Tehnologija ozkopasovnega interneta stvari (NB-IoT) v mobilnem omrežju. Razvoj tehnologije v Rusiji

GSMA napoveduje, da bo do leta 2020 število IoT povezav prek mobilnih omrežij in LPWA preseglo 3 milijarde. Merilniki virov, zapestne ure in zapestnice, ovratnice za hišne ljubljenčke, parkirni senzorji - vsaka naprava bo potrebovala dostop do omrežja. Da bi to omogočili, MegaFon in Huawei aktivno sodelujeta pri promociji novega komunikacijskega standarda na ruskem trgu - NB-IoT (Narrow Band IoT). Ta komunikacijska tehnologija za internet stvari bistveno zmanjša porabo energije končnih naprav, zagotavlja bistveno boljšo pokritost in komunikacijsko prodornost ter poveča maksimalno število naprav, povezanih v omrežje.

MegaFon je postal tudi član skupnosti GSMA NB-IoT Forum, katere namen je sodelovanje pri razvoju tehnologije NB-IoT po vsem svetu. Organizacija vključuje največje operaterje (China Mobile, Deutsche Telekom, Vodafone itd.) ter vodilne proizvajalce tehnoloških rešitev (Huawei, Intel, Qualcomm).

Novi standard NB-IoT je razvil konzorcij 3GPP ob upoštevanju zahtev operaterjev: storitve IoT je treba prenašati prek prenosne tehnologije, znane kot omrežje z nizko porabo in širokim območjem (LPWA) in uporabljati obstoječe operaterjevo omrežje. infrastrukturo. Z vidika vsestranskosti je NB-IoT najprimernejša rešitev LPWA za podjetja v različnih panogah, s katero lahko v operaterjevo omrežje povežete merilnike komunalnih storitev, senzorje za spremljanje, sisteme za sledenje objektom in množico drugih naprav. Ena od značilnosti tehnologije je zmožnost povezovanja do 100 tisoč naprav v eno celico bazne postaje, kar je desetkrat več od zmogljivosti obstoječih standardov mobilne komunikacije. Uporaba nizkofrekvenčnega območja bo omogočila pokritost tako težko dostopnih mest, kot so kleti, kleti itd. Poleg tega naprave pri delovanju v novem standardu varčneje porabljajo baterijo, kar jim omogoča daljše delovanje brez ponovnega polnjenja. Na primer, vodomer z avtonomno baterijo, ko deluje v standardu NB-IoT, lahko zdrži do 10 let brez polnjenja in sprejema signal, ko je nameščen v kleti.

Prve naprave, ki podpirajo tehnologije NB-IoT, naj bi prišle na trg konec leta 2016 – začetek 2017. Tehnologija NB-IoT deluje v omrežjih LTE in bo aktualna pri nadaljnjem prehodu na standarde pete generacije 5G.

»MegaFon je eden ključnih igralcev na ruskem trgu interneta stvari, z uporabo trenutnih tehnologij je naše podjetje izvedlo številne uspešne projekte na področju M2M/IoT. In danes, v partnerstvu s Huaweijem, z veseljem oznanjamo prehod na kakovostno novo raven, odprt standard NB-IoT, ki vam omogoča povezovanje ogromnega števila naprav različnih proizvajalcev v omrežje MegaFon z visoko energijo. učinkovitost. Prepričani smo, da bo nova tehnologija naredila življenja tako naših poslovnih strank kot običajnih naročnikov MegaFon bolj mobilna, enostavnejša in svetlejša,« je dejal. Aleksander Bašmakov, direktor infrastrukture pri MegaFon.

»Huawei je v sodelovanju z največjimi svetovnimi operaterji že veliko prispeval k ustvarjanju tehnologije NB-IoT po vsem svetu. Veseli nas, da se MegaFon zanaša na najnaprednejše tehnologije, kot je NB-IoT, ki ruski trg IKT dviguje na globalno raven. To bo MegaFonu omogočilo, da svojim strankam B2B ponudi učinkovite storitve, ki bodo koristile tudi končnim potrošnikom,« je dodal. Dmitrij Alferov, podpredsednik za servis in vzdrževanje pri Huaweiju v Rusiji.

Pred dokončnim sprejetjem standardov NB-IoT je Huawei sodeloval s partnerji pri pripravi na standardizacijo in testiranju aplikacij, da bi bolje razumel potrebe strank, pospešil posodobitev in optimiziral tehnične rešitve. Samo v prvi polovici leta 2016 je Huawei zaključil številne skupne projekte. Huawei je na primer z Etisalatom preizkusil storitve in aplikacije pametnega parkiranja; je skupaj z avstralskima operaterjema (VHA in Optus) in South East Water začela s testiranjem inteligentnega sistema upravljanja oskrbe z vodo, sklenila pa je tudi pogodbo o strateškem partnerstvu s kitajskima China Telecom in Shenzhen Water Group za implementacijo podobnega sistema.

Na razstavi Innoprom sta MegaFon in Huawei prikazala en primer uporabe novega standarda NB IoT - »pametno parkiranje«. Uporaba rešitve »pametno parkiranje« bo podjetjem lastnikom komercialnih parkirišč omogočila učinkovitejši nadzor parkirnega prostora, optimizacijo stroškov spremljanja zasedenosti mest, končnim uporabnikom pa bo omogočila tudi udoben vmesnik preko mobilne aplikacije za rezervacijo, plačilo in navigacija do parkirnega mesta.]]>

9. marca je MegaFon v sodelovanju s Huaweijem in velikimi tremi v svoji pisarni v Moskvi izvedel javno testiranje delovanja pametnih števcev za stanovanjske in komunalne storitve, katerih odčitki se prenašajo s tehnologijo NB-IoT. Natalya Taldykina, direktorica razvoja korporativnega poslovanja pri MegaFonu, je ta dogodek označila za "zgodovinski dan za internet stvari v Rusiji." V zelo bližnji prihodnosti operater načrtuje zagon testnega območja NB-IoT v eni od ruskih regij.

Testiranje je bilo izvedeno neposredno v delujočem omrežju MegaFon. Testna postavitev je vključevala dva senzorja vodomera (hladna in topla voda), ki sta bila povezana z zunanjim modemom NB-IoT, ter števec električne energije z vgrajenim čipom NB-IoT. Obenem, kot je bilo poudarjeno, je zaradi svoje majhnosti modem NB-IoT in baterijo, ki ga napaja, mogoče enostavno integrirati v skoraj vsak števec, ki se danes proizvaja, ne da bi spremenili njegov faktor oblike.

MegaFon načrtuje dobavo rešitve na ključ, vključno s samimi števci in sistemom za zbiranje in analizo odčitkov. Ta rešitev je bila ustvarjena skupaj s podjetjem Big Troika, ruskim razvijalcem informacijskih sistemov v sektorju stanovanjskih in komunalnih storitev. Artem Sedov, generalni direktor skupine podjetij Big Troika, je opozoril: »Sedanja reforma stanovanjskih in komunalnih storitev postavlja cilj povečanja učinkovitosti rabe energije in zagotavljanja preglednosti pri obračunu plačil. Priključitev merilnih naprav z daljinskim odčitavanjem bi morala rešiti ta vprašanja za občane in družbe za upravljanje ter zagotoviti dostopno in priročno orodje za upravljanje in spremljanje porabe komunalnih storitev.«

Predstavljena rešitev temelji na tehnologiji NB-IoT in letos MegaFon skupaj s Huaweijem načrtuje komercialno zagon omrežja, ki podpira to tehnologijo. Po besedah Marata Nurieva, direktorja prodaje in trženja rešitev Huawei IoT v Rusiji, je NB-IoT najbolj obetavna tehnologija za brezžični dostop na področju interneta stvari. Energetska učinkovitost NB-IoT omogoča delovanje povezanih naprav do 10 let brez menjave baterije, uporabljeno frekvenčno območje zagotavlja nemoten prenos podatkov tudi v prostorih s težavnim sprejemom mobilnega signala, nizka cena radijskega modula pa konkurenčno strošek izvedbe. Strokovnjaki napovedujejo, da z začetkom množične proizvodnje čipov NB-IoT (in to naj bi se zgodilo konec leta 2017 ali leta 2018) njihov dodatek ne bo imel skoraj nobenega vpliva na stroške merilnih naprav.

