モノのインターネットはどこに向かっているのでしょうか？

IoT（モノのインターネット）という用語自体は、前世紀の90年代後半にずっと前に登場しました。 当時の革新的なRFID技術を促進するためにマーケティング担当者によって考案されました。当時の「モノ」は、RFIDタグで接着された倉庫と店舗の基本的に異なる商品でした。 しかし、この用語は定着し、すぐに、センサーと従来のSCADAシステムのセンサーを含むほとんどすべてのM2M（マシンツーマシン）通信によって「引っ張られ」 ました 。



2000年から2010年までの次の10年間、IoTは半分眠っていて、小さなニッチを占有していましたが、特に誰もそれを生産していませんでした。 2000年から2010年にかけて、モバイルブームが活発になり、誰もがスマートフォンを手に入れ、通信事業者とメーカーの両方がこの新しい市場の開拓に忙しいペースでトラフィックが増加しました。 しかし、その後2008年の危機が起こり、お金が減り、借り換えが難しくなり、古い成長モデルが失敗し始めました。 先見の明のある業界の先見者たちは、スマートフォンの時代の後に何が起こるのだろうと思い始めました。 誰が業界をリードするのか、2020年にはいわば、主なお金がモバイル通信で使われるのか？

「親愛なる、ここでできるだけ速く走らなければならない、ただその場にとどまる。

そして、どこにでも行きたい場合は、それの2倍の速さで走らなければなりません」。

ルイス・キャロル

そこで、2009年に、エリクソンは、とりわけ、残りの100ページの有用な分析の中で、2020年までに世界中のインターネットへのスマートデバイス（読み取り）の接続が500億になると報告しました。 誰もがそれをお金に変え、なめ、そしてどういうわけかすぐにそのアイデアを気に入った。 彼らは物事のインターネットを目覚めさせ、それをほこりを払い、「未来に出会おう！ すぐにモバイル通信に大きなキャッシュフローが発生します。」



確かに、業界の見通しをひたすら評価すると、2つの事実があります。

1. 通信事業者は、自分に属していないデータを送信するための効果的な「パイプ」にますます変化しています。
2. 産業の発展の主なベクトルはインテリジェントサービスの分野にあり、今日の主なお金は「パイプ」ではなく、そこに流れています。

そして、主な「マネージェネレーター」である音声サービスが、Facebook（WhatsAppを使用）、Googleなどのさまざまな軽快な人たちをすぐに「食べ尽くす」ので、オペレーターはこのお金に触れるのが大好きです。有望に見えます。 それに基づいて、膨大な数の異なるサービスを作成できます。 ここには、お気に入りのコーヒーを注文して職場の気候を自分で好きなように調整するスマートな建物やオフィス、コンクリートが時間通りに適切な施設に到着したときのスマートな建設管理、交通管理、スマート農業、スマート安全な都市、住宅および共同サービス、およびヘルスケア、そして...一般に、人間の生活のほぼすべての分野が潜在的にスマートになり、そこからお金を稼ぐことができます。 そして、業界の誰もがそれを気に入っています。





図1. IoTの業界への貢献の推定



図1は、物事の「インターネット化」が業界にどれだけのお金をもたらすことができるかについての大まかな見積もりを示しています。 今日のIT市場全体の重量は約3.5兆ドル、通信市場の重量は約1.5兆ドルであるため、この控えめな見積もりでも、モノのインターネットは少なくともこの2倍になると予想されます。



しかし、これは歌詞です。さて、地面に近づいて、IoTが積極的に生産している5年間で、それがまだ飛躍的に成長しておらず、図1に示されているお金の重要な部分を市場から取っていない理由を理解してみましょう。私たちの意見では、まだ物事のインターネットを非常に迅速に開発することを許可していない2種類の問題があります-技術的およびイデオロギーです。 技術的な問題については少し後で説明しますが、今度は、より根本的な難題、つまりイデオロギーについて少し説明します。



