. Przykład: z urządzeń przychodzą dane co minutę, a w systemie księgowym TI przekazuje dane za godzinę. W systemie księgowym pozostają tylko dane potrzebne do taryfikacji i wystawiania rachunków, zamiast 60 rekordów tworzony jest tylko jeden. Przy tym następuje tworzenie kopii zapasowej "surowych" danych na wypadek potrzeby ich przetwarzania.
Druga linia
Kontynuujemy rozwijać pomysł dotyczący agregatora, który stał się pełnoprawnym pośrednikiem. Taki operator będzie obsługiwał sieć zbierania danych oraz rozdzielał telemetrykę i użyteczne obciążenie. Telemetria będzie wykorzystywana do własnych potrzeb, aby utrzymać sieć zbierania danych w dobrym stanie, a użyteczne obciążenie będzie przetwarzane, wzbogacane, normalizowane i przekazywane dostawcom usług.
Chwila autopromocji, ponieważ łatwiej ilustrować na własnym oprogramowaniu niż wymyślać abstrakcyjne przykłady.
Na tej linii agregator wykorzystuje w swoim inwentarzu:
- Billing, który uwzględnia przychody przygotowanych danych od TI, przypisanie ich do zarejestrowanych konsumentów (abonentów), prawidłową taryfikację tych danych zgodnie z używanym planem taryfowym, formowanie rachunków i pokwitowań, przyjmowanie środków od abonentów oraz ich rozdzielanie na odpowiednie konta i salda.
- PC (Katalog Produktów) do tworzenia kompleksowych oferty pakietowych i zarządzania usługami w ramach tych pakietów, definiowania zasad przyłączania dodatkowych usług.
- BMS (Menadżer Równowagi), ten system musi być wielobalansowy, wymaga elastycznego zarządzania wydatkami na różne usługi, a także umożliwi korzystanie z kilku specjalistycznych systemów billingowych obsługujących poszczególne usługi oraz agregację otrzymanych z nich rozliczeń w odniesieniu do ogólnego bilansu abonenta.
- eShop do interakcji z końcowymi konsumentami, tworzenia publicznej witryny usług, zapewniającego dostęp do Panelu Klienta ze wszystkimi nowoczesnymi funkcjami, takimi jak statystyki korzystania z usług, zmiany usług online i wnioskowanie o nowe usługi.
- BPM (Business Process Management) automatyzacja procesów biznesowych agregatora, skierowanych zarówno na obsługę abonentów, jak i interakcję z dostawcami usług.
Trzecia linia
Tutaj zaczyna się najciekawsza część z mojego punktu widzenia.
Po pierwsze, pojawia się potrzeba systemów klasy PRM (Partner Management System), która pozwoli elastycznie zarządzać schematami agencyjnymi i partnerskimi. Bez takiego systemu zarządzanie pracą partnerów i dostawców będzie trudne.
Po drugie, pojawia się potrzeba DWH (Data Warehouse) do analizy. Tutaj jest potencjał do rozwoju z Big Data opartych na danych telemetrii i obciążenia użytkowników, a także konieczne będzie stworzenie witryn dla narzędzi BI i analizy na różnym poziomie.
Po trzecie, jako wisienka na torcie, można wzbogacić całość systemem prognozowania typu Forward Forecast. Ten system pozwoli na wytrenowanie modelu matematycznego leżącego u podstaw systemu, segmentację bazy abonentów, generowanie prognoz zużycia i zachowań abonentów.
Całość rysuje dość skomplikowaną architekturę informacyjną operatora-agregatora.
Dlaczego w artykule wyróżniamy trzy linie, a nie łączymy ich? Ponieważ w systemie biznesowym zwykle ważne są różne agregowane parametry. Reszta jest potrzebna do monitorowania, obsługi, analizy raportów i prognozowania. Szczegółowe informacje są wymagane dla bezpieczeństwa i Big Data, ponieważ często nie wiemy, jakie parametry i na jakich kryteriach będą analizowane w analizach Big Data, dlatego w DWH przekazywane są wszystkie dane w oryginalnej postaci.
W systemach biznesowych z funkcjami zarządzania – billing, PRM, nie są już potrzebne niektóre parametry związane ze sprzętem, telemetria. Dlatego filtrujemy zbędne pola, usuwamy je. W razie potrzeby wzbogacamy dane zgodnie z określonymi zasadami, agregujemy je, a na końcu normalizujemy do przesyłania do systemów biznesowych.