Tehnologija NB-IoT je bila razvita z mislijo na mobilne operaterje in standardizirana s 3GPP kot možnost za povezovanje naprav interneta stvari. Toda tudi med standardi 3GPP to ni edina tehnologija za IoT. Temu je namenjena tudi tehnologija EC-GSM-IoT (ali preprosto EC-GSM). Mimogrede, podjetje MTS, konkurent MegaFona, je junija 2016 ob robu XX Sanktpeterburškega mednarodnega gospodarskega foruma napovedalo podpis pogodbe z Ericssonom, v okviru katerega je načrtovano zlasti , za testiranje tehnologije EC-GSM za zagotavljanje delovanja naprav M2M v omrežjih MTS.

Medtem obstaja veliko število brezžičnih tehnologij za IoT, ki jih razvijajo in razvijajo podjetja, ki niso povezana s celičnim trgom. Za razliko od NB-IoT in EC-GSM te tehnologije delujejo na nelicenciranih frekvencah. Najbolj znani med njimi so LoRa, v Rusiji pa tudi "Strizh", ki ga je razvilo istoimensko podjetje. Journal of Network Solutions/LAN je izvedel podrobno primerjavo glavnih brezžičnih tehnologij za IoT, ki so zasnovane za izgradnjo geografsko porazdeljenih omrežij z nizko porabo energije – Low Power Wide Area Network (LPWAN) ().

Tako NB-IoT kot LoRa imata svoje prednosti in slabosti. In to razumejo tudi v podjetju MegaFon, kjer tudi testirajo rešitve LoRa. Po besedah Natalye Taldykine so mobilni operaterji zdaj na razpotju pri izbiri tehnologije za IoT. Ni izključila možnosti, da bi MegaFon uporabljal tehnologijo LoRa. "V vsakem primeru bo vse odvisno od učinkovitosti in stroškov," je zaključil direktor za razvoj podjetij MegaFon.

Razred brezžičnih telematskih naprav, ki prenašajo podatke po radijskem kanalu; Osnovno načelo je digitalni prenos podatkov v ultra ozkem frekvenčnem pasu pri nizkih hitrostih. Posebnost tehnologije je velik doseg prenosa signala od končne naprave do sprejemne postaje (do 10 km v urbanem okolju in do 40 km na odprtem); dolga življenjska doba končnih naprav (več kot 10 let brez zunanjega napajanja); stroškovna učinkovitost in enostavnost implementacije rešitev; odlična skalabilnost zaradi praktično neomejenega števila priključenih senzorjev. Tehnologija je zasnovana za zbiranje informacij iz naprav interneta stvari in izvajanje komunikacij stroj-stroj (m2m). V Evropi LPWAN deluje na frekvencah 169 MHz, 433 MHz in 868 MHz.

O standardu NB-IoT

Zgodba

Zgodovina LPWAN se je začela veliko preden je francoski Sigfox leta 2009 lansiral istoimensko brezžično omrežje v nelicenciranem frekvenčnem območju. Cilj podjetja je bil povezati objekte, ki za delovanje ne potrebujejo veliko energije. Najprej so bili priključeni števci, pralni stroji itd.

Pa vendar so bile prve naprave, ki so začele delovati v predhodnikih sodobnih omrežij LPWA, alarmni sistemi. Torej, v letih 1980-1990. so se začele pojavljati topologije in omrežne arhitekture, podobne LPWAN. AlarmNet, hčerinska družba ADEMCO, je na primer povezala javljalnike požara iz brezžičnega omrežja in spremljala njihovo delovanje. Omrežje je delovalo na frekvenci 928 MHz in je pokrivalo 65 % prebivalstva. Honeywell je nato kupil AlarmNet.

Drugi dobavitelj je ARDIS, ki je bil ustanovljen v osemdesetih letih prejšnjega stoletja. brezžično omrežje s široko pokritostjo v lasti Motorole. Na to nizkohitrostno omrežje je bila povezana oprema za avtomatizacijo prodaje in spletnih transakcij. American Mobile je nato prevzel ARDIS, novi lastnik pa je storitve za stranke preselil v sodobnejša omrežja.

S postopnim razvojem tehnologije so podjetja, ki ponujajo rešitve za nadzor, prešla na omrežja 2G. To se je zgodilo v poznih devetdesetih letih. Po takratnih standardih so imela omrežja 2G povsod pokritost.

omrežja LPWAN

Dve glavni možnosti za implementacijo omrežja LPWAN:

Licenčno frekvenčno območje (velika moč, relativno visoka hitrost, brez motenj)
Frekvenčno območje brez licence (nizka moč, nizka hitrost, omejen delovni cikel oddajnika, možne motnje drugih igralcev)

Tri glavne tehnologije za gradnjo omrežij LPWAN:

NB-IoT – razvoj celičnih komunikacij;
SigFox v svetu in Swift, VAVIOT v Rusiji - LPWAN brez licenc UNB;
LoRa je širokopasovni LPWAN brez licence.

NB-IoT bo verjetno zajel večino trga z visokimi maržami, vendar imajo tehnologije brez licenc potencial, da zajamejo trg z nižjimi maržami z milijardami povezanih, preprostih in poceni naprav.

NB-IoT

Najbolj znan protokol LoRa, LoRaWAN, je protokol strojne opreme za upravljanje komunikacij med prehodi LPWAN in končnimi vozlišči naprave. Omrežje LoRaWAN (širokopodročna omrežja dolgega dosega) je razporejeno v frekvenčnem spektru, ki ne zahteva licenciranja.

Naprave v omrežju LoRaWAN asinhrono prenašajo podatke, ki jih je treba poslati na prehod. Nato več prehodov, ki prejmejo te informacije, pošlje podatkovne pakete v centraliziran omrežni strežnik in od njega do aplikacijskih strežnikov.

Protokol globalno podpira LoRa Alliance. Zavezništvo združuje več kot 500 podjetij - razvijalcev strojne in programske opreme ter operaterjev LoRaWAN.

Komunikacijske storitve LoRaWAN zagotavlja 42 operaterjev v več kot 250 mestih po vsem svetu. Strokovnjaki to priljubljenost tega standarda pojasnjujejo z nizko porabo energije (približno 10 let iz ene baterije), velikim območjem pokritosti in nizkimi stroški senzorjev (do 10 USD).

LoRaWAN in Swift: primerjava

1. Komunikacijski protokol

Ena glavnih razlik med temi omrežji je komunikacijski protokol. LoRa uporablja povezovalni sloj protokola LoRaWAN - MAC (medijski sloj OSI 2) za omrežja z več vozlišči z velikim dosegom in nizko porabo energije.

Omrežje Swift uporablja lasten protokol Marcato 2.0. Ta protokol je zaprt. Protokol zagotavlja šifriranje XTEA z uporabo 256-bitnega ključa.

2. Stopnja lastništva

Strizh za delovanje uporablja zaprti protokol Marcato 2.0. Posledično so za delo v tem omrežju potrebni prehodi in končne naprave, ki jih proizvaja Strizh. Takšna absolutna stopnja lastništva lahko negativno vpliva tako na stroške naprav kot na njihov doseg.

Za LoRaWAN je značilna nizka stopnja lastniške narave. Patent za čipe LoRa pripada Semtechu. Vendar pa imetnik patenta ne nasprotuje več podjetjem, ki proizvajajo opremo. Poleg tega končne naprave proizvaja več ducatov tretjih proizvajalcev. Posledično ima uporabnik veliko poceni in učinkovitih možnosti za gradnjo IoT rešitev, ki temeljijo na LoRa.

3. Modulacija

LoRa uporablja modulacijsko metodo z razširjenim spektrom in variacijo linearne frekvenčne modulacije, "Strizh" pa uporablja ultraozkopasovno metodo z diferencialnim binarnim faznim zamikom DBPSK.

Uporaba širokopasovnega ključovanja LoRaWAN vodi do zmanjšanja učinkovitosti uporabe frekvenčnega spektra. Posledično je število naprav za delovanje v določenem frekvenčnem območju bistveno manjše kot pri Swiftu. V pasu 125 kHz LoRa, ki je potreben za kodiranje enega kanala, je mogoče uporabiti do 1250 naprav Strizh.

4. Pasovna širina signala

Priporočena pasovna širina signala za standardno omrežje LoRaWAN je 125 kHz. Strizh ima pasovno širino signala 100 Hz. Standardno omrežje LoRaWAN ima osem širokih kanalov po 125 kilohercev, medtem ko ima Swift 5 tisoč ozkih kanalov po 100 hercev. Ozek kanal ima več funkcij. Na primer, zahteva stabilnost frekvence kvarčnih resonatorjev, ki določajo delovno frekvenco naročniške naprave. V nasprotnem primeru je treba uporabiti drage temperaturno kompenzirane generatorje, katerih napaka frekvence je za red velikosti manjša.

