О настоящем и будущем интернета вещей в России

Евгений Поликарпов

Интернет вещей — это сеть, связывающая различные устройства и позволяющая собирать и передавать данные без проводов и без участия человека. В целом технология популярна в России и доказала свою эффективность. На внедрение и развитие интернета вещей, по данным IoT-Индекса, компании в 2023 году в среднем потратили 13% ИТ-бюджета. С помощью этих технологий к интернету подключаются различные датчики, электронные приборы, устройства управления и предметы быта. Интернет вещей передает данные от оборудования до информационной системы клиента. 

Раньше показания счетчиков в ЖКХ собирали люди. Чем больше массив данных, тем это сложнее и затратнее. Люди могут что-то забыть, допустить ошибку. Автоматизация помогает фиксировать данные и передавать их безошибочно. 

В промышленности тоже используют интернет вещей. Например, нефтяные компании внедряют системы мониторинга скважин. Таким образом можно удаленно контролировать силу тока, напряжение, мощность, состояние насосов и наземного оборудования, частоту вращения вала двигателя, давление на устье скважины и многие другие показатели скважин, которые расположены на большом расстоянии друг от друга. 

Cуществуют различные стандарты интернета вещей. Какие используют клиенты «МегаФона ПроБизнес»?

Да, действительно — есть различные способы передачи данных от одного девайса другому. Обычно устройства передают небольшой объем данных по определенному расписанию. До половины устройств расположены в местах, где нет постоянного источника энергоснабжения, либо оно серьезно затруднено, нет возможности регулярно менять батарейки, поэтому энергосбережение — важный параметр для M2M-систем (англ. Machine-to-Machine). Еще один важный параметр — поддержка большого объема соединений. Оптимальным стандартом при таких условиях является NB-IoT. Он отвечает всем вышеперечисленным требованиям. Протокол LoRaWAN мы используем по необходимости, исходя из конкретной задачи клиента. Для нас применение LoRaWAN остается дополнительной возможностью к основной технологии NB-IoT.

С помощью технологии беспроводной передачи данных LPWAN (англ. Low-power Wide-area Network — «энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия»). Она ориентирована на приложения, требующие гарантированной передачи небольшого объема информации, рассчитана на длительную автономную работу сетевых устройств и способна покрывать беспроводной сетью большую территорию. Это своеобразная эволюция сети LTE. Поэтому стандарт NB-IoT использует то же самое оборудование, что есть у мобильных операторов — обычные базовые станции LTE. Отсюда и высокая скорость развертывания. 

Кроме того, у NB-IoT очень маленькая ширина спектра. Мы используем один из ста физических ресурсных блоков из спектра LTE, что на абонентах нашей мобильной связи никак не сказывается. А поскольку используются наши собственные частоты, мы защищены от помех со стороны любого другого оператора.

Чем NB-IoT отличается от других стандартов?

Схожая по ряду параметров коммуникационная технология LoRaWan, как и NB-IoT, обеспечивает низкое энергопотребление, широкий охват, несколько соединений. Но LoRa работает в не лицензируемом спектре частот 863-876 МГц (то есть возможны помехи), у нее ниже скорость передачи данных. Кроме того, чип, используемый во всех сетях, производится лишь американской компанией Semtech, и во время международных ограничений это существенно влияет на надежность системы.
 
В свою очередь, еще один стандарт NB-FI не защищает устройства от помех со стороны других источников сигнала, работающих в этом же диапазоне. Доступна единственная его реализация, выполненная российской компанией «Вавиот», тогда как NB-IoT работает на основе открытого международного стандарта, а чипсеты и модули для устройств производят десятки независимых компаний. 

Наше решение основано на сети LTE. У нас очень развитая сеть LTE, лучшее покрытие (Прим. ред.: Лидерство по скорости и покрытию в РФ основано на анализе скорости мобильного интернета Speedtest Intelligence в 2017-2023 гг. и данных о покрытии сети компании Ookla в 1-2 кв. 2023 г. Карта покрытия и другие подробности на megafon.ru), соответственно, покрытие связи для интернета вещей также одно из лучших. Плюс у нас очень большой частотный ресурс с запасом в низких частотах, которые являются приоритетными для запуска NB-IoT. 

