У IoT стало протоколом больше

Отметим в данном контексте, что вчера РВК объявил о старте общественного обсуждения серии предварительных национальных стандартов (ПНСТ) в области регулирования интернета вещей и сенсорных сетей, разработанных Техническим комитетом "Кибер-физические системы" при Росстандарте (ТК 194, АО "РВК"). При этом в конце июня на общественное обсуждение были вынесены также разработанные ТК 194 проекты предварительных национальных стандартов (ПНСТ) в области интернета вещей и промышленного интернета вещей - "Информационные технологии. Промышленный (индустриальный) интернет вещей. Термины и определения" и "Информационные технологии. Интернет вещей. Совместимость систем Интернета вещей. Часть 1. Структура".

В разработке стандарта "Протокол беспроводной передачи данных для высокоемких сетей на основе сверхузкополосной модуляции радиосигнала" OpenUNB, помимо ЦК НТИ БСИВ, как рассказал корреспонденту ComNews Руководитель ЦК НТИ БСИВ Дмитрий Лаконцев, участвовал Технический комитет 194. "Комитет оказал большую поддержку в создании стандарта", - указали в пресс-службе Сколтеха. В свою очередь о роли комитета в разработке стандарта председатель ТК 194 Никита Уткин сказал следующее: "Поскольку мы имеем дело с регулированием цифровых технологий – темой важной и чрезвычайно динамичной, то мы как ТК вынуждены брать на себя повышенные обязательства при разработке подобных документов, включая проработку таких аспектов, как корректность интегрированного в стандарт технологического контента; непротиворечивость принципов документа не только утвержденным, но и разрабатываемым документам; соответствие принципам развития российского технологического рынка; совместимость в рамках создаваемой экосистемы нормативно-технического регулирования цифровых технологий; обеспечение принципов доверенности и безопасности технологии (защиты национальных интересов). Поэтому мы участвуем как в определении структуры, так и содержания разрабатываемых документов. Однако мы лишь сопровождаем, помогаем, корректируем и исправляем – оригинальный технологический контент исходит от команды заявителей. В данном случае – от команды Центра компетенций НТИ на базе "Сколтеха".

В настоящее время, по словам Никиты Уткина, уведомление о разработке проекта стандарта доступно в федеральной государственной информационной системе Росстандарта. Начало публичного обсуждения первой редакции документа и представление ее широкой общественности состоится 29 июля этого года. Публичное обсуждение будет проводиться в течение трех месяцев и продлится до 25 октября этого года. "В это время все комментарии и замечания могут направляться напрямую в Секретариат Технического комитета 194 "Кибер-физические системы" для их учета в подготовке финальной версии документа. По устоявшейся практике, за время публичного обсуждения, документ претерпевает заметные изменения. Становится лучше и проработанней. После этого проект стандарта будет вынесен на согласование в Техническом комитете 194 "Кибер-физические системы" и передан на утверждение в Росстандарт", - указал Никита Уткин.

Как отметили в "Сколтехе", в отличие от других протоколов, в разработанном стандарте OpenUNB хорошо проработан не только восходящий канал (от сенсора к шлюзу), но и нисходящий, позволяющий управлять работой контрольного устройства. "Обычно сигнал на частотах около 868 МГц в сверхузких каналах сильно "уплывает" - переданная на датчик команда просто может не попасть в его текущую ширину приема. В OpenUNB предусмотрен алгоритм поправок, обеспечивающий гарантированную передачу сигналов нисходящего канала. Другое преимущество стандарта заключается в полном описании спектральных параметров сигнала, отсутствующих в конкурирующих стандартах, что приводит к сильному "паразитному" излучению использующих их устройств. Что, в свою очередь, значительно загрязняет радиоэфир. OpenUNB учитывает особенности передачи радиосигнала, что уменьшает внеполосное излучение и позволяет эффективно использовать спектр частот. Также OpenUNB гармонизирован с отечественными ("Кузнечик") и международными стандартами шифрования (Advanced Encryption Standard, AES), тогда как в других протоколах не всегда используются общеизвестные и надежные шифровальные алгоритмы, что ставит вопросы как относительно их устойчивости против атак киберпреступников, так и о возможности передачи прав доступа к данным третьим лицам.