事実、モノのインターネットに関するすべてのマーケティングチャネルを介した大量の情報の流れにもかかわらず、この市場が機能する主なビジネスモデルはまだ完全には明らかではありません。 IoTの収益化について聞かれるすべての会話は、特別な料金でトラフィックにお金を取るという考え、センサーがインフラストラクチャに接続されているという事実にお金を取る、またはIoTに基づいて構築されたサービスにお金を取るという考えに帰着します。 なぜなら 通信事業者は現在もIoTの主要なエンジンです。彼らにとって最も簡単な選択肢は、「昔ながらの方法」で作業することです。 トラフィックまたはIoTセンサーをネットワークに接続するためにお金がかかります。 しかし、この場合、すべてのオペレーターシステムのインストール、認証、および費用はいくらですか？という疑問が生じます。 SIMカードは入っていますか？ または、工場に事前準備がありますか？ システムに固定し、センサーの操作性を確認するだけでどれくらいの費用がかかりますか？ そのようなセンサーの請求はいくらですか？ 最終的に、ビジネスケースを計算すると、現在のビジネスモデルでは、さまざまな推定によると、IoTストーリーが「ポップアップ」し始めます。年間ARPU（Uユーザーは同じセンサーで、システムに接続されています）。





しかし、そのような価格では、誰もセンサーを大量に購入してインストールすることはありません！ これは、今日のモノのインターネットの基本的なイデオロギー問題です。 そして、IoTサービスの新しいビジネスモデルが導入されるまで、大量展開は妨げられます。

「牛の食餌量を減らし、より多くの牛乳を与えるには何が必要ですか？」 少ない給餌とより多くのミルク。」

民俗の知恵

現在、この状況を克服するためのオプションは何ですか？ 古典によると、コストを削減し、追加の収入を探します。 コストを最小限に抑えるには、センサーを可能な限り簡素化し、センサーから不要なものをすべて排除し、オペレーターシステムでのセンサーの処理プロセスを可能な限り簡素化する必要があります。 たとえば、期間を参照せずに、センサーの寿命全体にわたってIoTサービスに接続するために前払いすること。 話のもう1つの部分である収益の増加は、通信事業者にとって従来より困難です。 複雑なのは、それが特徴ではないアプリケーションプロバイダー機能のオペレーターによる実行を必要とするためです。たとえば、パブリッククラウドでは、国家経済の特定の領域（都市の駐車場、住宅および共同サービス、スマートビルなど）を管理するためのインテリジェントアプリケーションが起動されます特定の条件でリース。 そのようなプロジェクトは、原則として、大規模なオペレーターにとっては困難ですが、公平には、成功例があります。



しかし、銀の裏地はありません。 いまここに、柔軟で機敏な人々のための場所があります。彼らは、小額の利益をすぐに生み出し、お金のためではなく、興味と展望のために革新的なプロジェクトを行う準備ができています。



次に、モノのインターネットの急速な発展を妨げる技術的な問題について説明します。 ある意味で、技術的な問題があると簡単です。なぜなら、 それらがどのように解決されるべきかはほぼ理解でき、最終結果がどうなるかを多かれ少なかれ正確に予測することができます。 IoTプロジェクトの実装が直面する主な困難を簡単にリストします。



センサーの問題

• 原則として、既存のものにはセンサーがありません
• さまざまな通信インターフェース（ZigBee、6LoWPAN、PLC、RS-485、Modbus、BACnet、HARTなど）
• 異なるソリューション間の弱い互換性

通信の問題

• センサーからの膨大な数の接続
• さまざまな環境要件とさまざまな環境要件を備えたアプリケーション向けのさまざまなシナリオ（ ビデオ監視、産業用制御、オートパイロット、スマートメータリングなど）

