Интернет вещей: роль стандартов.

0
399

«Если хотите одержать победу, бейте в самое сердце противника.»
Карл фон Клаузевиц

 

Астахов Максим Игоревич,
сотрудник «Центра Проектирования» АО «НПП «Пульсар»,
член Союза Молодых Инженеров России,
руководитель отделения СМИР по исследованию перспективных индустриальных технологий,
член Московского Английского Клуба.

 

Аннотация

В настоящий момент старт ожидаемого и прогнозируемого события – «Индустрия 4.0», непосредственно связан с развитием и достижениями в области технологий, которые образуют формирующийся тренд «Интернета Вещей» (далее «ИВ»). Именно «ИВ» и его технологии являются основой, которая совершит революцию в индустрии, в том числе и Промышленности. В настоящее время центром внимания, которым был в свое время сам «ИВ», становятся общие взгляды, мнения экспертов, идеи, сформированные на базе своеобразного пула проблем. Изучение этих вопросов и решение данных задач, включая сами подходы, определенные виды и технологии, ключевым образом повлияет на архитектуру и концепт «ИВ»: как и куда будет двигаться развитие технологий «ИВ», каковы  промежуточные этапы того, что будет окружать человека в новом «мире интернета». Помимо этого, то государство (напрямую или посредством национальных компаний), которое максимально быстро, а главное продуманно решит данный пул проблем, сможет приблизиться к созданию главного  вектора в «ИВ» («Индустрии 4.0»), затронув и последующие эволюционные изменения технологий в человеческом мирообразовании.

Одной из составных частей указанного выше пула проблем является вопрос стандартизации в «мире Интернета Вещей».  В совокупности с другими задачами, не имеющими решения на данный момент,  этот вопрос также тормозит процесс действительного формирования полномерных «умных систем».

 

Необходимость стандартизации: чем может стать «интернет вещей»?

Рассмотрим этот аспект подробнее. Во-первых, отсутствие регламентов и стандартов не позволяет сформировать видение того, посредством каких каналов связи будет идти взаимодействие «умных вещей»: между собой, с «интернетом людей», с иными «умными сетями» и непосредственно с человеком. Во-вторых, решение вопроса стандартизации  связано с безопасностью как «умной сети», так и непосредственно самих «вещей», а также, что немаловажно, с функциональной её составляющей — отвечающей за корректное и безопасное для здоровья человека функционирование «умных устройств». Это объясняется тем, что информационная и функциональная безопасность задействуется в таких базовых процессах работы «вещей», как сбор, передача, обработка и хранение, анализ данных с последующей выдачей результатов – знаний, которые «вещь» будет применять в работе. В-третьих, параллельное решение вопроса стандартизации и построения «умной сети» позволит решить проблему конфиденциальности, которая формируется на стыке взаимодействия «ИВ» с «интернетом людей», до выхода «ИВ» на уровень полномерной экосистемы, окружающей человека. В-четвертых, занимаясь проблемой стандартизации, возможно обеспечить решение вопроса в подходе к физическим аспектам «умной сети» и самой «умной вещи», а также, что немаловажно, регламентировать подходы к разработке интерфейсной части управления «умными системами». На данном этапе целесообразно подключить и рассматривать такую область знаний как Промышленный Дизайн. В-пятых, как уже говорилось выше, разработка стандартов позволит определить концептуальную часть «ИВ», а именно то, что мы готовы или хотим видеть вокруг себя, чем для нас будет «Интернет Вещей» в физическом воплощении.

Отметим, что это не весь, а только наиболее важный перечень проблем, связанных с необходимостью разработки и применения стандартов, отсутствие которых затрудняет продуманное движение технологий «Интернета Вещей» и замедляет развитие «Индустрии 4.0».

 

Карта основных «игроков»: альянсы и союзы

Исходя из необходимости решения вопроса стандартизации, в свете появлении индустриальных альянсов и консорциумов как на Западе, так и на Востоке, естественным шагом является разработка собственных (прим.: национальных) регламентов и стандартов. В первую очередь, говоря о необходимости решения данного вопроса с позиции национального подхода, важно подчеркнуть, что разработка собственных стандартов в области «ИВ» позволит Российской Федерации приблизиться к позиции государства, которое будет определять вектор развития и задавать тон остальному миру. Российские компании смогут не только адаптировать технологии «ИВ», предлагаемые западными Промышленными консорциумами, но и продвинуться на следующий шаг, где будут способны создавать собственные разработки в этой области, приближая их к человеку.