5. Ločevanje kanalov

FDMA (Frequency Division Multiple Access) je večkratni dostop s frekvenčno razdelitvijo. Skupni vir je razdeljen na več naprav. Ta delitev je lahko enaka ali neenaka. FDMA se običajno uporablja v povezavi s tehnikami večkratnega dostopa TDMA in CDMA.

Načelo delovanja TDMA je, da na določeni frekvenci bazna postaja deluje za enega naročnika določen čas, za drugega za drugega itd. Prekinitve so tako kratke, da jih naprave ne opazijo.

Princip delovanja skoraj digitalnega standarda CDMA pomeni, da vse celice delujejo na istem kanalu. Posledično se frekvenčni vir uporablja v največji možni meri. Možno je gladko preklopiti napravo iz storitve iz ene bazne postaje v drugo.

LoRaWAN uporablja CDMA in TDMA, medtem ko Swift uporablja FDMA in TDMA.

6. Radijska relejna in zapletena omrežja

Prednost LoRaWAN je uporaba mrežastih (večtočkovnih) omrežij. Naprave lahko delujejo kot radijske relejne postaje in prenašajo signal do najbližje dostopne točke. Zato ponudnikom ni treba namestiti dodatnih dostopnih točk z ožičenjem do njih. Alternativni način je uporaba miniaturnih radijskih relejnih postaj WLAN, ki zagotavljajo komunikacijo z obstoječo infrastrukturo dostopnih točk. "Swift" se ne more pohvaliti s takšnimi lastnostmi.

7. Razredi podprtih naprav

LoRaWAN lahko služi napravam razreda A, B, C, Strizh pa samo napravam razreda A. Razredi se razlikujejo po urniku prenosa podatkov v zraku. Oprema razreda A na primer oddaja informacije in nato kratek čas čaka na odgovor bazne postaje. Sprejemnik se izklopi do naslednje komunikacijske seje. Naprave razreda B delujejo po urniku. Oddajnik se vklopi ob določenem času. Bazna postaja ima ta urnik in je zato sposobna prenašati podatke v napravo po urniku. Naprave razreda C držijo sprejemnik ves čas vključen, tako da lahko bazna postaja kadar koli oddaja informacije.

8. Asinhroni prenos podatkov

Omrežji Strizh in LoRaWAN nista mobilni. To pomeni, da se napravam ni treba zbuditi za sinhronizacijo podatkov. Senzorje je mogoče programirati za pošiljanje podatkov po urniku ali ko se informacije kopičijo. Zato je življenjska doba baterije precej dolga in lahko doseže več let.

9. Objektna lokalna omrežja

Tudi posamezno podjetje lahko zgradi učinkovito omrežje LoRaWAN zaradi nižje cene bazne postaje in širšega ekosistema dobaviteljev strojne in programske opreme. Možna je tudi izgradnja omrežja Strizh v lokalnem objektu, vendar lahko zaradi popolne tajnosti protokola izbira potrebne opreme in odobritev projekta trajata več časa.

10. Število operaterjev

Omrežja LoRaWAN postavlja več kot sto operaterjev v 40 državah in 250 mestih po vsem svetu. LoRaWAN je s podporo IT-gigantov in večjih telekomunikacijskih operaterjev s signalom pokril že več kot 40 držav in 250 mest. V Avstraliji, Novi Zelandiji, Tajvanu in na Nizozemskem LoRaWAN velja za omrežni standard interneta stvari. Omrežje Strizh predstavlja edini operater, ki ponuja storitve v nekaterih državah CIS.

11. Stroški baznih postaj

Investicije v gradnjo neceličnih LPWAN so precej nižje kot v mobilne LPWAN. Necelična omrežja LPWAN je mogoče enostavno namestiti v mestnih in podeželskih območjih. Cena ene bazne postaje LoRaWAN je ocenjena na 1000 $. Za pokrivanje ozemlja Nizozemske je na primer eden od telekomunikacijskih operaterjev pridobil 12.

12. Odpornost proti hrupu

Tehnologija Strizh je bolj odporna na motnje. Signal LoRaWAN ima povprečno stopnjo stabilnosti. Proti motnjam v primeru LoRaWAN se doseže s kodiranjem.

Pri sočasnem delovanju v enem kanalu lahko naprave dosežejo zaščito pred motnjami na ravni 10 - 20 dB; v Strizhu je ta številka do 65 dB zaščite pred motnjami na sosednjem kanalu.

13. Ekosistem

Rešitve Strizh razvijajo samo podjetje in več, predvsem ruskih proizvajalcev opreme. Ekosistem LoRa vključuje več kot 500 podjetij – telekomunikacijskih operaterjev in ponudnikov IT rešitev in opreme. LoRa Alliance vključuje IT velikane, kot so IBM, Cisco, Orange, NTT, Soft Bank, Bosch, Schneider Electric, Inmarsat, Swisscom. Podpora teh voditeljev je že pripeljala do tega, da je LoRaWAN postal največja priljubljena tehnologija LPWAN na svetu. To dokazuje število operaterjev, ki so postavili to omrežje.

Povzetek

LoRaWAN je bistveno boljši od Strizha glede stopnje lastniške tehnologije, ločevanja kanalov, zmožnosti oskrbe več razredov naprav, zmožnosti uporabe radijskih relejev in mrežastih omrežij, gradnje lokalnih omrežij v podjetjih, stroškov baznih postaj, podporni ekosistem in število delujočih omrežij. To pomeni, da imajo stranke veliko več možnosti za gradnjo učinkovitih industrijskih rešitev, ki temeljijo na LoRaWAN, kot pri uporabi tehnologije Strizh.

LoRaWAN proti NB-IoT: Primerjava standardov

1. Enostaven za namestitev

Sigfox

Sigfox je francosko podjetje, ki je leta 2009 v Franciji lansiralo sodobno omrežje LPWA. Višina naložbe v projekt je takrat znašala 100 milijonov evrov.

Omrežje uporablja ultra ozkopasovno brezžično tehnologijo. Omrežje temelji na zvezdni topologiji. Mimogrede, ta topologija je značilna za večino LPWA. Številne naprave brezžično prenašajo podatke na prehode, prehodi pa preusmerjajo informacije na strežnik. Vsaka naprava v omrežju lahko odda do 140 odhodnih sporočil na dan. Velikost sporočila ne presega 12 bajtov. Največje število dohodnih sporočil je 4, velikost vsakega je do 8 bajtov.

Omrežje deluje v nelicenciranem frekvenčnem območju. Za zagotavljanje komunikacijskih storitev se uporablja območje 868 MHz v Evropi in 902 MHz v Evropi. Omrežja Sigfox so nameščena v več kot 26 državah po vsem svetu.

Napake:

Nadaljnji razvoj primera stanovanjskih in komunalnih storitev ni jasen zaradi spreminjajoče se zakonodaje.
Zaprta tehnologija, razvijalci tretjih oseb nimajo dostopa do omrežnega strežnika.
Ni povratnega kanala, ki bi bil simetričen v območju.
Tveganja enega samega dobavitelja in tveganja naraščanja naročnin

Ingenu

To omrežje uporablja protokol RPMA (Random Phase Multiple Access). Tehnologija je na voljo v 29 državah sveta.

GoodWAN

RT-Invest je začel s projektom »pametnega nadzora« zbiranja in odvoza odpadkov

15. avgusta 2019 je skupina podjetij RT-Invest (ustanovljena s sodelovanjem državne korporacije Rostec) predstavila pilotni projekt digitalizacije zbiranja in prevoza komunalnih odpadkov na podlagi lastne platforme telematskih storitev. Preberi več.

Beeline in Energomera bosta skupaj promovirala LPWAN v elektroenergetiki

26. julija 2019 je postalo znano, da je VimpelCom objavil svojo pripravljenost za razvoj interneta stvari na ruskem trgu merjenja električne energije. Družba je podpisala pogodbo o sodelovanju z domačim proizvajalcem števcev električne energije s podjetjem Energomera. Preberi več.

J’son & Partners Consulting: stanje in možnosti za implementacijo tehnologij LPWAN

Kot ugotavlja J’son & Partners Consulting, je mogoče za zagotavljanje povezljivosti naprav IoT uporabiti različne radijske tehnologije in brezžične komunikacijske standarde. Vendar pa je po ruski klasifikaciji veliko večino brezžičnih omrežij za IoT mogoče razvrstiti v 6 velikih segmentov.