データと収益化から価値を引き出す際の問題

• サブジェクト領域の深い理解
• データの保存と処理
• 安全性

上記のすべての問題により、既存のものにセンサーがなく、異なるプロトコル間の互換性がないため、IoTを開始できなくなります。IoTの概念は機能しません。 しかし、先に進むことは基本的に不可能な問題があります。 この問題は安全です。 モノのインターネットの世界でセキュリティを確保するための統一された統一されたアプローチはまだ開発されていません。 さまざまな企業が提供するセキュリティへのアプローチはすべて、古い原則に基づいており、モノのインターネットのすべての問題を解決するものではありません。 そして、彼らが決定すれば、それは非常に困難で高価になり、最終的に誰もそれを必要としません。 なぜこれが重要な問題なのですか？ モノのインターネットの範囲は、あらゆる種類のセキュリティ侵害（完全性、機密性、またはアクセシビリティ違反）に非常に敏感だからです。 たとえば、ハッカーがデータを収集してペースメーカーを制御するシステムにアクセスしたと想像してみてください。 または、例えば、彼はやかんに侵入し、それを空にしました...物事のインターネットが誰かの別の人生または全世界を破壊する方法の多くの終末論的な写真を思い付くことができます。 第3シーズンの第6話であるこのトピック「ブラックミラー」をご覧になることをお勧めします。 そこでは、塗料で、電子デバイスの大規模な接続を備えたシステムの機密性とアクセシビリティに違反する物語がどのように判明するかが示されています。 したがって、生命維持システムの管理に関しては、「安全」という言葉が最初に来るはずです。



IoTテクノロジーとイデオロギーの交差点におけるもう1つの重要な問題は、センサーが送信するデータから有用な情報を抽出する問題です。 むしろ、問題は問題の手法にあるのではなく、効果的なアルゴリズムとデータマイニングの方法が長い間存在していました。 問題は、どのデータを収集し、それをどのように収益化するかです。 実際、これもビジネスモデルの問題ですが、アプリケーションレベルでのレベルが異なります。



それでは、今日のモノのインターネットはどうなるのでしょうか？ この領域ではどの部分で構成され、誰が何を行いますか？ 世界的に、モノのインターネットは3つの部分で構成されています。スマートセンサー、ネットワークインフラストラクチャ、センサーからの情報が処理されるプラットフォームです。





図2.モノのインターネット-何から



スマートセンサーの最も高価な部分はチップです。 そして、モノのインターネットが普及するためには、チップは礼儀正しさと同じくらい安価である必要があります。 アナリストによると、センサーのコストの大部分はチップのコストであるという事実にもかかわらず、IoTセンサーのコストは数ドルを超えるべきではありません。



データがセンサーからプラットフォームに流れるには、ネットワークインフラストラクチャが必要です。 また、その要件も非常に確実です。 センサーの詳細（平均して、1分あたり数百ビットと95％の時間をスタンバイモードで送信する必要性）を考慮すると、ネットワークには以下が必要です。1）超低帯域幅。 2）異なるサービスプロトコルでの超低オーバーヘッド。 現在、従来のモバイルテクノロジーは、公式のオーバーヘッドが多すぎるため、このためにはあまり設計されていません。 これにより、エンドデバイスは、第一に比較的高価になり、第二に多くのエネルギーを消費します。 そのため、モノのインターネットを実装するために、オーバーヘッドが低く、エネルギーをほとんど消費しないセンサーを作成できる特別な技術が発明されました。 従来、ゲートウェイ/基地局からセンサーを配置できる距離に応じて、技術は「長い」（センサーまでの距離はキロメートルで測定）、「短い」-センサーまでの距離は数百メートルに分類できます。 どちらのテクノロジーもセンサーのエネルギー消費に関する問題を解決しますが、モノのインターネット用のインフラストラクチャを構築するには根本的に異なるアプローチが必要です。

「すべては平等だが、一部はより平等」

J.オーウェル

民俗の知恵

通常、機器メーカーは、IoTインフラストラクチャのさまざまな部分、またはモノのインターネット用の特定のトランスポートなどの特定の技術に焦点を当てています。 この点で、Huaweiは他のベンダーとは異なり、モノのインターネットの実装の3つのインフラストラクチャレベルすべてで製品を開発し、これをいくつかの異なる技術に基づいて行っています。



同社は独自のチップを開発しました。このチップはエネルギーをほとんど消費せず、安価で、専用のソフトウェアプラットフォーム（LiteOS）が実装されています。 Huaweiは、あらゆる形態のモバイルネットワークからイーサネットやGPONなどの有線技術まで、センサーからデータを収集および送信するためのインフラストラクチャ全体を備えています。 さらに、ファーウェイはビッグデータを収集、保存、処理するためのプラットフォームを備えています。これは、モノのインターネットの歴史において付加価値が生まれるまさにその場所です。