Okazuje się, że pierwsza linia zbiera surowe dane dla trzeciej linii i dostosowuje je dla drugiej. Druga linia pracuje z normalizowanymi danymi i zapewnia bieżącą działalność przedsiębiorstwa. Trzecia pozwala na wydobycie punktów wzrostu z surowych danych.
Co oczekujemy w przyszłości i o ekonomii projektów IoT
Najpierw o ekonomii. Powyżej pisaliśmy o wielkości rynku. Wydaje się, że już zostały zaangażowane całkiem spore środki. Ale widzieliśmy, jak ekonomika projektów, które próbowały być realizowane z naszą pomocą lub na które byliśmy zapraszani do oceny, nie zgadza się. Na przykład, obliczaliśmy stworzenie MVNO dla M2M z wykorzystaniem kart SIM do zbierania telemetrii z określonego typu sprzętu. Projekt nie wystartował, ponieważ model ekonomiczny okazał się nieżywotny.
Duże organizacje telekomunikacyjne wkraczają na rynek IoT – mają infrastrukturę, gotowe technologie. W Rosji nowych abonentów- ludzi jest dość mało. Ale rynek IoT daje doskonałe możliwości wzrostu i czerpania dodatkowego zysku z sieci. Póki testowany jest wstępny krajowy standard, a małe firmy-entuzjaści wybierają różne opcje realizacji UNB/LPWAN, duży biznes będzie inwestować w przejęcie rynku.
Uważamy, że z czasem jakiś jeden standard/protokół transmisji danych zacznie dominować, jak to miało miejsce w przypadku telefonii komórkowej. Po tym ryzyko zmniejszy się, a sprzęt stanie się bardziej dostępny. Ale w momencie dominacji rynku może być on już w połowie przejęty.
Zwykli ludzie przyzwyczajają się do usług, jest im wygodnie, kiedy zautomatyzowane urządzenia uwzględniają wodę, gaz, prąd, internet, kanalizację, ciepło, zapewniają działanie systemów alarmowych i przeciwpożarowych, przycisku alarmowego, monitoringu wideo. Ludzie zaczną masowo korzystać z IoT w sferze zarządzania gospodarką komunalną w perspektywie następnych 2-5 lat. Trochę więcej czasu zajmie, by zaufać robotom w obsłudze lodówki i żelazka, ale ten czas także nie jest daleki.
Obawy
O krajowym standardzie NB-Fi głośno mówi się jako o kandydacie do międzynarodowego uznania. Wśród zalet wymieniono niskie koszty radiotransmiterów dla urządzeń oraz możliwość ich produkcji w Rosji. Już w 2017 roku w wspomnianym artykule na Habra ogłoszono:
Stacja bazowa standardu NB-Fi ma kosztować w okolicach 100-150 tys. rubli, moduł radiowy do podłączenia urządzenia do sieci — około 800 rubli, koszt kontrolerów do zbierania i przesyłania danych z licznika — do 200 rubli, koszt akumulatora — 50-100 rubli.
Ale na razie to tylko plany, a tak naprawdę istotna część bazy elementów dla urządzeń jest produkowana za granicą. W samym PNST wyraźnie podano ON Semiconductor AX8052F143.
Chciałoby się mieć nadzieję, że protokół NB-Fi będzie rzeczywiście otwarty i dostępny, bez spekulacji na temat importozastępowania i narzucania. Stanie się konkurencyjnym produktem.
IoT to modny temat. Ale trzeba pamiętać, że w pierwszej kolejności 'internet rzeczy' nie dotyczy etykietowania i przypinania przesyłania danych do chmury ze wszystkiego, co jest możliwe. 'Internet rzeczy' dotyczy infrastruktury i optymalizacji Machine-to-Machine. Bezprzewodowe zbieranie danych z liczników energii elektrycznej samo w sobie nie jest IoT. Ale zautomatyzowane rozdzielanie energii elektrycznej do odbiorców z kilku źródeł — państwowych, prywatnych dostawców — dla całej gminy już przypomina oryginalną koncepcję internetu rzeczy.
Na jakim standardzie zbudowałbyś swoją sieć zbierania danych? Czy pokładasz jakieś nadzieje w NB-Fi, czy warto inwestować w rozwój systemów billingowych do zbierania danych z urządzeń tego standardu? Może brałeś udział w realizacji projektów IoT? Podziel się swoim doświadczeniem w komentarzach.
I powodzenia!
Źródło: habr.com