Precejšnje število naprav IoT (približno 80 %) bo povezanih prek prehodov, ki temeljijo na LAN in PAN, v radiofrekvenčnih pasovih za rabo svetlobe (slika 2). V tem primeru se sami prehodi lahko povežejo prek obstoječih celičnih mobilnih omrežij ali ozkopasovnih brezžičnih IoT komunikacijskih omrežij.

Kljub dejstvu, da ozkopasovna brezžična komunikacijska omrežja IoT ne veljajo za najbolj razširjen segment brezžičnih tehnologij za IoT, se pričakuje, da se bo tovrstno omrežje uporabljalo za povezovanje naprav IoT v številnih sektorjih gospodarstva za širok spekter aplikacij, ki bi težko ali nemogoče izvesti z drugimi vrstami brezžične komunikacije.

Ozkopasovna brezžična komunikacijska omrežja IoT ustrezajo dvema ločenima segmentoma glede na uporabo radiofrekvenčnih pasov na splošen ali poenostavljen način.

Ozkopasovna brezžična komunikacijska omrežja IoT v splošno uporabljenih radiofrekvenčnih pasovih (po tuji klasifikaciji - v licenčnem spektru) predstavlja več standardov, med katerimi sta najbolj razširjena NB-IoT in LTE-M konzorcija 3GPP. Pravzaprav te tehnologije niso neodvisni standardi, temveč predstavljajo razvoj obstoječih standardov celične mobilne komunikacije, spremenjenih za izpolnjevanje potreb povezljivosti naprav z nizko porabo energije, ki običajno delujejo na baterije in imajo omejene potrebe po pasovni širini.

Obstaja več kot ducat različnih odprtih in zaprtih standardov za ozkopasovna brezžična IoT komunikacijska omrežja v radiofrekvenčnih pasovih, ki se uporabljajo poenostavljeno (po tuji klasifikaciji - v nelicenciranem spektru).

Tako se v svetu ozkopasovne tehnologije za IoT delijo v dve glavni kategoriji:

tehnologije, ki uporabljajo nelicencirani spekter (LoRaWAN, SigFox itd.);
tehnologije, ki uporabljajo licenčni spekter (NB-IoT, LTE-M itd.)

Največjo dinamiko po številu zagonov v svetu kažejo omrežja v licenčnem spektru (NB-IoT in LTE-M), v katera vlagajo mobilni operaterji.

Po podatkih J’son & Partners Consulting so te tehnologije do konca leta 2018 vodile po številu uvedenih omrežij z 39-odstotnim deležem. V 1 kv. Leta 2019 je število operaterjev, ki so vzpostavili omrežja, ki temeljijo na tehnologijah NB-IoT ali LTE-M, v 52 državah po svetu preseglo 100. Junija 2016 je bila standardizacija NB-IoT v izdaji 13 (LTE Advanced Pro) zaključena.

Po podatkih LoRaAlliance je konec leta 2018 število operaterjev omrežja LoRaWAN na svetu preseglo 100. Omrežja Sigfox (tehnologija ni zastopana v Rusiji) pokrivajo približno 50 držav (brez »pritlikavih« in otoških držav).

Do konca leta 2018 sta bili najbolj razširjeni omrežji v Rusiji »Strizh« (tehnologija XNB) in »Vaviot« (tehnologija NB-Fi). Poteka tudi aktivna izgradnja omrežij LoRaWAN in NB-IoT. Zlasti konec leta 2018 je podjetje ER-Telecom zgradilo omrežja LoRaWAN v 63 mestih, MTS pa je vzpostavil zvezno omrežje NB-IoT v več kot 200 mestih v 52 regijah Rusije.

Analiza stopnje razvitosti in standardizacije tehnologij in protokolov LPWAN v nelicenčnem spektru je pokazala naslednje:

LoRaWAN: načrtovana je formalizacija te tehnologije v mednarodni standard. V Rusiji naj bi bil razvoj temeljnega standarda za protokol LoRaWAN končan leta 2021.
NXB (»Swift«): zaprt protokol XNB, ki ga je razvilo podjetje Swift. Predlagano je bilo, da se uporabi za množično priključitev "pametnih" števcev električne energije, dokončna odločitev še ni bila sprejeta.
NB-Fi (Vaviot): Februarja 2019 je Rosstandart odobril predhodni nacionalni standard NB-Fi. Načrt nacionalne tehnološke pobude (NTI) predvideva razvoj več standardov IoT v Rusiji do leta 2025.
Sigfox in druge tehnologije (Weightless P, Ingenu itd.) V Rusiji niso predstavljene; udeleženci na trgu (prodajalci, sistemski integratorji, operaterji, regulatorji itd.) nimajo načrtov za njihov razvoj (ni objavljeno).

Od julija 2019 so tako naprave, ki podpirajo tehnologije LoRaWAN, NB-Fi in XNB, kot tudi omrežna oprema (infrastruktura), vključno z ruskimi dobavitelji, komercialno na voljo na ruskem trgu. V bližnji prihodnosti naj bi se na trgu pojavile prve komercialne naprave, ki podpirajo tehnologijo NB-IoT.

Po napovedih BergInsighta bodo leta 2023 tehnologije v licenčnem spektru (NB-IoT in LTE-M) predstavljale približno 80 % vseh pošiljk naprav LPWA na svetu – skoraj 1 milijardo enot.

V Rusiji od julija 2019 regulator daje prednost tehnologijam v licenčnem spektru, medtem ko je tehnologijam za nelicencirano uporabo dodeljena vloga nišnih, ki so osredotočene predvsem na zbiranje telemetrije od nekritičnih objektov. Hkrati obstaja tveganje monopolizacije določenih IoT segmentov (prometna infrastruktura, pametni števci itd.) z uporabo zaprtih protokolov in zagotavljanjem preferenc posameznim udeležencem na trgu.

Standardi LPWAN se bodo uporabljali predvsem v stanovanjskih in komunalnih storitvah, pametnih mestih, logistiki, prometu in kmetijstvu. Na splošno se bo ruski trg razvijal v skladu s svetovnimi trendi, z zamikom 1-3 let od razvitih držav.

V vrednostni verigi se zmanjšuje vloga »čistih« ponudnikov komunikacijskih storitev za M2M/IoT in povečuje vloga ponudnikov storitev, ki temeljijo na oblačnih platformah IoT, storitvah sistemske integracije in tehnični podpori za sisteme M2M/IoT.

VimpelCom je v Moskvi aktiviral omrežje NB-IoT za storitve in naprave interneta stvari

2. julija 2019 je postalo znano, da je VimpelCom PJSC (blagovna znamka Beeline) aktiviral omrežje v Moskvi za storitve in naprave interneta stvari (IoT) v standardu LTE, ki temelji na tehnologiji NB-IoT. Podpiral bo lahko več deset milijonov pametnih naprav. Preberi več.

SCRF je sprejel kompromisno odločitev o usodi standarda LPWAN

Prvotna različica odločitve komisije o tem vprašanju je povzročila veliko polemik. Trenutno naprave LPWAN delujejo v nelicenciranih odsekih pasu 800 MHz: 864–865 MHz, 866–868 MHz in 868,7–869,2 MHz.

Na predzadnjem zasedanju leta 2018 je SCRF želel zagon baznih postaj standarda LPWAN zavezati k pridobitvi dovoljenja za uporabo radijskih frekvenc. Poleg tega je bilo načrtovano, da se v teh omrežjih obvezuje uporaba samo domače opreme.

Vodja združenja udeležencev trga interneta stvari Andrej Kolesnikov je poslal pismo ministru za komunikacije, predsedniku državnega odbora za radijske frekvence Konstantinu Noskovu, s prošnjo, naj prepreči takšno odločitev. Kolesnikov je poudaril, da bo zahteva po obveznem pridobivanju dovoljenja za uporabo radijskih frekvenc podaljšala čas izgradnje omrežij LPWAN, povzročila povečanje stroškov komunikacijskih storitev in povečala obremenitev regulatornega organa - Roskomnadzor.

Poleg tega omrežja LPWAN zdaj aktivno uporabljajo startupi, tudi v študentski in izobraževalni sferi. Uvedba dovoljenjskega postopka za uvedbo radioelektronske opreme standarda LPWAN bo onemogočila nadaljevanje te prakse.

Kolesnikov je tudi nasprotoval uvedbi zahteve po obvezni uporabi ruske opreme. Ruski proizvajalci po njegovem mnenju še ne morejo zagotoviti zahtevanega obsega in kakovosti opreme za internet stvari.