Положительным образом решение данного вопроса скажется и на экономической составляющей нашего государства. Создание универсальных технологий «ИВ» поможет избежать значительных дополнительных затрат. По данным анализа, проведенного в компании Machina Research, западные коллеги на уровне государства и технологических компаний  до 2025 года  дополнительно потратят порядка $341 млрд.  на создание «умных сетей». При этом стоит отметить, что западные компании, относящиеся к Промышленному сектору, предполагают вкладываться в развитие и использование фрагментированных систем «ИВ» вместо стандартизированного подхода к развёртыванию «умных сетей».

Тем не менее ситуация не однозначная и постепенно меняется, IT-гиганты в настоящее время продолжают объединяться в отраслевые ассоциации и технологические альянсы, которые направлены в том числе и на решение вопросов стандартизации. На данный момент главными крупными «игроками» в этой области являются 5 технологических объединений:

  1. The AllSeen Alliance (работает с 10 декабря 2013 года) – альянс направлен на решение вопросов, связанных с разработкой стандартов в области передачи данных между устройствами («вещами») и совместимость устройств с существующими ОС.

Компании-организаторы альянса (определяют вектор в работе): Haier, LG Electronics, Panasonic, Qualcomm, Sharp, Silicon Image и TP-LINK. На данный момент членами альянса являются 88 компаний, среди которых Canary, Cisco, D-Link, DoubleTwist, Fon, Harman, HTC, Letv, LIFX, Lite-on, Moxtreme, Musaic, Sears Brand Management Corporation, Sproutling, The Sprosty Network, Weaved и Wilocity;

  1. The Open Interconnect Consortium (работает с 15 февраля 2014 года) – впрямую не занят в разработке стандартов, но работает над единой коммуникативной платформой, которая позволит объединить «умные вещи», принимает участие в доработке технологических стандартов, после прохождения ими практических испытаний.

Компании-организаторы консорциума (определяют вектор в работе): Atmel, Broadcom, Dell, Intel, Samsung Electronics и Wind River. На данный момент основных членов консорциума, принимающих участие в разработках  — 87 компаний и 15 членов, которые занимаются фундаментальными исследованиями, и 166 компаний, которые являются наблюдателями.

Рисунок 1 – «Ландшафтное» (континентальное) представление консорциума, исходя из общего количества компаний.

 

На базе данного консорциума сформировался The Open Connectivity Consorcium (работает с 19 февраля 2016 года) – исходя из полученных результатов работы «родительского» консорциума, направлением развития стало решение вопросов в части проработки общих требований совместимости «умных» устройств;

  1. The Thread Group (работает с 25 июля 2014 года) – альянс делает ставку на разработку единого радиопротокола с низким уровнем потребления энергии. На данный момент работает над технологией 6LoWPAN.

Компании-организаторы консорциума (определяют вектор в работе): Samsung Electronics, Big Ass Fans, Yale Security, Silicon Labs, Freescale Semiconductor и ARM. На данный момент число членов консорциума составляет 210 компаний. Консорциум в своей работе охватывает 5 сегментов рынка: домашняя автоматизация, освещение, безопасность, техника, управление энергией. «Ландшафтное» (континентальное) представление консорциума, включает Америку (Северный и Южный материк) – 55.3%, Европу – 25,5%, Азию – 19,2%;

  1. Industrial Internet Consortium (работает с 27 марта 2014 года) – направлен на создание стандартов в области связи и безопасности.

Компании-организаторы консорциума (определяют вектор в работе): AT&T, Cisco, General Electric, IBM и Intel. На данный момент число членов консорциума составляет 252 компании.

Иными словами, данная «военная карта», представляющая позиции ведущих компаний, участвующих в сфере разработки рекомендаций и стандартов «ИВ», выглядит следующим образом:  из 35 объединений (прим.: связанных с «Интернетом Вещей»), консорциумов, альянсов, групп, ассоциаций, советов, решением вопросов в указанной сфере заняты 14,29% перечисленных образований. В свою очередь объединяющие 818 компаний, из которых только 3%, а это 23 компании, определяют направление и основные аспекты в решении вопроса стандартизации.

Отметим, что в число членов рассмотренных выше образований, входят не только компании из сферы коммуникаций, программного обеспечения, но и активно включаются компании представляющие потребительский сектор. Именно они участвуют в практической (испытательной) части проводимых исследований по разработке стандартов. Подобный опыт говорит о положительном комплексном подходе в рассмотрении и проработке вопроса стандартизации, что позволит в будущем соответствовать требованиям, предъявляемым к «умной вещи», со стороны пользователя и производителя.