На какой результат в первую очередь ориентирована эта технология, какие основные маркеры успешности ее внедрения?

Сигнал от NB-IoT имеет лучшее проникновение. Клиент может поставить счетчик вскрытия люка колодца даже под железную крышку, и он будет передавать данные.

Также важны продуманные алгоритмы энергосбережения, которые позволяют использовать устройства с внутренними источниками питания. Маленькой литий-ионной аккумуляторной батарейки в устройстве для передачи данных по NB-IoT хватит на 5-6 лет работы. В стандарте GSM такой батарейки хватит лишь на пару месяцев.

Еще один плюс — защищенность передачи данных и надежность, которые способны предоставить сотовые операторы.

Евгений Поликарпов

Анализ рынка показал, что в 2023 году каждая пятая компания увеличила свои инвестиции в интернет вещей

Поскольку базовой сетью является LTE — все алгоритмы шифрования, идентификации, аутентификации для этой сети применяются в NB-IoT. Каждая M2M SIM-карта МегаФона уникальна, у нее есть свой индивидуальный KI-ключ, который прописывается в сети оператора и подделать его или скомпрометировать невозможно. Для передачи данных с устройств мы используем собственные защищенные транспортные сети с зашифрованным радиосигналом. 

Кроме того, более сильную изоляцию трафика обеспечивает частная сеть, которая работает на сетевом уровне. Для каждого клиента мы создаем отдельный виртуальный роутинг, который его полностью изолирует от любого другого клиентского или сигнального трафика и т.д. Также на радиосети предоставляется уникальная выделенная APN (отдельная сеть передачи данных), в которой могут работать только те SIM-карты, на которых эта APN прописана. 

То есть, чтобы злоумышленнику украсть клиентский трафик, надо каким-то образом перехватить радиосигнал и расшифровать его, что практически невыполнимо, поскольку требует громадных ресурсов. Даже если злоумышленник украдет SIM-карту, она перестает работать в сети, потому что привязана к конкретному устройству клиента. 

Также у каждого оператора, в частности у МегаФона, есть собственный защищенный пул радиочастот, в котором работают базовые станции. Никто другой не имеет права использовать этот легитимный диапазон. В этом наш большой плюс по сравнению с нелицензируемыми технологиями и свободными частотами.

Насколько эффективен NB-IoT? Расскажите на конкретных примерах.

Мы используем NB-IoT в большей части проектов. Например, недавно оснастили систему водоснабжения в Геленджике сервисом онлайн‑мониторинга. Система построена на стандарте NB-IoT. Она позволяет с высокой точностью отслеживать фактический объем потребления воды. Под контролем умных счетчиков оказалось 100 объектов — гостиницы, частные и многоэтажные дома. Информация с счетчиков автоматически передается на платформу онлайн‑мониторинга — это тоже технологическое решение МегаФона ПроБизнес. С помощью полученной информации удалось определить периоды повышенной нагрузки и правильно настроить подачу воды. За счет автоматизации расчетов с управляющими компаниями выручка ресурсоснабжающей организации увеличилась более чем на 10%. 

Если говорить об анализе рынка в целом, как показало исследование опыта компаний, которые уже внедрили интернет вещей, IoT-решения сокращают расходы на электроэнергию и персонал на 12-21%. Сегодня IoT наиболее востребован средним и крупным бизнесом. 97% клиентов удовлетворены внедрением этих технологий, а средний срок окупаемости затрат составляет 1,8 года.

Что сегодня мешает повсеместному внедрению технологий интернета вещей и каково их будущее в России и в мире?

Почти ничего не мешает. Анализ рынка показал, что в 2023 году каждая пятая компания увеличила свои инвестиции в интернет вещей, а 67% компаний планируют внедрять новые IoT-решения. 

Непростой ситуация была в 2022 году, после ввода международных ограничений и ухода из России европейских и азиатских вендоров. Однако с тех пор появились решения российских вендоров, которые уже стремятся выйти на необходимые для насыщения рынка объемы. Мы видим, что отрасль развивается и запросы компаний на решения в области интернета вещей будут расти.