2018

Tele2, Ericsson in Rostelecom so testirali NB-IoT za energetski sektor

Za zagotavljanje komunikacije 4G je bilo odločeno, da se frekvenčna pasova 453–457,4 MHz in 463–467,4 MHz dodeli petim regijam. Ta seznam vključuje avtonomno okrožje Nenec in Čukotka, republike Ingušetija, Saha (Jakutija) in Čečenija. Dražba bo najkasneje v drugem četrtletju prihodnjega leta.

2017

MTS je odprl ekosistemski laboratorij NB-IoT

ZTE in velcom sta v Minsku zagnala omrežje NB-IoT

Telekomunikacijski operater velcom je jeseni 2017 v Minsku predstavil prvo ozkopasovno omrežje NB-IoT (Narrow Band Internet of Things) v državi za »internet stvari«. Zagon omrežja NB-IoT bo omogočil razvoj interneta stvari po vsem mestu in ne le v pilotnih območjih. Bazne postaje že zdaj zagotavljajo stabilno pokritost na vseh območjih: ozkopasovne komunikacije prodirajo tudi na najbolj nedostopna mesta, skozi masivne zidove zgradb in v kletna tla. Kar zadeva penetracijo signala, je lahko novi standard 20-krat višji od trenutno uporabljenih tehnologij M2M.

Pred tem je velcom od Državne komisije za radiofrekvence (SCRF) prejel dovoljenje za uporabo dela prej dodeljenega frekvenčnega območja za internet stvari. Omrežje NB-IoT deluje v pasu 900 MHz, ki se uporablja tudi v GSM in UMTS. Za internet stvari se uporablja majhen frekvenčni pas 200 kHz z varovalnimi intervali, ki nikakor ne vpliva na delovanje drugih omrežij.

Mobilnim operaterjem v Rusiji bo morda dovoljena uporaba frekvenc v načinu NB-IoT

V začetku decembra 2017 je postalo znano, da namerava Državna komisija za radijske frekvence (SCRF) dovoliti velikim štirim operaterjem, in sicer MTS, MegaFon, VimpelCom in Tele2, uporabo frekvenc v načinu ozkopasovnega interneta stvari ( NB- IoT). Ustrezni osnutek sklepa SCRF naj bi bil obravnavan na seji 28. decembra 2017.

Zlasti se predvideva, da bodo operaterji lahko zagnali NB-IoT v okviru obstoječih dovoljenj za uporabo frekvenc standardov GSM, LTE in poznejših sprememb v Rusiji v različnih pasovih. V skladu z dokumentom SCRF "upošteva potrebo po hitri implementaciji obetavnih radijskih tehnologij za razvoj interneta stvari."

Po mnenju operaterjev bo možnost uporabe frekvenc v načinu NB-IoT zagotovila ugodno regulativno okolje za uvedbo infrastrukture interneta stvari, poenostavila razvoj interneta stvari v Rusiji in tudi pospešila vstop na trg že pripravljenih izdelkov. komercialne izdelke in storitve na tem področju, ki so že preizkušeni.

Zvezno brezžično omrežje v Ruski federaciji

V skladu s programom bo do konca leta 2017 razvit koncept razvoja ozkopasovnih komunikacijskih omrežij za zbiranje telemetričnih informacij v mestih z ozemlja več kot 100 kvadratnih metrov. km. Ugotovljene bodo tudi storitvene potrebe in pristopi k ustvarjanju in uporabi omrežja LPWAN.

Vzporedno se bo izvajal razvoj, izboljšanje in izpopolnjevanje kompleksa programske in strojne opreme, vključno s telekomunikacijsko opremo, ki bo ustrezala potrebam razvoja ozkopasovnih komunikacijskih omrežij in zbiranja telemetričnih informacij. Poudarjeno je, da naj bo oprema pretežno domače proizvodnje.

V začetku leta 2018 bodo določeni seznami in ocenjene zmožnosti domače industrije za proizvodnjo telekomunikacijske opreme za izgradnjo omrežja LPWAN. Kasneje bodo ustvarjeni pogoji za razvoj zveznega ozkopasovnega komunikacijskega omrežja z uporabo tehnologije LPWAN, vključno z radijskimi frekvencami za postavitev omrežja, sprejeti bodo regulativni pravni akti in izveden pilotni projekt za vzpostavitev komunikacijskega omrežja.

V tretjem četrtletju 2018 bo izvedeno načrtovanje ozkopasovnih komunikacijskih omrežij s tehnologijo LPWAN, postopek za njeno uvedbo in ustvarjanje. Do tretjega četrtletja 2019 bodo komunikacijska omrežja LPWAN uvedena v prvih petih mestih z več kot milijonom prebivalcev, v teh omrežjih pa bo uporabljena domača oprema.

Do konca leta 2022 bodo omrežja LPWAN z domačo opremo uvedena v vseh ruskih mestih s površino več kot 100 kvadratnih metrov. km. In do konca leta 2024 bo zagotovljena široka uvedba omrežij LPWAN v majhnih mestih in urbanih naseljih, pa tudi ob zveznih avtocestah in železnicah. CNews, blizu SCRF, potrjuje, da bo to vprašanje obravnavano, in okrožnica o potrebo po dodelitvi frekvenc, po njegovih besedah je prišel "s samega vrha."

Študija Lux Research and Stratistics MRC

MegaFon in Qualcomm sta skupaj testirala NB-IoT v Sankt Peterburgu

Testiranje je bilo izvedeno v Zveznem centru za raziskave in razvoj MegaFon v Sankt Peterburgu. Končna naprava je bil testni uporabniški terminal na osnovi globalnega večmodnega modema Qualcomm MDM9206, na omrežni strani pa je bila uporabljena oprema Huawei. Za testiranje je bil uporabljen pas 900 MHz. Glavna funkcionalnost standarda NB-IoT je bila testirana po skupno potrjenem programu. V okviru testiranja je bilo preverjeno tudi delovanje metod Coverage Enhancement Levels, ki omogočajo, da naprava ostane na spletu tudi pri zelo nizkih vrednostih sprejetega signala, kar je še posebej pomembno za obetavne naprave interneta stvari.

Izvedeni test NB-IoT nam omogoča, da pripravimo formalizirane zahteve za veliko število proizvajalcev modulov IoT, razvijalcev programske opreme in sistemskih integratorjev, ki nameravajo razviti in implementirati svoje naprave za delo v omrežju MegaFon v standardu NB-IoT.

MegaFon pripravlja infrastrukturo za množično povezovanje naprav interneta stvari. Tehnologija NB-IoT bo omogočila množično povezljivost v omrežje za različne naprave, ki se nahajajo na težko dostopnih mestih in morajo delovati dolgo časa brez menjave baterije. Poleg tega ta tehnologija vključuje uporabo licenčnega frekvenčnega območja, ki zagotavlja zanesljivost, varnost in kontinuiteto prenosa podatkov. Uvedba tehnologije NB-IoT je še en korak pri pripravi MegaFonove infrastrukture za zagon omrežij pete generacije, ki bo povečala ne le hitrost prenosa podatkov, ampak tudi zmogljivost omrežja, je dejal Nikolaj Sidorov, vodja Zveznega centra za raziskave in razvoj MegaFona.

Veseli nas, da komercialno dostopni moduli, ki temeljijo na globalnem multi-mode LTE IoT modemu MDM9206, že omogočajo internet stvari. NB-IoT in eMTC sta optimalni tehnologiji za medsebojno povezovanje in povezovanje naprav IoT, kot so mobilne plačilne naprave (POS), cevovodi, števci za vodo, plin in elektriko, kot tudi za ustvarjanje sistemov za upravljanje sredstev in pametnih mest. Zadovoljni smo z rezultati skupnega testiranja tehnologije NB-IoT in različnih uporabniških scenarijev z MegaFonom. Naš nabor čipov Qualcomm MDM9206, ki je že komercialno dostopen, zdaj omogoča rešitev vseh teh težav. To je še en pomemben korak k nastanku novih storitev za zasebne in poslovne naročnike v Rusiji,« pravi Yulia Klebanova, podpredsednica Qualcomma za poslovni razvoj v vzhodni Evropi.

Huawei je v Španiji preizkusil pametne števce električne energije, ki temeljijo na NB-IoT

EDP Distribuição (Španija) uporablja ozkopasovni internet stvari za izvedbo pilotnega projekta v okviru programa Upgrid, ki je del strategije Evropske komisije Horizon 2020. Infrastrukturno omrežje NB-IoT je postavil telekomunikacijski operater NOS z razvojem Huaweija.