図 モノのインターネットの3つの実装レベル



2番目のネットワークレベルについてもう少し詳しく見てみましょう。 前述のように、アクセスインフラストラクチャのレベルでは、「ロング」または「ショート」テクノロジーに基づいた、ネットワーク実装に対する2つの実際に競合するアプローチがあります。 オプションNo. 1-上記のように、特殊な技術（NB-IoTなど）を実装したモバイルオペレーターのトランスポートを使用します。 しかし、このオプションでは、まだ特定の質問があります。

1. モバイルネットワークの特殊なIoTトランスポートが始まったばかり→どこでもなく、誰もが持っているわけではないまで。
2. サービスのユーザーは事業者のインフラストラクチャに関連付けられており、このサービスの販売のビジネスモデルはまだ明確ではない→運用コストの予測が不十分（上記参照）、多くの人がこれを恐れています。

オプション番号2は、たとえばZigBeeや6LoWPANなどの「ショート」テクノロジーに基づいて、モバイルオペレーターなしでIoTの下でトランスポートインフラストラクチャを構築することです。 1つの特定のサービスのパフォーマンスのために「シャープ化」されたこのようなアクセスインフラストラクチャは、幅広いサービス向けに設計されたモバイルオペレータのネットワークよりもはるかに簡単でシンプルです。 IoTでトランスポートインフラストラクチャを実装するには、基本的に2つのことが必要です。

1. センサーからの接続を引き受ける専用のIoTゲートウェイ。
2. ゲートウェイのネットワークを管理し、それ自体の情報を集約するコントローラー。

このようなインフラストラクチャも非常に簡単に機能します。ゲートウェイは、通常はメッシュネットワークで収集される特定のセンサーセットからデータを収集します。 さらに、コントローラーを介して収集されたデータは、特殊なタスク、たとえば都市の光を制御するタスクを解決するアプリケーションに転送されます。 逆の方向では、すべてが同様に機能します。

• 受信データを処理したアプリケーションは、制御信号を生成し、オープンインターフェイスを介してネットワークコントローラーに送信します。
• ネットワークコントローラーは適切なゲートウェイを介してセンサーに信号を送信し、センサーは送信されたコマンドを実行します。

図 4.例：スマート照明制御



図4は、モバイルオペレーターの参加なしにスマートシティ照明制御システムを実装する方法の例を示しています。 LED照明ランプに組み込まれた専用センサーは、特別なプロトコル（ZigBeeまたは6LoWPAN）を使用してローカルメッシュネットワークを形成します。 そのようなローカルメッシュネットワークはそれぞれ、IoTゲートウェイで閉じられ、コントローラーを介して、街の照明を制御するアプリケーションと通信します。 付録では、都市全体がランプのグループにマークされ、その下の地図に明確に示されています。 システムオペレーターは、市内の照明を制御するためのポリシーを設定します（ランプを点灯する照明の強度、消灯する照明、暗闇に点灯するランプ、深夜に消灯する照明、1日のさまざまな時間に照明を点灯する強度など）。 管理ポリシーは、輸送インフラストラクチャを介してセンサーにダウンロードされ、市内の照明制御はオペレーターが設定したルールに従います。



そのような実装の利点は何ですか？ インフラストラクチャ全体は、特定のモバイルネットワークオペレーターに依存しません。 サービス会社自体が輸送インフラストラクチャを所有し、すべての運用費用を管理し、これから追加の利益を引き出すことができます。 欠点は何ですか？ いつものように、長所の裏側：輸送インフラストラクチャを自分で維持し、十分に専門的に行う必要があります。 それ以外の場合、柔軟性と利益を追加する代わりに、追加の損失が発生します。



結論として、2つの点を強調したいと思います。

• 輸送インフラストラクチャのコストは、モノのインターネットを使用したインフラストラクチャプロジェクトの実装の総コストの数パーセントです。
• モバイルオペレーターの側にIoTトランスポートを提供したくなく、モノ自体のインターネットのインフラストラクチャ全体を構築および管理したい人のために、今日、すべてのオペレーターがネットワーク上でIoTトランスポートを起動し、最終的に決定するユニークな「機会の窓」があります提供されるサービスのビジネスモデルを使用します。