Интернет вещей (IoT) связан не столько с беспроводными технологиями, сколько с комбинацией ключевых данных, передаваемых датчиками, с машинным обучением и искусственным интеллектом (ИИ), обрабатывающим эти данные для понимания происходящего, повышения эффективности и экономии средств. Сейчас крохотный процессор ARM обладает большей производительностью, чем настольные ПК начала 1990-х гг., особенно с учётом практически неограниченных вычислительных ресурсов облака. Это явление и успехи в разработке ПО позволили добиться революционных достижений в области машинного обучения, а также ИИ. Машинное обучение и ИИ лежат в основе практически любого выгодного предложения в области IoT. Для процветающей отрасли IoT наиболее важную роль играют следующие четыре фактора: жизнеспособная модель ведения бизнеса, надёжная топология подключения, надёжные датчики, а также методы извлечения и обработки информации.
Динамика бизнеса в области беспроводной передачи данных
С точки зрения оператора, путь перехода от служб передачи данных 3G к 4G и затем к 5G ведёт к слиянию и обез-личиванию. Средний доход на одного абонента (ARPU) применительно к услугам сотовой связи из года в год снижается. Объём потребляемых данных растёт в геометрической прогрессии, а прибыль на мегабайт в геометрической прогрессии падает. Операторы вынуждены вкладывать огромные средства в инфраструктуру для поддержки снижающегося потока прибыли. Провайдеры видеоуслуг через Интернет (OTT), потребности крупных компаний и деятельность, направленная на слияние и приобретение, будут создавать для операторов новые проблемы, вынуждая их предлагать услуги, обеспечивающие минимальную стоимость соединения при поминутной оплате.
Всё это вызывает потребность в маломощных глобальных сетях LPWA. Существуют сотни приложений, за которые операторы могут взимать плату от нескольких копеек до нескольких сотен рублей в месяц. Объёмы данных, ассоциируемые с этими приложениями, очень малы, поэтому нагрузка на существующую структуру невелика. Можно ожидать, что в будущем операторы смогут получать бо¢льшую часть прибыли от этих новых услуг, основанных на технологиях LPWA.
Технологии и приложения IoT
Сети LPWA предназначены для поддержки приложений межмашинных коммуникаций (M2M) с малыми скоростями передачи и с терминальными устройствами, способными долгое время работать от батареи и не требовать обслуживания. Существует множество технологий LPWA, включая NB-IoT, LoRa и SIGFOX. Технология NB-IoT, контролируемая группой стандартизации 3GPP, широко поддерживается операторами и инфраструктурой (см. рис. 1). NB-IoT предлагает альтернативную технологию для счётчиков воды и газа, парковочных датчиков, пожарных извещателей, систем безопасности и т.п. Во всех этих областях сейчас уже используются свои технологии, поэтому NB-IoT их не столько преобразит, сколько откроет новые возможности, которые расширят сферу их применения.
Технологии LPWA меняют модель ведения бизнеса у компаний, которые хотят сохранить подключение к своим продуктам в полевых условиях. Современное крупное стационарное оборудование содержит сотовые модемы, которые позволяют отслеживать его состояние и прогнозировать техническое обслуживание. Получать информацию от недорогих продуктов за пределами помещения уже не так просто. Технология NB-IoT даёт возможность оборудовать все выпускаемые продукты встроенными метками, которые позволят производителям отслеживать их состояние, получая сведения для непрерывного улучшения продукта и маркетинга. Технологии LPWA, включая NB-IoT, позволяют компаниям получать информацию о способах применения и состоянии выпускаемых продуктов, не заключая договор о подключении к сети с их пользователем. Сейчас невозможно найти и отследить неподключённые продукты без взаимодействия с пользователем или без развёртывания беспроводной сети поставщика на территории заказчика – метки NB-IoT позволят решить эту проблему.
Число приложений этой технологии поистине безгранично. Например, производители промышленных аккумуляторов могут отслеживать работу своих батарей, не заключая договора с производителем автомобилей или конечным пользователем.
Влияние IoT на вертикальные отрасли
Интересно было бы взглянуть на явление IoT с нескольких точек зрения.
С точки зрения качества жизни IoT сулит существенное повышение комфорта и эффективности, для чего в прошлом требовались большие трудозатраты. Зная о потребителе ещё больше, компании смогут окружить его полезными услугами, управляя мельчайшими деталями жизни – банковскими операциями, развлечениями, передвижениями, покупками, лечением, путешествиями и уходом за детьми. Потребитель, вероятно, будет получать меньше рекламы тех вещей, которые ему не нужны, и не будет тратить время на поиск вещей, которые его интересуют.
