LoRa смотрит в космос

Какие перспективы имеет протокол для обслуживания сетей интернета вещей

Емкость беспроводных энергоэффективных сетей дальнего радиуса действия (LoRaWAN) может быть многократно масштабирована. Разработчик протокола – глобальный консорциум LoRa Alliance – изучает возможности интеграции решений ведущих игроков для значительного увеличения покрытия сетями с низким энергопотреблением. Спутниковые операторы считают, что технология имеет потенциал в космосе, а кейсы на ее основе соизмеримы по цене с предложениями сотовых операторов.

КО ВСЕОБЩЕМУ СЕТЕВОМУ ПОКРЫТИЮ

Стандарт LoRaWAN был принят в РФ в 2021 году, а к 2026-му должен занять четверть рынка малопотребляющих глобальных сетей LPWAN (Low Power Wide Area Networks) с 1,3 млрд устройств.

По данным VDC Research, мировой доход от услуг связи LPWAN для интернета вещей (IoT) достигнет 8,4 млрд долларов в 2025 году, при этом на долю технологии LoRaWAN будет приходиться 34% от общей суммы.

В 100 странах мира уже работают 163 оператора сетей LoRaWAN: 100 компаний в Европе, 36 – в Азиатско-Тихоокеанском регионе, 26 – в Северной и Южной Америке

О темпах развития на конференции «LORA РОССИЯ» рассказал председатель Форума сетевых операторов LoRa Alliance Реми Лоррен. Эксперт отметил, что глобальные игроки рынка интернета вещей создают партнерства для увеличения покрытия устройствами LoRaWAN. Недавно платформа Actility и компания Helium сообщили об интеграции для расширения охвата IoT и обеспечения глобального внедрения на крупных предприятиях.

Реми Лоррен, LoRa Alliance:

– Helium разворачивает сети LoRaWAN по всему миру по модели блокчейн-технологии (распределенная децентрализованная база. – Прим. RSpectr.). Сегодня у них 300 тыс. точек доступа. Компания идет ко всеобщему покрытию, а 32 оператора в этом году объявили о возможности роуминга как способа объединить сети любого типа для увеличения покрытия с помощью LoRaWAN.

Умные счетчики – одно из самых массовых применений технологии. В Европе большинство предприятий (суммарно 18 млн пользователей) для учета воды, газа и тепла используют протокол M-Bus из семейства Lora. Для контроля электроэнергии применяется протокол IES 62056 DLMS* (128 млн участников системы в ЕС). При совмещении подобных стандартов можно получить больше возможностей и выйти на новые рынки, сообщил председатель регуляторного комитета LoRa Alliance Оливье Бежар.

Р.Лоррен отметил прилагаемые усилия глобальных игроков в этом направлении:

• Летом 2021 года компании Everynet и Crown Castle объединили технологии и запустили национальную сеть LoRaWAN на 36 новых рынках США.
• EchoStar Mobile хочет обеспечить глобальное покрытие устройствами LoRaWAN в Европе в 2022 году.

Недавно в LoRa Alliance сообщили, что используют в спецификации LoRaWAN открытую систему учета компании OMS Group – разработчика протокола M-Bus. Интеграция снизит стоимость счетчиков.

О.Бежар отметил, что в октябре 2021 года Альянс начал работать с Международным союзом электросвязи (ITU), чтобы сделать стандарт официальным. Спецификация прошла первый этап утверждения, сказал эксперт.

ПОТЕНЦИАЛ В РОССИИ

В феврале 2021 года состоялось утверждение протокола LoRaWAN RU в качестве предварительного национального стандарта. По словам руководителя одноименной рабочей группы в Ассоциации интернета вещей (АИВ) РФ Людмилы Плещеевой, участники рынка занимались продвижением несколько лет, а сегодня приступили к разработке процедуры получения основного ГОСТа.

