В том, что Интернет вещей однажды вовлечёт в свою паутину всё, что питается от электросети или батареек, сегодня уже никто и не сомневается. Понятно, что "умными" при желании можно сделать не только чайник и утюг, но и матрас, который сам подогреется (охладится) точно к тому моменту, когда хозяин соберётся спать. То есть, от устройств, которым сами разработчики велели объединиться в сеть, интернет вещей плавно движется к предметам, управление которыми сегодня и представить себе невозможно. Собственно, "мухи", то есть устройства, уже готовы к тому, чтобы запутаться в паутине. Проблема, скорее, в отсутствии самой паутины - сети, которая свяжет между собой стремительно умнеющие вещи.
Но едва ли вещи смогут договориться, пока не появится "общего языка", а вернее - единого стандарта передачи данных.
На сегодня, наиболее обсуждаемые варианты таковы:
В том, что рост "интернета вещей" будет бурным никто уже и не сомневается. С 2015 по 2021 год количество IoT-подключений будет увеличиваться с показателем CAGR, равным 23 процентам. К концу 2021 года в мире будет насчитываться 28 миллиардов подключённых устройств, в том числе 15,7 миллиарда пользовательских и промышленных устройств в сегменте Интернета вещей: датчиков, торговых терминалов, автомобилей, табло, индикаторов.
Учитывая растущую популярность интернета вещей, компания J’son & Partners Consulting проанализирована основные тенденции и перспективы развития энергоэффективных технологий беспроводной связи, предназначенных для сетей IoT в мире и в России. И вот что получилось.
Не забывая о том, что разные устройства в сетях IoT требуют различных сценариев использования, и сами уже диктуют требования к сетям, начиная от скорости передачи данных до возможности шифрования, надёжности и других факторов, эксперты J’son & Partners Consulting, сформулировали несколько общих требований. По их мнению, это, прежде всего:
Разработки последних лет в сфере беспроводной передачи данных связаны как со стремлением адаптировать имеющиеся сетевые архитектуры и протоколы, так и с созданием новых системных решений с нуля. С одной стороны, существуют технологии малого радиуса действия, довольно успешно решающие задачи IoT-коммуникаций в рамках одного помещения или ограниченной территории – Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave, Zigbee и т. д. С другой стороны, есть мобильные технологии, которые находятся вне конкуренции с точки зрения обеспечения покрытия (GSM – 90 процентов населенной территории Земли, WCDMA – 65 процентов, LTE – 40 процентов) и масштабируемости. Однако основной недостаток как технологий малого радиуса действия, так и традиционных технологий мобильной связи - ограниченное время работы устройств от аккумулятора. Кроме того, технологии мобильной связи достаточно дороги в использовании, а Zigbee и другие технологии малого радиуса действия не обеспечивают достаточного сетевого покрытия и плохо управляемы.
Скорее всего, эволюция существующих сегодня технологий станет основой будущих модификаций стандартов мобильной связи, включая стандарты 5G, уверены эксперты.
Параллельно развиваются и энергоэффективные технологии низкой мощности для нелицензируемого частотного спектра, такие как LoRa, Sigfox, "Стриж" и другие, появилась возможность эффективно использовать для создания сетей IoT и Wi-fi.
Пока что среди лидеров IoT - сети LPWAN. Вот лишь несколько реализованных на их основе крупных проектов:
В июле 2016 года южнокорейский оператор SK Telecom запустил в коммерческую эксплуатацию сеть LoRaWAN, охватывающую 99 процентов населения страны. Ранее, в марте 2016 года, компания развернула национальную сеть LTE-M.
В Бельгии, Нидерландах, Швейцарии, Франции и других европейских странах действует несколько крупных сетей LoRa. Масштабные сети LoRa тестируются, внедряются и расширяются в Чехии, Финляндии, Дании, Германии Италии.
Один из наиболее удачных примеров использования Sigfox - установка "умных" водосчётчиков в Антверпене. На этапе тестирования, в течение первого года, планировалось установить 1000 счетчиков. В случае положительного результата в течение четырех лет (до 2020 г.) – 205 тысяч счётчиков по всей территории страны.
"Башенная" компания Cellnex развернула в Испании сеть Sigfox из 1500 базовых станций. На конец 2015 г. к сети Alarm Transmission Network (ATN) было подключено около 250 тысяч систем безопасности компании Securitas Direct, которая интегрировала технологию Sigfox в существующие охранные GSM-системы для повышения надежности и резервирования канала связи.
По данным на 20 июля 2016 года сети Sigfox развёрнуты в 20 странах, а число зарегистрированных устройств превысило семь миллионов. К концу 2016 года компания Sigfox планирует покрыть своими сетями более 30 стран.
К этому же времени наша сеть "Стриж", которую развивает"Стриж Телематика", насчитывает более 250 базовых станций в 30 регионах России и ближнего зарубежья. Полное покрытие есть во всех городах-миллионниках Российской Федерации. Планируется расширение сети не только в России, но и в странах СНГ.