С коммерческой точки зрения IoT позволяет повысить эффективность распределения энергии и ресурсов. Имеются сотни выгодных предложений для множества вертикальных отраслей (см. рис. 2):
- информация для водителей грузовиков, помогающая экономить топливо;
- поиск свободных парковочных мест;
- диагностическое обслуживание вместо планового;
- самообучающиеся производственные линии, оптимизирующие расход энергии, минимизирующие объём отходов и повышающие выход годной продукции;
- оптимизация энергосетей с ветровыми турбинами и другими энергетическими установками;
- управление логистикой – информация о том, где в данный момент находится каждая единица товара.
Многие перечисленные предложения могут предоставляться в виде услуг, открывая перед компаниями широкий выбор новых возможностей. IoT позволяет перейти от капитальных затрат к эксплуатационным расходам: «Мне не нужен музыкальный плеер, я просто хочу послушать музыку». По мере того, как мир всё больше ориентируется на результат, вертикальным отраслям придётся пересмотреть свои бизнес-модели. Практически все поставщики товаров трансформируются в поставщиков услуг – например, автомобили с автопилотом, аренда сложного оборудования и т.п.
Экономия за счёт ориентации на результат открывает третью статью бюджета – не капитальные затраты и не эксплуатационные расходы, а экономия. Например, компании IoT, ориентированные на горнодобывающую промышленность, смогут снизить расходы на топливо, сократить число аварий, связанных с ошибками операторов, и т.п., а бизнес-модель компании может опираться на арендную плату за право разработки недр, исчисляемую как процент от экономии на горных работах. Это беспроигрышный вариант.
Сейчас часто ведутся споры о том, все ли отрасли промышленности перейдут на деятельность, ориентированную на результат. Ни один заказчик не хочет и не должен рисковать тем, что продукт не обеспечит заявленную окупаемость. В будущем заказчик будет покупать именно результат, а поставщики будут брать риск обеспечения результата на себя. Это откроет новый тип финансового рынка, на котором поставщики будут страховать вас от риска неполучения обещанного результата.
Основной смысл IoT заключается в том, чтобы исключить людей из технологических циклов. Ключевым фактором является внедрение сквозных процессов, в которых не участвуют люди, и установка беспроводных датчиков. Это станет возможным благодаря тому, что выполнение всех задач возьмут на себя программы анализа данных и машинное обучение.
Отраслевые проблемы
Отраслевые проблемы связаны, в основном, с необходимостью создания жизнеспособной модели ведения бизнеса, сокращением времени продвижения продуктов на рынок, ускорением окупаемости и созданием сетей надёжных датчиков. Проблемы проектирования датчиков включают отслеживание развивающихся стандартов, миниатюризацию устройств и связанные с этим проблемы целостности сигнала, требования к сроку службы батарей (7–10 лет без замены) и сертификацию.
С технической точки зрения, продление срока службы батарей до нескольких лет является одной из целей проектирования всех устройств IoT. Разработчикам нужно измерять время работы батареи и потребляемый ток в реальных условиях эксплуатации. Разработчики датчиков сталкиваются с такими проблемами целостности сигнала, как перекрёстные помехи и т.п., актуальность которых растёт с ростом миниатюризации и плотности соединений между компонентами.
С коммерческой точки зрения проблемы могут зависеть от конкретного приложения IoT. И хотя для потребительских приложений IoT, таких как носимые устройства и бытовая автоматизация, главным фактором является цена, подключённые автомобили и транспорт требуют стопроцентной надёжности, долговечности, защищённости и возможности управления устройствами при минимальном участии человека или вообще без него.
Сегодня существует большое разно-образие форматов связи. Довольно часто наблюдаются быстрые инновации в какой-то новой области. В таблице приведены некоторые параметры, которыми нужно руководствоваться при выборе стандарта радиосвязи. Впрочем, приведённый список радиоформатов IoT далеко не полон.
Скорее всего, IoT позволит реализовать многие революционные модели ведения бизнеса и способы повышения рыночной эффективности.
И хотя пока не наблюдается серьёзного обсуждения сервис-моделей операторами, вероятно, в будущем, за дополнительную сотню или пару сотен рублей месячной абонентской платы (что соответствует повышению ARPU примерно на 25%), операторы смогут предложить коробку меток, которые можно будет устанавливать на велосипеды, машины, домашних животных, детей, газонокосилки, на ключи от машины и т.п., и которые будут работать с приложением типа «Найди мой…». Возможно, в будущем именно этот сегмент рынка устройств IoT окажется самым объёмным. По мере того как мир всё больше ориентируется на результат, IoT на основе машинного обучения и искусственного интеллекта неизбежно станет ключевой технологией, позволяющей в реальном времени задействовать множество вертикальных отраслей, обеспечивая эффективность, экономию и гибкость как для поставщиков, так и для потребителей.