Людмила Плещеева, Ассоциация интернета вещей:

– Мы учитываем, что изменились тенденции. В 2020 году рынок делал акцент на конечных устройствах, на сегменте ЖКХ. В этом году все больше внимания к частным сетям LoRaWAN. Они используются в труднодоступных местах, в промышленности. Появилось много интересных решений вне мегаполисов: технология LoRa уверенно пошла за пределы городов и неплохо там обосновалась.

Технология не только стала ГОСТом, но и перестала быть игрушкой, констатировал директор АИВ Андрей Колесников. По его словам, теперь это нормальное промышленное решение, которое используется повсюду.

Стоит отметить, что крупнейшими российскими поставщиками решений и услуг на базе LoRaWAN выступают «ЭР-Телеком», «Ростелеком», Orange Business Services и другие.

Андрей Колесников, Ассоциация интернета вещей:

– IoT в России состоялся как индустрия, наметилась четкая сегментация. Появилось огромное количество новых игроков и решений, и каждый занимается своим делом, а не одновременно платформой, сетями, устройствами и дилерской деятельностью.

А.Колесников добавил, что

по предварительным итогам 2021 года в РФ ожидается рост рынка IoT до 12%

В Москве емкость LoRaWAN-сети потенциально может быть увеличена в 25 раз до 50 млн пакетов в сутки, сообщил гендиректор компании-производителя «Смартико» Игорь Бражник. Он отметил, что при этом будет задействован весь частотный спектр для IoT в России – 17 каналов связи.

Передача телеметрической информации осуществляется определенными порциями – пакетами, максимальная длина каждого из которых составляет 256 байт, уточняют в «Смартико».
И.Бражник сравнил трафик в крупных городах страны в этом году относительно 2020-го. В Москве он вырос на 172%, в Санкт-Петербурге – на 95%, в Новосибирске – на 79%, в Казани – на 65%, в Ростове-на-Дону – на 35 процентов.

Игорь Бражник, «Смартико»:

– В столице мы зафиксировали прирост трафика 8% в месяц, он достиг на октябрь 2021 года более 2 млн пакетов в сутки. В ежемесячном исчислении это свыше 62 миллионов. В следующем году мы прогнозируем двукратный рост. Текущая загруженность сети составляет 31%, в прошлом году она была на уровне 7-10 процентов.

Глава «Смартико» отметил, что увеличилась и скорость передачи данных одного пакета – на 45%: в 2020 году она составляла 2,21 сек., в 2021 году – 1,53 секунды.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОТОКОЛА ДЛЯ ЭКОНОМИКИ

В промышленности экономический эффект от применения технологий LoRa намного выше, констатировал владелец продукта «Сибур Диджитал» Василий Ежов. ПАО «СИБУР Холдинг» разработало собственную платформу для промышленного интернета вещей (IIoT). По словам эксперта, ценность собранных устройствами данных для компании в сегменте нефтехимии очень высока.

Василий Ежов, «Сибур»:

– У нас есть кейс, в котором пять датчиков приносят компании 20 млн рублей экономического эффекта. Но уникальны не сами данные, а расчеты на их основе.

В.Ежов добавил, что

в 2022 году «Сибур» планирует задействовать 2,5 тыс. новых датчиков на шести заводах холдинга

Ожидается добавление новых типов устройств и построение новых математических моделей на основе собираемых данных.
Эксперт отметил, что на рынке огромное количество конечных устройств стандарта, и у компании нет проблем с выбором оборудования для решения бизнес-задач. Но технология не справляется с большим набором данных.

Василий Ежов, «Сибур»:

– Есть крупные пакеты, которые LoRaWAN не способен «прокачать». Например, для анализа спектра вибрации оборудования по коррозии труб «Сибур» использует протоколы WirelessHART и ISA 100 11a, но у этих стандартов дальность до 200 метров и высокие цена и энергопотребление. У LoRaWAN гораздо большее покрытие – более 500 метров в условиях производства, а также очень низкая стоимость развертывания.