Huawei pravi, da se z ozkopasovnim internetom stvari rešujejo naslednje naloge:

ohranja se ustrezna kakovost storitev za stranke – s samodejnim zaznavanjem okvar in poškodb, kar skrajša čas, potreben za ponovno vzpostavitev storitve (v primeru naravnih nesreč in drugih nepredvidenih situacij omogoča hitro odkrivanje težav in rešitev težave);
spletno merjenje porabe s podporo za različne situacije in statistike;
odziv na zahtevo, nadzorovan v skoraj realnem času;
stalen razvoj tehnologije s postopnim množičnim uvajanjem s strani telekomunikacijskih operaterjev (uvedba v velikem obsegu bo zagotovila oblikovanje razvitega ekosistema in izvedbo tehnološke revolucije z optimizacijo funkcionalnosti in uvajanjem novih elementov v skladu z zahtevami »pametnega« omrežja) ).

EDP Distribuição je izbral območje Parque das Nações v Lizboni za pilotni zagon razvoja, pri čemer je v projekt vključenih 100 strank. Pri nas je že implementiran ozkopasovni internet stvari in nameščeni dve bazni postaji NOS, ki zagotavlja pokritost z NB-IoT. Inteligentno upravljanje z energijo je postalo primer praktične uporabe te tehnologije, ugotavlja Huawei.

MegaFon je preizkusil delovanje števcev v standardu NB-IoT

Celovita rešitev, ki jo je spomladi predstavil MegaFon skupaj s svojimi partnerji, bo stanovanjskim in komunalnim podjetjem ter družbam za upravljanje omogočila hitro prejemanje informacij o porabi virov, samodejno nadzorovanje stroškov, takojšnjo določitev stanja in odpravo plačilnih vrzeli. Prebivalcem, ki so prešli na novo rešitev, ne bo več treba odčitavati ročno, poleg tega je mogoče preko priročne aplikacije spremljati porabo elektrike, vode in plina ter nalagati statistiko za določeno obdobje.

Produkt ima številne prednosti pred alternativami, ki so na voljo na trgu, saj deluje na standardu NB-IoT, ki ga MegaFon razvija skupaj s Huaweijem in ga namerava v letu 2017 dati v komercialno uporabo. Njegova energetska učinkovitost omogoča delovanje povezanih naprav do 10 let brez menjave baterije, domet omrežja zagotavlja nemoten prenos podatkov tudi v prostorih s težavnim sprejemom mobilnega signala, nizka cena radijskega modula pa konkurenčne stroške izvedbe.

Priročnost rešitve je tudi v njeni kompleksnosti: ustvarjena skupaj z ruskim razvijalcem informacijskih sistemov v sektorju stanovanjskih in komunalnih storitev, podjetjem " Veliki trije«, rešuje vsa vprašanja v zvezi s prehodom na inteligentni merilni sistem – od proizvodnje števcev do postavitve platforme za zbiranje in analizo odčitkov skozi eno okence.

»Danes lahko govorimo o nastanku celotnega tehnološkega trga v sektorju stanovanjskih in komunalnih storitev, rešitve, ki se pojavljajo tukaj, pa najdejo uporabo v drugih panogah. Seveda je ta pojav posledica sistematičnega dela za povečanje naložbene privlačnosti panoge, ugotavlja Namestnik ministra za gradbeništvo in stanovanjske in komunalne storitve Ruske federacije Andrej Čibis. - Verjamemo, da lahko s prihodom zasebnega investitorja in določitvijo jasnih pravil igre stanovanjsko-komunalni sektor postane resnično učinkovit in usmerjen k uporabniku. Profesionalni menedžer, pa naj gre za investitorja ali upravljavsko organizacijo, je zainteresiran za avtomatizacijo procesov in s tem za znižanje stroškov, povečanje obvladljivosti in predvidljivosti dela. Prepričani smo, da bo danes predstavljena rešitev še en korak k izboljšanju učinkovitosti upravljanja stanovanj in bo lahko izboljšala plačilno disciplino med prebivalci.«

Rešitev MegaFon, Huawei in Big Three se bo pojavila na trgu takoj po uvedbi standarda NB-IoT in bo omogočila celovito rešitev problema povezovanja merilnih naprav v omrežje za družbe za upravljanje in stanovanjske in komunalne storitve. podjetja.

2016: Praksa Huawei

Pred dokončnim sprejetjem standardov NB-IoT je Huawei sodeloval s partnerji pri pripravi na standardizacijo in testiranju aplikacij, da bi bolje razumel potrebe strank, pospešil posodobitev in optimiziral tehnične rešitve. Samo v prvi polovici leta 2016 je Huawei zaključil številne skupne projekte. Huawei je na primer z Etisalatom preizkusil storitve in aplikacije pametnega parkiranja; Skupaj z avstralskima operaterjema (VHA in Optus) in South East Water je začel s testiranjem inteligentnega sistema upravljanja oskrbe z vodo, sklenil pa je tudi pogodbo o strateškem partnerstvu s kitajskima China Telecomom in Shenzhen Water Group za implementacijo podobnega sistema.

2015

Tržna ocena Stratistics MRC

Po podatkih Stratistics MRC je obseg svetovnega trga omrežja LPWA konec leta 2015 ocenjen na 0,5 milijarde USD. Do leta 2022 bo trg po mnenju analitikov dosegel 46,3 milijarde dolarjev povprečne letne stopnje rasti (CAGR) trga v letih 2015–2022. bo 88,8 %.

Po mnenju analitikov bo zasebni sektor gospodarstva v predvidenem obdobju zasedel največji tržni delež. Hkrati bodo kazalniki CAGR javnega sektorja gospodarstva za porabo storitev LPWAN presegli kazalnike zasebnega sektorja. Evropske države bodo prevladovale na svetovnem trgu LPWAN. Hkrati bodo višje stopnje rasti celotnega letnega prometa opazne v azijsko-pacifiški regiji.

Poznavalci telekomunikacijskega trga napovedujejo, da se bodo znani mobilni operaterji, internetni ponudniki, banke in internetna podjetja kmalu preoblikovali v popolnoma nova podjetja. Postali bodo polnopravni integratorji inteligentnih krmilnih sistemov tako v proizvodnem kot potrošniškem sektorju. Primere takšne preobrazbe je bilo mogoče videti na industrijski razstavi Innoprom-2016.

Okoli nas se pojavlja vedno več pametnih naprav z dostopom do interneta. Pametni domovi, gospodinjski aparati, samovozeči avtomobili, avtomatski sistemi za nadzor cest, umetna inteligenca, ki odloča, kaj naj kupimo – vse to že nadzoruje življenja stotisočev in milijonov ljudi. In ta proces bo dobil zagon.

Po podatkih domačih telekomunikacijskih operaterjev je v začetku leta 2016 v Rusiji delovalo približno 11 milijonov internetnih naprav, do leta 2020 pa se bo njihovo število povečalo skoraj 5-krat - do 50 milijonov je predviden za proizvodni sektor in storitve. In skupni prispevek takšne digitalizacije k ruskemu gospodarstvu bo do leta 2021 znašal 5 milijard rubljev.

Prve znake uvedbe naprav, ki samodejno izmenjujejo podatke med seboj brez človekovega posredovanja, je že mogoče opaziti in testirati. Tako je v okviru industrijske razstave "Innoprom-2016" operater "MegaFon" deloval v nenavadni vlogi zase. Predstavniki podjetja tako rekoč niso omenjali komunikacijskih in internetnih storitev, govorili pa so o internetu stvari (IoT), sistemih za inteligentno upravljanje proizvodnje in optimizacijo stroškov, transportnih in logističnih storitvah ter sistemih točkovanja za banke.

Za široko uveljavitev interneta stvari je potrebno poenotiti standarde za interakcijo med najrazličnejšimi napravami. V nasprotnem primeru bo obilje pametnih pripomočkov začelo škodovati in ne pomagati.