Кроме того, например, закрытый протокол XNB компании "Стриж" ориентирован на использование выделенных лицензионных частот, гарантирующих отсутствие других работающих устройств в данном диапазоне. OpenUNB позволяет работать как в лицензионном, так и нелицензионном диапазоне, что значительно увеличивает гибкость построенных на его основе систем. Но самое главное - при использовании OpenUNB требуется минимальное количество энергии для пересылки одного бита информации. Сейчас это самый энергосберегающий протокол, что критически важно для систем IoT в ЖКХ, так как обычно счетчики запитаны лишь от встроенной батарейки, которой должно хватить на несколько лет непрерывной работы", - рассказали в Сколтехе.

Относительно причин создания стандарта в "Сколтехе" сказали следующее: "Сейчас на российском рынке представлено несколько производителей "умных" приборов учета для жилищно-коммунального хозяйства. Каждый из них предлагает свой уникальный протокол радиосвязи, позволяющий счётчику передавать данные о потреблении воды, газа или электричества конечным пользователям, либо принимать команду из центральной системы управления. Большинство из этих протоколов закрытые, и практически все они несовместимы между собой, что приводит к серьезным трудностям при построении сложных систем учета и контроля в ЖКХ с использованием оборудования от разных поставщиков, а также дополнительным затратам управляющих компаний на приобретение базовых станций и другого высокоспециализированного радиооборудования. В большинстве стран мира эта проблема решается введением единого открытого национального стандарта связи, который используют все производители".

Дмитрий Лаконцев добавил: "Другой резон здесь чисто экономический. Бизнес-кейсы в области интернета вещей чаще всего низкомаржинальные, из-за чего крайне важно сделать подключение оконечных устройств, например, "умных" счетчиков, к сети максимально дешевым, что делает доступные протоколы радиосвязи ключевым элементом IoT-систем. Сейчас есть разные протоколы передачи данных для энергоэффективных сетей дальнего радиуса действия (LPWAN). Это и LoRaWAN, и NB-IoT, однако только в одной нише — протоколах сверхузкополосного класса (UNB) отсутствует адекватное открытое решение. Поэтому наш Центр компетенций поставил задачу по разработке проекта открытого отечественного национального стандарта UNB. Только по-настоящему открытый протокол со свободно доступной реализацией позволит сформировать в нашей стране экосистему компаний, производящих решения с полностью совместимой технологией связи".

Никита Уткин обратил внимание корреспондента ComNews на то, что ранее комитет уже активно помогал в разработке стандарта NB-Fi и инициировали его активное обсуждение с привлечением всех ведущих экспертов. "Благодаря нашим усилиям он был в начале 2019 года утвержден Росстандартом в качестве предварительного национального стандарта. Однако мы считаем, что на рынке должно быть представлено полноценное семейство стандартов и протоколов Интернета вещей. Каждый из них имеет возможность стать национальным стандартом и найти практическое применение", - указал Никита Уткин.

Относительно необходимого количества национальных стандартов в области интернета вещей в целом, Никита Уткин сказал следующее: "С одной стороны, вне полноценной и гармоничной экосистемы нормативно-технического регулирования развитие рынка будет затруднено. И важно учитывать при этом, чтобы данное регулирование носило "позитивный" характер: создавало, а не ограничивало. С другой стороны, излишняя забюрократизированность работы с динамично развивающимися технологиями (тот же интернет вещей заметно эволюционирует, и можно представить его будущие радикальные изменения при развитии связи пятого поколения), может создать большие трудностей. Поэтому документов базового уровня не должно быть много, но они должны покрывать все актуальные вопросы рынка – и делать это исчерпывающим образом. При этом важно не забывать о необходимости проведения политики если не опережающей стандартизации, то по крайней мере отслеживания трендов развития, чтобы регулирование не фиксировало откровенное отставание, а наоборот – помогало двигаться вперед. Востребованность же рынком документов, подобных стандарту OpenUNB, в конечном счете будет доказываться в период апробации и далее, но при этом мы получаем шанс для выхода технологий и принципов работы с ними "из серой зоны", обеспечиваем их изначальную открытость и совместимость. Поэтому такие документы необходимы и, уверен, смогут претендовать на то или иное рыночное применение".