В «Смартико» рассказывают, что на открытой местности у LoRaWAN дальность радиосигнала – до 30 км, а в городе – до 8 километров. Среди других преимуществ протокола:

• Сверхнизкое энергопотребление, что позволяет устройству оставаться в сети до десяти лет от одной батарейки.
• Двунаправленность связи, которая позволяет не только снимать показания, но и передавать управляющие команды.
• Возможность обеспечить работу до 1 млн устройств в сети одной базовой станции (5 тыс. штук на 1 кв. км для одной базовой станции).

Эти свойства особенно актуальны для сельского хозяйства, говорят эксперты.

Игорь Кривицкий из SAF Tehnika сообщил, что сенсоры Aranet успешно работают в теплицах на территории почти в 300 гектаров. «Этой умной системой оснащены многие крупные агрохолдинги России. Осуществляется контроль полива растений, состояния воздуха, освещения и прироста веса плодов – зная эти параметры, можно планировать урожайность», – рассказал он.

ГЛОБАЛЬНАЯ «МАРАФОН IOT» КАК АЛЬТЕРНАТИВА NB-IOT

Рынок интернета вещей в 2026 году, по прогнозам ITU, аккумулирует 5,18 млрд подключений как в сотовых сетях**, так и в инфраструктуре LPWAN, отметил заместитель гендиректора АО «ВИСАТ-ТЕЛ» Валентин Анпилогов. В частности, в Китае будет 1,1 млрд точек доступа, в Северной Америке – 929 млн, в ЕС – 825 млн, в РФ – 364 миллиона.

Валентин Анпилогов, АО «ВИСАТ-ТЕЛ»:

– Операторы мобильной связи не могут решить всех задач формирующейся индустрии IoT. Без спутников развитие систем интернета вещей на 80% территории РФ невозможно. Так, в Московской области нет доступа для NB-IoT на 20% территории. В Красноярском крае у этого стандарта сотовой связи для устройств телеметрии нет возможностей для внедрения на 90% местности. Такая ситуация во многих регионах страны.

Р.Лоррен подтвердил, что

наземная сеть LoRaWAN занимает 10% земного шара, поэтому спутниковые операторы имеют большие возможности для освоения рынка

В России разрабатывается многоспутниковая низкоорбитальная система интернета вещей «Марафон IoT». Она ориентирована на прямой доступ к абонентским устройствам, что, в отличие от коллективного приема, предполагает низкую стоимость сервисов.

В.Анпилогов указывает, что системы таких действующих игроков глобального рынка спутникового IoT, как GlobalStar, Iridium, Next Inmarsat, Thuraya и другие, сегодня имеют около 4 млн подключений, но в перспективе их услуги неконкурентоспособны, поскольку ценовые параметры на порядок выше, чем в сотовых сетях.

Валентин Анпилогов, АО «ВИСАТ-ТЕЛ»:

– Анализ существующих технологий показал, что единственной технологией, которая может быть адаптирована для глобальной спутниковой системы IoT, является технология LoRa и протокол LoRaWAN.

Эксперт добавил, что, согласно исследованиям, потенциал рынка интернета вещей оценивается в 320 млн подключений с помощью микроспутников. Важным условием для развития станет соизмеримость уровня цен в сравнении с аналогичными сервисами от 4G/5G.

«Марафон IoT» обеспечит глобальное покрытие, а не только на территории РФ, как у сотовых операторов. Сегодня российский проект является элементом экосистемы 5G/6G и изучается экспертами рабочей группы 4В исследовательской комиссии 4 ITU-R.

*IEC 62056 – это набор стандартов для обмена данными учета электроэнергии, разработанных Ассоциацией пользователей DLMS (Distribution Line Message Specification).

** Формат NB-IoT – Narrow Band Internet of Things – стандарт сотовой связи для устройств телеметрии, основанный на LTE и предусматривающий передачу небольших объемов данных, ограничен инфраструктурой.

Изображение: RSpectr, Adobe Stock, Freepik

ЕЩЕ ПО ТЕМЕ:

Стандарт принят. Да здравствует российский IoT!
Утверждение протокола интернета вещей LoRaWAN RU открывает новые перспективы для отечественных разработчиков софта и железа