NB-IoT - enoten standard za internet stvari

id="sub0">

V ta namen si različni operaterji in proizvajalci opreme močno prizadevajo za razvoj in implementacijo končnih standardov. V okviru Innoprom-2016 je MegaFon skupaj s Huawei prvi na ruskem trgu prikazal delovanje pametnih naprav, ki temeljijo na novem komunikacijskem standardu NB-IoT (Narrow Band IoT) - »pametno parkiranje«. Uporaba rešitve »pametno parkiranje« bo podjetjem, ki imajo v lasti komercialna parkirišča, omogočila učinkovitejši nadzor parkirnega prostora, optimizirala stroške spremljanja zasedenosti mest, končnim uporabnikom pa bo omogočila tudi udoben vmesnik preko mobilne aplikacije za rezervacijo, plačilo in navigacija do parkirnega mesta.

Kar zadeva NB-IoT, ta komunikacijska tehnologija za internet stvari bistveno zmanjša porabo energije končnih naprav, zagotavlja bistveno boljšo pokritost in prodor komunikacije ter poveča največje število naprav, povezanih v omrežje.

Po navedbah Marat Nuriev, direktor prodaje in trženja rešitev IoT v Rusiji pri Huaweiju NB-IoT ima potencial, da postane enotna tehnologija v omrežjih Low Power Wide Area (LPWA) za IoT, ki delujejo v licenčnih frekvenčnih pasovih.

Huawei že razvija enotno operatersko platformo IoT, ki bo podjetjem s katerega koli vertikalnega trga omogočila povezovanje prek odprtih API-jev. Zahvaljujoč temu ne bo treba graditi ločenih IoT platform za posamezne projekte. »Konec leta 2016 bomo predstavili tudi operacijski sistem Lite OS, namenjen interakciji povezanih naprav z operaterjevo IoT platformo. To je majhen odprt operacijski sistem, ki ga lahko vsak razvijalec uporablja v svojih napravah,« je dejal Marat Nuriev.

Z vidika vsestranskosti je NB-IoT najprimernejša rešitev za »energetsko učinkovita omrežja dolgega dosega« za podjetja v različnih panogah, ki se lahko uporabljajo za povezovanje števcev komunalnih storitev, senzorjev za spremljanje, sistemov za sledenje sredstev in množice drugih naprav. Ena od značilnosti tehnologije je zmožnost povezovanja do 100 tisoč naprav v eno celico bazne postaje, kar je desetkrat več od zmogljivosti obstoječih standardov mobilne komunikacije.

Uporaba nizkofrekvenčnega območja bo omogočila pokritost tako težko dostopnih mest, kot so kleti, kleti itd. Poleg tega naprave pri delovanju v novem standardu varčneje porabljajo baterijo, kar jim omogoča daljše delovanje brez ponovnega polnjenja. Na primer, vodomer z avtonomno baterijo, ko deluje v standardu NB-IoT, lahko zdrži do 10 let brez polnjenja in sprejema signal, ko je nameščen v kleti.

"NB-IoT omogoča majhne, poceni naprave z zelo nizko porabo energije in bo pomagal najti nove aplikacije za tehnologijo IoT v industriji," je dejal. Alexander Bashmakov, direktor infrastrukture pri MegaFonu.

»Pri izbiri določenih tehnologij moramo upoštevati njihovo razširjenost, možno območje pokritosti, združljivost omrežij operaterjev v različnih državah, odprtost protokolov, obseg proizvodnje tako omrežne kot naročniške opreme. V zvezi s tem bo prihajajoči globalni komunikacijski standard »pete generacije« veliko bolj učinkovit tako za običajne naročnike kot za podjetja kot katera koli druga alternativna tehnologija. To določa našo izbiro v korist 5G,« je opozoril Aleksander Bašmakov. - Zaradi tega so MegaFon in številni drugi operaterji po svetu zelo aktivno vključeni v proces njegovega ustvarjanja in standardizacije. Naše podjetje je na primer postalo član skupnosti GSMA NB-IoT Forum, katere namen je sodelovanje pri razvoju tehnologije NB-IoT po vsem svetu. Organizacija vključuje največje operaterje – China Mobile, Deutsche Telekom, Vodafon, pa tudi vodilne proizvajalce tehnoloških rešitev – Huawei, Intel, Qualcomm.«

MegaFon je govoril tudi o tehničnih težavah, ki jih je treba rešiti za razvoj segmenta IoT. »Moramo se spoprijeti z ogromno rastjo števila naprav, ki jih oskrbuje ena bazna postaja, kot tudi znatno zmanjšati odzivne čase omrežja. Dodati velja tudi podporo za tako imenovane kritične komunikacije, to je zagotavljanje visoke razpoložljivosti in zajamčene dostave podatkov za posebej pomembne aplikacije, življenjske sisteme itd. Ta vprašanja bodo rešena v okviru NB-IoT in nato 5G,« je dejal Aleksander Bašmakov.

Področja implementacije IoT

id="sub1">

Ključne panoge za implementacijo interneta stvari so trenutno:

transport in logistika (upravljanje voznega parka, telemetrija, optimizacija prometa itd.);

Stanovanjsko-komunalne storitve in elektroenergetika (pametne meritve, nadzor in optimizacija virov, daljinski nadzor v realnem času);

potrošniški sektor (lokacija otrok in starejših, varnost stanovanj in nepremičnin, pametni dom);

zdravilo;

finance (upravljanje bankomatov, plačilnih terminalov, plačila);

proizvodnja in trgovina (daljinsko upravljanje, inventura, POS/vending, avtomatizacija).

Projekti MegaFon v IoT

id="sub2">

V potrditev svojih besed je MegaFon spregovoril tudi o izvedenih projektih na področju IoT. Eden največjih med njimi je bil sistem za nadzor tovornega prometa Platon. Trenutno je v opremi kompleksa nameščenih 2 milijona posebnih termo-SIM kartic. Te SIM kartice so povezane z registrsko številko vozila. Uporaba senzorjev na poti omogoča elektronski nadzor na cesti, preverjanje prisotnosti vozovnice in bremenitev pristojbine.

Drugi primer uporabe rešitev M2M je projekt z Mostaxi (analogno Yandex.Taxi in Uber).

Poleg »pametnega parkiranja« so na stojnici MegaFon obiskovalcem pokazali plinomer s kartico SIM. Leta 2009 je bil sprejet 261. zvezni zakon o energetski učinkovitosti, ki je legaliziral »pametne« merilne naprave.

Trenutno je v Rusiji približno 300 tisoč števcev v stanovanjskih ali zasebnih stavbah, ki so povezani s strežniki prek mobilne komunikacije. To vam omogoča daljinski prenos vseh odčitkov iz merilnih naprav. MegaFon zaseda enega vodilnih položajev v tem segmentu trga.

Tako je Gazprom opremil približno 2700 priključnih mest na plinovodih in transformatorskih postajah. Vsak od njih vsebuje kartico MegaFon SIM, ki prenaša podatke v realnem času.

Poleg tega je operater podpisal pogodbo s podjetjem Rosseti za povezavo vseh postaj tega podjetja (približno 300 tisoč) na centralno nadzorno ploščo prek mobilnega operaterja. To vam omogoča zbiranje informacij o odpiranju ali zapiranju vrat, prenos video slik, temperature zraka in odčitke merilnih instrumentov.

MegaFon je predstavil tudi projekte v bančnem sektorju. Programska rešitev operaterja, ki temelji na algoritmih strojnega učenja, bo VUZ-Bank (del bančne skupine Uralske banke za obnovo in razvoj) omogočila, da v realnem času prejme pravilna priporočila o tveganjih plačilne sposobnosti potencialnih strank. Ekskluzivna informacijska platforma bo bančnim strokovnjakom pomagala pri nadaljnji oceni stopnje tveganja, povezanega s posojilnimi obveznostmi stranke. Znesek pogodbe je bil 3 milijone rubljev na leto.

Trenutno ima MegaFon pogodbo o hitri oceni plačilne sposobnosti strank s Sberbank. Družba je govorila tudi o velikem zanimanju za storitev točkovanja, ki temelji na strojnem učenju, s strani drugih finančnih in kreditnih organizacij v Rusiji.

Z razvojem interneta stvari (IoT) se bo število povezav v mobilna omrežja operaterjev močno povečalo. Po napovedih Ericssona bo do leta 2021 skupno število naprav, povezanih z internetom, na svetu znašalo 28 milijard, od tega bo 1,5 milijarde potrošniška elektronika in pametni avtomobili, ki bodo medsebojno sodelovali prek mobilnih omrežij. V prihodnjih letih bo število povezav stroj-stroj (M2M) raslo za 25 % letno, večina naprav M2M, ki bodo dobavljene na trg, bo podpirala standard LTE. Z rastjo trga interneta stvari postane jasno, da so obstoječe mobilne komunikacijske tehnologije za številne primere uporabe takšnih rešitev nezadostne zaradi nezadostne pokritosti, visokih stroškov končnih terminalov in kratke življenjske dobe baterije.

