Минкомсвязи утвердило концепцию для IoT в России

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ утвердило «Концепцию построения и развития узкополосных беспроводных сетей связи интернета вещей в России». Документ разработан в рамках направления «Информационная инфраструктура» национальной программы «Цифровая экономика РФ» и опубликован на сайте ведомства.

Согласно документу, под «Интернетом вещей» (IоТ) понимается совокупность сетей межмашинных коммуникаций и систем хранения, обработки больших данных, в которых за счет подключения датчиков и актуаторов (исполнительных механизмов) к сети реализуется цифровизация различных процессов и объектов.

Благодаря использованию данных, собираемых от устройств IoT, планируется «проводить оптимизацию процессов и объектов на базе новых алгоритмов». Параллельно, за счет налаживания «обратной связи с актуаторами» планируется реализовывать оптимизацию работы систем на практике без существенных затрат.

Благодаря внедрению «Интернета вещей» и цифровизации процессов и объектов, планируется снизить расходы и повысить производительность труда практически во всех отраслях экономики.

Рис. Глобальный прогноз роста числа устройств в узкополосных беспроводных сетях IoT по концепции Минкомсвязи

Общая модель «Интернета вещей» и ее подключение

Концепция «Интернета вещей», предложенная Минкомсвязи, предполагает четырехуровневую модель работы сетей IoT. На низшем уровне – «Уровне устройств» - будут работать конечные устройства и шлюзы. На втором уровне - Уровне сети - будут решаться задачи организации сетей и транспортировки данных. Выше будет располагаться Уровень поддержки услуг и поддержки приложений, а на самом верху - Уровне приложений - будет осуществляться работа приложений IoT.

Рис. Общая модель «Интернета вещей» по концепции Минкомсвязи

Верхние уровни представляют собой различные интегрированные IT-системы и программное обеспечение, функционирующие на базе ЦОДа либо ведущие обработку на периферии (FOG/EDGE-вычисления). Телекоммуникационная составляющая, в том числе поддержка беспроводных сетей, будут сосредоточены на Уровне сети.

В предложенной модели IоТ устройства могут обладать способностью собирать и получать информацию напрямую из сети связи, а также косвенно, собирая ее с помощью шлюза.

В качестве шлюза могут выступать точки доступа, соединенные с оконечными устройствами с использованием различных проводных и беспроводных технологий: CAN-шина сети локальных контроллеров, ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi и др.

Применение шлюза будет необходимо при использовании разнородных устройств или при осуществлении конвертации протоколов в процессе передачи данных. При этом шлюзы подключаются к Уровню сети с использованием различных технологий. Это могут быть коммутируемая телефонная сеть общего пользования, сеть сотовой связи. Ethernet, линия DSL и т.д.

Сети беспроводного доступа для «Интернета вещей»

Согласно предложенной концепции «Интернета вещей» Минкомсвязи, ожидается, что подавляющая часть устройств IоТ будут подключаться через шлюзы на основе локальных и персональных сетей в полосах радиочастот, используемых в упрошенном порядке. При этом сами шлюзы могут быть подключены через сети сотовой подвижной связи или узкополосные беспроводные сети связи IоТ.

Рис. Структура рынка устройств IoT по беспроводным технологиям по концепции Минкомсвязи

Отмечается, что в настоящее время устройства IоТ подключаются через широкий набор уже внедренных радиотехнологий, работающих в малом радиусе действия (в том числе отвечающие стандартам IEEE 802.11 и S02.15), а также мобильной связи стандартов GSM, UMTS и LTE.

В дополнение к существующим решениям в Концепции Минкомсвязи предложен новый класс радиотехнологий для подключения устройств IoT, в том числе для обслуживания датчиков и сенсоров.

Рассматриваемые узкополосные беспроводные сети «Интернета вещей» будут разделены на два типа. Первый тип - это сети, работающие в лицензируемом частотном спектре. Речь идет о модификациях существующих технологий сотовой связи (EC-GSM, NB-IoT и LTE-eMCC). Ширина радиочастотного канала в этих случаях случае будет составлять от 180 кГц и выше. Предусмотрена также верхняя граница на число подключений на сектор базовой станции - до 50,000 устройств IoT.

Второй тип - это сети, работающие в безлицензируемом частотной спектре, в частности, в диапазоне 863-876 МГц. Речь идет о сетях на базе открытых протоколов, в частности, международного стандарта LoRa/LoRaWAN, и различные проприетарные разработки - «Стриж», XNB, Nb-Fi и др., во многом аналогичные распространенной в других странах технологии Sigfox.

Как указано в Концеции, с точки зрения радиочастотного обеспечения все технологии за исключением XNB АО «Глонасс» рассматриваются только для безлицензионного использования. «Для АО «Глонасс» рассматривается гибридная схема, где закрепление полос радиочастот осуществляется за оператором или доверенными операторами в системе АО «Глонасс», но их использование данными операторами осуществляется без получения разрешений на использование радиочастот или радиочастотных каналов», - следует из текста концепции.

Идентификация устройств «Интернета вещей»

Для накопления «больших данных» от разнородных систем сбора информации в рамках работы системы «Интернета вещей» и создания алгоритмов обработки собранных данных Концепция Минкомсвязи предусматривает ввод идентификации источника информации (например, сенсора) и получаемой от него информации. Отмечается, что при отсутствии ясной и исчерпывающей идентификации устройств IоТ будет происходит стремительное накопление разрозненной информации в различных сегментах экономики или узкополосных беспроводных сетях связи IоТ. В итоге это приведет к серьезным затруднениям при их обработке из-за необходимости перехода на сложные алгоритмы для сопоставления накопленных данных.

Поэтому для устранения этих проблем в настоящее время в Международном союзе элекросвязи (ITU) ведется разработка новой Рекомендации для создания универсальной системы идентификации - «Internet of Things Naming Numbering Addressing and Identifiers». Она рассматривает возможность расширения стандартной телефонной нумерации в коде «868», определенном для межмашинных коммуникаций, до универсального номера без привязки к территории. Окончание работы над данной Рекомендацией ITU ожидается к 2020 году.

Кроме этого отмечается, что важной особенностью при выборе технологии идентификации является обеспечение ее подлинного международного управления и независимости распределения ресурсов идентификации. Данным критериям отвечает технология Digital Object Architecture (DOA), стандартизированная в ITU и управляемая некоммерческой неправительственной организацией DONA Foundation. Сама DONA Foundation управляется Советом, который состоит из представителей региональных администраторов. Россия является членом Совета. В сентябре 2018 года в России был развернут национальный администратор системы DOA — МРА.

В Концепции МИнкомсвязи отмечается, что использование идентификации на базе DOA позволит учитывать все существующие уникальные идентификаторы (например, MAC, IMEI, ID, IPv4, IPv6 и др.), обеспечив идентификацию устройств и приложений «Интернета вещей» без привязки к конкретному идентификатору.

Таким образом, как отмечается в Концепции Минкомсвязи, на данный момент ни одна из существующих систем идентификации пока еще не получила статуса эталонной. В настоящее время существует несколько конкурирующих систем идентификации, и окончательный выбор еще предстоит сделать.