Что же касается того, для каких целей более всего подходит разработанный Центром компетенций "Технологии беспроводной связи и интернета вещей" стандарт, Никита Уткин заявил: "По закладываемым в него свойствам и принципам, а также с учетом особенностей развития российского рынка интернета вещей можно уверенно говорить о высоком потенциале использования данного стандарта в области ЖКХ. Однако это не единственное его применение, не стоит забывать, что полноценная жизнь стандарта стартует с момента его утверждения: тогда и начнется реальная апробация и проверка рынком. Новый стандарт OpenUNB опосредует новую логику: он исходит не от коммерческих производителей и разработчиков устройств интернета вещей, а от научно-исследовательского сообщества (безусловно, плотно взаимодействующего как с национальным, так и международным бизнесом), совместно с которым мы пытаемся реализовать амбицию на создание универсального открытого стандарта Интернета вещей для "всех неопределившихся". При этом стандарт абсолютно готов к практическому применению".

Дмитрий Лаконцев обратил внимание корреспондента ComNews на то, что одной из основных задач центра компетенции НТИ является технологическая поддержка отечественных компаний при создании новых продуктов и выходе на новые рынки. "Я считаю, что открытый стандарт радиосвязи с доступной по запросу всем отечественным компаниям программной реализацией, а также с открытыми вариантами построения аппартной платформы, поможет создать экосистему компаний, создающих новые решения для рынка IoT", - заявил Дмитрий Лаконцев.

Системный аналитик управления системных решений ГК "Техносерв" Александр Голышко относительно того, в чем состоит преимущество разработанного стандарта, заявил: "Возможность работы с более узкими полосами радиочастот и эффективное использование радиоспектра позволит обслуживать больше "вещей" в зоне радиопокрытия. Это даст технологические преимущества по сравнению с большим семейством проприетарных стандартов, работающих в нелицензируемом диапазоне 868 МГц. Отсутствие внеполосного излучения - хорошее свойство по отношению к другим устройствам, работающим на соседних частотах. Способность работы в лицензируемых диапазонах, видимо, подразумевает работу не только в 868 МГц, но для этого надо иметь такие радиочастоты и соответствующее решение ГКРЧ.

С другой стороны, в отличие от лицензированных диапазонов в нелицензируемом диапазоне работают много радиоэлектронных средств (хотя бы от тех же самых проприетарных стандартов для IoT), которые легко ставят друг другу помехи, а ведь чем более узкополосный сигнал, тем проще его подавить. Поэтому важным вопросом является размер инвестиций для построения национальной сети нового стандарта".

Что касается того, для чего наиболее всего подходит разработанный стандарт, Александр Голышко сказал следующее: "Полагаю, стандарт должен подойти для организации радиоканалов между большим количеством передающих информацию устройств и сетевыми шлюзами, а также для легкого объединения "умных" счетчиков от разных производителей в единую систему. Или других областях, для которых его посчитают нужным заказчики. Если новая технология действительно "умеет" еще эффективнее использовать радиочастотный ресурс, было бы целесообразно направить предложения в 3GPP по включению его (разумеется, после соответствующих исследований), например, в очередной релиз по 5G. Также стоило бы обратиться в ITU".

О том же, какое необходимо сегодня количество национальных стандартов в области интернета вещей, Александр Голышко заявил: "Если брать за аналог мобильную связь, то сегодня там действует один национальный стандарт - 4G/LTE, а конкурируют между собой операторы, работающие в этом стандарте сетей, количество которых определяется национальной Администрацией связи, прежде всего, в зависимости от имеющегося в наличии радиочастотного ресурса. Разнообразия в мобильной связи за последние 40 лет было предостаточно. На сегодняшний день все пять стандартов 3G объединились в 4G/LTE, а все проприетарные (вроде работавшего в полосе 864-868 МГц СТ-2 или когда-то перспективного 4G/IEEE 802.16 WiMax) сошли с дистанции, уступив единому всемирному решению. Причина в стоимости и открытости. Следующее поколение 5G создаст единое зонтичное решение для всей линейки предыдущих стандартов 2G/3G/4G. И любой специалист из области мобильной связи будет этому рад. Для 4G существует единое экономичное всемирное решение NB-IoT (соответственно сформированное специально для поддержки интернета вещей), организуемое программным образом поверх уже работающих сетей (самая дорогая часть - инфраструктура по стране - уже есть). Поэтому, на мой взгляд, национального стандарта достаточно и одного".