Inovativna tehnologija interneta stvari je ozkopasovna rešitev IoT (Narrow-Band IoT ali NB-IoT). To je brezžična ozkopasovna različica širokopasovnih omrežij majhne moči (LPWA), ki je v prvi vrsti namenjena aplikacijam stroj-stroj (M2M). Standard NB-IoT bo podjetjem, specializiranim za zagotavljanje telekomunikacijskih storitev, odprl široko paleto novih priložnosti. Predvsem bo znatno povečal prihodek operaterjev na naročnika (ARPU). Tehnologija NB-IoT bo zasedla svojo nizkohitrostno nišo v razredu rešitev, kjer imata prednost nemoten prenos podatkov in nizka poraba energije.

Tehnične prednosti NB-IoT

Standard NB-IoT je določil konzorcij 3GPP leta 2016 v izdaji 13 (LTE Advanced Pro) in se trenutno testira. Strokovnjaki menijo, da bo tehnologija NB-IoT postala priljubljena med operaterji, ker... njegovo vzdrževanje in delovanje jih bosta stala manj kot današnja napredna omrežja LTE in GSM. To je posledica njegovih značilnosti. Standard NB-IoT je dvosmerna komunikacija, ki deluje v frekvenčnem kanalu 200 kHz. Za zagon omrežja mora operater na bazno postajo namestiti le posebno programsko opremo. To je pomembno, če omrežje IoT že vzpostavite na obstoječih frekvencah.

3GPP razmišlja skozi model delovanja omrežja. Konzorcij ponuja tri možnosti za postavitev omrežja NB-IoT. Prvi je NB-IoT Guard Band, tj. Za ozkopasovni IoT bo dodeljen ločen frekvenčni spekter. Drugi je In Band, tj. tehnologija bo umeščena v varovalni frekvenčni interval omrežij LTE. Tretja se je imenovala Stand Alone. Po njegovem konceptu NB-IoT in LTE delujeta v istem frekvenčnem območju. Tako je mogoče omrežje NB-IoT razmestiti v frekvenčnih pasovih, v katerih trenutno deluje standard GSM, potem ko so bili preoblikovani v LTE, ali v "zaščitnih" intervalih med omrežji GSM in LTE. Hitrost prenosa podatkov v NB-IoT doseže 200 kbit/s, kar zadostuje za naprave, ki občasno prenašajo majhne količine istovrstnih podatkov.

V poenostavljeni obliki lahko možnosti za postavitev omrežja NB-IoT predstavimo kot naslednjo sliko:

Po drugi strani pa razvijalci obljubljajo, da bo življenjska doba baterije opreme NB-IoT brez ponovnega polnjenja dosegla 10 let!

Cena terminala NB-IoT naj bi bila 5 USD.

Naslednja najpomembnejša lastnost tehnologije NB-IoT je zmožnost povezovanja do 100 tisoč naprav NB-IoT v eno celico bazne postaje, kar je desetkrat več od zmogljivosti trenutnih standardov mobilne komunikacije. To vam omogoča pridobitev dodatnih komercialnih koristi na podlagi uporabe analize podatkov IoT z uporabo metod Big Data. V okviru sodelovanja s sorodnimi panogami imajo operaterji poleg prodaje komunikacijskih storitev možnost prodaje analitičnih podatkov tretjim osebam.

Takšne prednosti standarda NB-IoT lahko znatno povečajo območje pokritosti, kar zagotavlja komunikacijo na težko dostopnih mestih in regijah.

Problemi in perspektive razvoja NB-IoT

Številne industrije kažejo zanimanje za izdelke IoT, ki izboljšujejo učinkovitost poslovnih procesov. Najprej so to stanovanjske in komunalne storitve, promet, zdravstvo, avtomobilska industrija itd.

Internet stvari ponuja več kot petdeset primerov uporabe, vključno s pametnimi senzorji (za elektriko, plin, vodo), upravljanjem objektov, varnostnimi in požarnimi alarmnimi sistemi za dom in poslovne nepremičnine, osebnimi elektronskimi zdravstvenimi senzorji, sistemi za sledenje ljudem, živalim oz. predmeti, elementi pametne mestne infrastrukture (na primer ulične svetilke ali zabojniki za smeti, pametni domovi in povezana industrijska orodja ipd.).

Analitiki menijo, da bo prav segment B2B postal gibalo razvoja interneta stvari in da bo segment, ki bo pokazal največ zanimanja za te produkte v prvi fazi njihove komercializacije. To pojasnjuje tudi dejstvo, da je v pametno napravo lažje vključiti strukturiran poslovni postopek kot potrebe zasebnega uporabnika. Velikost trga ozkopasovnega interneta stvari naj bi do leta 2022 dosegla približno 200 milijonov dolarjev.

Strokovnjaki podajajo različne številke o številu IoT naprav, povezanih v naslednjih 4-6 letih. Težavnost napovedovanja je razložena z dejstvom, da ima internet stvari velik potencial v industrijskem sektorju, ki je energetsko precej intenziven in zahteva veliko število povezanih naprav.

Prvi testi standarda NB-IoT naj bi se začeli na meji 2016-2017. O komercialni uvedbi tovrstnih omrežij je še prezgodaj govoriti. To ni posledica le pomanjkanja elektronskih komponent in težav pri dodeljevanju dodeljenih frekvenc, temveč tudi regulativnih mehanizmov. Predstavniki Huaweia ugotavljajo, da danes ni razloga, da bi Rusija zaostajala v tehnološkem razvoju. Zvezni operaterji imajo precej trdno implementirana omrežja LTE, kar je zelo pomembno za napredek ozkopasovnega interneta stvari. Med svetovnimi razvijalci standarda NB-IoT lahko poleg Huaweija omenimo Qualcomm, Intel Corporation, Nokia Networks, Verizon, Samsung Group, AT&T in druge.

Glede na to, da je standard NB-IoT šele oblikovan, se njihov koncept še izpopolnjuje. Številni razvijalci nameravajo razširiti funkcionalnost omrežja v naslednjih izdajah z glasovno storitvijo, ker Hitrost omrežja to omogoča. Prav tako bo najverjetneje NB-IoT postal ena od komponent specifikacije omrežja (Narrowband 5G).

Testiranje omrežij NB-IoT

To poletje je u-blox napovedal izdajo prvega modula te vrste za omrežja NB-IoT. Podpira storitve, ki zahtevajo zanesljivo povezavo in dolgotrajen prenos majhnih podatkov. Razvijalci trdijo, da bo baterija zdržala od 10 do 20 let brez ponovnega polnjenja. Velikost naprave je 1,6 x 2,6 cm, največja hitrost dohodnega toka pa je 227 Kbps. U-blox je poročal o uspešnih testih opreme, ki so potrdili večjo učinkovitost NB-IoT v primerjavi z GPRS.

To podjetje je že lani "zasvetilo" z občutki pri razvoju standarda Narrowband IoT. V sodelovanju s Huaweijem in Vodafonom je bilo organizirano prvo testiranje predstandarda NB-IoT. Poskus so izvedli v omrežju Vodafone tako, da so na bazno postajo priključili poseben modul, ki je poslal signal na vodomer. Partnerji nameravajo razširiti področje uporabe tehnologije. Na primer, Huawei namerava uvesti ta standard za organizacijo mobilnih komunikacij. Za to pa je treba potrditi nizko občutljivost omrežja NB-IoT na zunanje motnje.

Da bi populariziral in uvedel standard NB-IoT, je Huawei v začetku tega leta podpisal pogodbo o nameri s podjetjem TIM. Partnerji ustvarjajo odprt laboratorij za organizacijo dela na ozkopasovnem IoT in izvajanje testiranja na terenu.

Očitno je, da bo povpraševanje po tej tehnologiji naraščalo, saj... njegove lastnosti so v skladu s tržnimi trendi in potrebami potrošnikov. Zagotavlja široko pokritost (tudi v kletnih prostorih), varčevanje z energijo, možnost priklopa večjega števila naprav in nizke stroške vzdrževanja.

Za podrobnejše informacije o tehnoloških rešitvah interneta stvari v mobilnih omrežjih (zlasti NB-IoT), evoluciji omrežij M2M v IoT v specifikacijah 3GPP ter drugih tehničnih značilnostih delovanja mobilnih omrežij si preberite knjiga "Mobilne komunikacije na poti do 6G ".