LoRa и другие технологии LPWAN подходят для IoT-приложений, начиная от "умных" счётчиков в ЖКХ, управления вывозом мусора и умных парковок, и заканчивая решениями в области промышленности, сельского хозяйства и животноводства. Пример использования технологии LoRa в области "умного" дома представлен ниже.
Несмотря на очевидные описанные выше преимущества существующих уже сейчас технологий, LPWAN в России (прежде всего, LoRaWAN) более активному их развитию препятствуют:
Безусловно, существующие трудности должны быть преодолены. Например, по данным одного из экспертов, три крупных системных интегратора планируют отправить в одну из европейских стран на обучение и последующую сертификацию группу специалистов для последующего обслуживания сетей LoRaWAN по готовым контрактам.
По мнению экспертов J’son & Partners Consulting , 2017 год станет годом конкурентной борьбы между операторами сотовой связи в области IoT. Победит тот, кто сможет создать лучшие условия для крупных корпоративных заказчиков. Среди лидеров этой борьбы такие крупные игроки ИТ-рынка как Cisco, HP, SAP, Microsoft, Intel, так и стартапы рынка LPWA. Массовый рынок IoT, считают аналитики, возникнет в нашей стране не ранее 2018 года, когда рыночная цена оконечных устройств опустится с 10-12 до 3-5 евро за единицу.
Коммерциализация технологии NB-IoT (стандарт LTE-Cat.M2), считают эксперты, начнётся в России не ранее 2018 года, то есть, позже, чем в Европе. Кроме того, как считают эксперты, даже после 2019 года, когда операторы сотовой связи модернизируют свои сети до LTE-Cat.M2, LoRaWAN будет востребована как более экономичная для тех решений, которые допускают значительную скважность между сеансами передачи информационных пакетов.
Технологии Sigfox в России также пока нет.
Рынок оказался свободен, и пока в Европе разгораются битвы за рынок Интернета вещей, в России при отсутствии конкуренции внедряются в основном технологии LPWA: глобальная LoRaWAN - для крупных заказчиков промышленного интернета и отечественная "Стриж".
Российские мобильные операторы пока отдают предпочтение технологиям 3GPP. В середине 2016 года МТС и Ericsson подписали соглашение о поставке программного обеспечения для модернизации сети МТС до 2019 года. Оно, как ожидается, позволит компаниям реализовать технологические решения Интернета вещей, в частности протестировать технологию расширенного GSM (EC-GSM-IoT), обеспечивающую работу М2М-устройств на уже существующих сетях МТС. Применение этой технологии не потребует масштабной замены оборудования связи и в большинстве случаев позволит обойтись обновлением ПО на узлах радиосети.
Важно отметить, что на текущем этапе технология LoRaWAN не конкурирует с технологиями мобильной связи на рынке Интернета вещей в целом, она нацелена на замещение неэффективных (стоимость, автономность оконечных устройств, уязвимость и пр.) технологий ближнего радиуса действия.
Появление и развитие новых технологий LPWAN стимулируют и бизнес инфраструктурных ("башенных") компаний, которые сдают в аренду свои антенно-мачтовые сооружения для размещения базовых станций мобильной связи. Размещение оборудования LoRa, Sigfox и других стандартов для Интернета вещей будет способствовать росту доходов "башенных" компаний в среднесрочной и долгосрочной перспективе в условиях насыщения рынка мобильной связи и замедления темпов строительства новых сайтов.
Именно так строится сеть IoT на базе технологии LoRa в Финляндии. С помощью 70 башен оператор сети телерадиовещания Digital планирует покрыть всю территорию страны сетью LoRaWAN. В проекте, в частности, планируется использование датчиков температуры/влажности и движения, устанавливаемых в индивидуальных домовладениях.
Независимая оценка состояния и перспектив развития глобальных сетей с низким энергопотреблением (LPWAN) для рынка Интернета вещей (IoT) показывает, что наиболее востребованной технологией на ближайшие 1–2 года и в среднесрочной перспективе станет LoRaWAN и, возможно, Sigfox. В более долгосрочной перспективе можно ожидать совмещения использования адаптированных для IoT технологий 3GPP (например, LTE-M) и существующих технологий LPWAN.
Только факты.
Сегодня в Европе действуют несколько крупных сетей LoRa, открытых для бизнес-проектов:
Во Франции два крупных мобильных оператора выбрали LoRa и приступили к строительству сети:
Кроме того, LoRa тестируют практически все операторы Юго-Восточной Азии.
Операторы выступают за LoRa, поскольку некоторые кейсы на вертикальных рынках, такие как Smart metering (умные счётчики) требуют долгосрочных соглашений об уровне сервиса (SLA).
LoRa Alliance поддерживает роуминговые соглашения между операторами, и первые коммерческие роуминговые соглашения подписываются уже сегодня.