«Ландшафтное» представление компаний, принимающих участие в разрешении вопроса по разработке рекомендаций и стандартов, рассматриваемое в срезе их отношения к определенной континентальной части мира, позволяет увидеть интересную и немаловажную статистику. Так, в указанных выше консорциумах и альянсах, согласно среднему показателю компаний(организаций):

  • представляющих Америку (включая Северный и Южный материк) – 47,87%,
  • Европу – 19,75%,
  • Азию – 31,1%,
  • Средний Восток – 2%,
  • Австралию и Новую Зеландию – 1%.

При этом стоит обратить особое внимание на то, что в настоящий момент полномерный технологический альянс или консорциум, который занимался бы активной разработкой стандартов в области «ИВ», в России отсутствует. Российские компании если и представлены в консорциумах или альянсах, то занимают там далеко не лидирующие позиции. При этом необходимость в решении этого вопроса ощутимо нарастает.

В свою очередь, отсутствие готовых и отработанных регламентов и стандартов в настоящее время говорит о равных возможностях нашего государства занять лидирующие позиции по развитию «ИВ». Необходимо отметить, что разработка национальных стандартов является гарантом независимости нашего государства с политической, социальной, экономической и технологической стороны, обеспечивая тем самым независимость в развитии технологий и их применении в гражданском и промышленном секторе. Решение вопроса на национальном уровне также позволит отделить развитие «ИВ» от политики или иных проблемных аспектов, связанных с иностранными государствами и компаниями.

 

«Интернет Вещей»: в основе нароботок

Говоря о достигнутом уровне в сфере разработки стандартов, стоит выделить следующие рекомендации, максимально подходящие для применения их в среде «ИВ». Они являются результатами деятельности рабочей группы IEEE P2413, созданной в июле 2014 года, которая активно работает над созданием «Standard for an Architectural Framework for the Internet of Things (IoT)» — стандарта, направленного на применение в области безопасности «ИВ». Данный одноименный стандарт также определяет архитектурные рамки «ИВ». Помимо IEEE, существуют рабочая группа ISO/IEC JTC1 – «Working Group on Internet of Things (WG10)», созданная в январе 2015 года, которая разрабатывает собственный стандарт ISO/IEC 30141(IOT-RA). Он, в свою очередь, прорабатывается на базе трех, уже применяющихся, серий рекомендаций:

  1. ISO/IEC 145143 – домашние электронные системы;
  2. ISO/IEC 23005 – архитектура для управления медиа;
  3. ISO/IEC 29182 – датчики эталонной архитектуры сети.

Оба стандарта разрабатываются параллельно. Предполагается, что они будут применимы к уже существующим наработкам, которые в свое время сформировало ITU-T. Это подразделение Международного Союза Электросвязи, которое первым занялось рекомендациями и разработкой технических стандартов в области «ИВ». В 2006 году подразделением, на базе серии Y.2xxx (сети следующего поколения NGN) были сформированы следующие рекомендации:

  1. ITU-T Y.2060 – обзор интернета вещей;
  2. ITU-T Y.2063 – основа (фреймворк) Web-сети вещей;
  3. ITU-T Y.2069 – термины и определения «Интернета Вещей».

МСЭ-Т также  приняло  ряд рекомендаций к разработке стандартов в областях, смежных с «Интернетом Вещей», но говорить об их корректности и полномерности на данной стадии (прим: стадию проработки можно охарактеризовать как НИР) рано. Поскольку даже приводимое в рекомендации ITU-T Y.2060 определение «Интернета Вещей» потребует пересмотра в определенной части.

 

Что дальше?

Исходя из этого, также видна необходимость в формировании рабочей группы на государственном уровне, которая будет заниматься разработкой рекомендаций (стандартов) в сфере технологий «Интернета Вещей», формирующих и «Индустрию 4.0». Данная рабочая группа не только позволит разработать национальные стандарты, которые будут применяться на территории нашего государства при построении «умной сети», в том числе и в Промышленности, но и поможет сформировать базовые рекомендации (стандарты) в понимании основных составляющих концепта, архитектуры «Интернета Вещей» и «Индустрии 4.0», с последующим их построением в условиях российских реалий.

На данный момент информации о готовности стандартов к полномерному применению нет. В дополнение к этому, организованные с целью разработки стандартов консорциумы, которые рассматривались выше, ведут работу не просто в «одинаковых» областях, но и зачастую разрабатывают стандарты, которые противоречат друг другу. Иными словами, начался этап, называемый «войной стандартов», где  немаловажно представлять, как карту «военных игр» с диспозициями, так и место России на этой карте. Данное положение вещей заставляет действовать более активно в части решения вопроса стандартизации путем разработки собственных рекомендаций и стандартов.