Директор центра разработки компании Artezio (входит в гк "Ланит") Дмитрий Паршин, говоря с корреспондентом ComNews о том, для каких целей лучше всего подходит разработанный стандарт, сказал следующее: "Энергоэффективные стандарты связи между устройствами интернета вещей могут применяться очень широко. Их главное достоинство – низкое потребление энергии, что хорошо для обмена данными небольших устройств, которые не подключены к постоянному источнику питания. Как результат – высокая мобильность таких решений. Они могут быть полезными для организации эффективного производства, например, для мониторинга качества продукции и условий хранения, при создании автоматических автомобильных стоянок и сбора данных с приборов учета. На самом деле, это очень важные решения, которые во много упрощают жизнь человека и делают бизнес более эффективным. Один из факторов, который тормозит массовое внедрение интернета вещей в экономические процессы и производство, - это наличие разных стандартов, которые не позволяют легко применять технические решений разных компаний или использовать их вместе".

Относительно необходимого количества национальных стандартов в области интернета вещей Дмитрий Паршин заметил: "Количество стандартов нужно не увеличивать, а максимально сокращать. В идеале, развитие технологий должно происходить по стандартам, которые поддерживаются многими компаниями, разными странами. Это позволяет увеличить распространение конкретной технологии и ее популярность среди потребителей. Особенно это актуально для решений интернета вещей. Сегодня множество компаний разрабатывают и производят датчики и программное обеспечение для решений в области интернета вещей. Проблема заключается в том, что оборудование и ПО разных производителей не всегда могут работать в рамках одного проекта. В том числе, из-за разных стандартов связи. Уверен, что российская разработка стандарта связи — это правильный шаг для дальнейшего развития интернета вещей. Но хочется, чтобы этот стандарт не ограничивался только локальным применением, а был поддержан ведущими компаниями, которые влияют на индустрию за счет инноваций и производства собственных аппаратных и программных решений. Только в этом случае, стандарт будет не просто востребован каким-то кругом клиентов, а будет применяться во всем мире, стимулировать выпуск под него соответствующих аппаратных и программных решений".

Директор управления продаж сервисов ГК Softline Александр Рожков о необходимом количестве национальных стандартов в области интернета вещей сказал корреспонденту ComNews следующее: "Международная практика показывает, что в стране могут сосуществовать несколько национальных стандартов. Гораздо важнее, чтобы эти стандарты не ущемляли права на конкуренцию, способствовали целям развития национальной экономики и отвечали рыночным потребностям. Другой важный фактор – наличие существующей экосистемы партнеров и телекоммуникационной инфраструктуры для предоставления сервисов. У госорганов есть достаточно инструментов для регулирования этого рынка – от выделения лицензионных частот и назначения национальных операторов, до сертификации схемотехнических решений и криптографических средств защиты информации".

Ключевыми преимуществами разработанного стандарта, по мнению Александра Рожкова, являются прозрачность, унификация, нейтральность, энергоэффективность и надежность. "Например, проприетарные (частные) протоколы часто ставят под угрозу соблюдение принципов равной конкуренции и обеспечения условий для развития инновационных технологий. Важно, что OpenUNB позволяет работать как в лицензионном, так и нелицензионном диапазоне. Например, лицензионный диапазон необходим при обеспечении надежной работы критичной инфраструктуры", - указал Александр Рожков.

При всех преимуществах, по его словам, у протоколов Ultra Narrowband могут быть ограничения. Например, SigFox имеет ограниченную помехоустойчивость, передает пакеты всего по 12 байт и имеет низкую скорость передачи данных – от 100 до 600 бит/c. "Эти факторы необходимо учитывать при рассмотрении прикладной области применения указанного протокола. Тем не менее, сильные стороны SigFox, такие как сверхнизкое энергопотребление, низкая стоимость, большой диапазон покрытия и простота протокола, обеспечили распространение этого протокола в 32 странах мира. Очевидно, что кроме сферы ЖКХ, стандарт OpenUNB будет востребован в электроэнергетике, в нефтегазовой отрасли, в сфере транспорта и логистики, обеспечения безопасности, а также в сельском хозяйстве. Существенными драйверами для развития OpenUBN будут выступать развитие "умных городов" ("умный" дом, "умное" освещение, "умная" утилизация отходов и др.) в рамках госпрограммы "Цифровая экономика" и развитие потребительского интернета вещей", - прогнозирует Александр Рожков.

Влада Сюткина