Мода, тренд или антикризисное мероприятие?

«Интернет вещей» — создание вычислительных сетей, объединяющих промышленные и бытовые устройства, которые по цифровым каналам могут взаимодействовать друг с другом и с окружающей цифровой средой, — появился в 1999 г., но мощный импульс для развития получил уже в десятые годы нового века. Кому и почему это стало выгодно, каковы дальнейшие варианты развития данного направления?

«Интернет вещей» — он же Internet of Things, или IoT — как и многие другие ИТ-тренды, определяющие развитие индустрии на годы вперед, открывает широчайшие возможности для экономии ресурсов и повышения качества жизни. Впрочем, понять это все довольно сложно.

«Эра „Интернета вещей“ — это этап развития и усложнения межмашинного взаимодействия, или M2M-решений, на пути к „всеобъемлющему Интернету“ (Internet of Everything), который объединит в единое информационное пространство людей, сенсоры и электромеханические устройства — от дорожной инфраструктуры до кардиостимулятора, обеспечивая их взаимодействие между собой с помощью проводной и беспроводной связи», — говорит Александр Савинов, стратегический менеджер по продвижению новых технологий российского представительства Cisco Systems.

На первый взгляд кажется, что развитие и распространение IoT выгодно в первую очередь ИТ-индустрии. Разумеется, выгоды индустрии тут есть, и они вполне очевидны — новые рынки имеют огромную емкость как для вендоров, так и для интеграторов, кроме того, по понятным причинам весьма выгодны дистрибьюторам. Кризисные явления, обусловленные насыщением традиционных рынков сетевого оборудования и сетевых решений, а также корпоративных систем, в случае развития IoT остаются в прошлом. Александр Савинов привел оценки аналитиков Cisco, согласно которым потенциальный объем рынка «Интернета вещей» следует оценивать по числу подключенных к технологическим, корпоративным и операторским сетям интеллектуальных устройств, которые уже сегодня мигрируют на IP-сети, а это до миллиарда единиц в промышленности, столько же — в системах «умных городов», около полумиллиарда на транспорте, около 200 млн. в торговле, 100 млн. в системах безопасности. А есть еще энергетика, здравоохранение, спорт и т. д. То есть объем рынка для вендоров и интеграторов огромен. Но готов ли платить за это заказчик?

Николай Прянишников, президент Microsoft в России, со ссылкой на исследования Gartner отметил: «Большинство компаний и производителей пока еще не исследовали те возможности, которые дает „Интернет всего“, и даже не готовы работать с ним, в том числе организационно».

Александр Санин, коммерческий директор компании «Аванпост», отмечает, что спрос на IoT-решения пока невелик. Но не потому, что это неактуально, а потому, что большинство потенциальных заказчиков еще не знают, чего ждать от IoT-решений и какие выгоды можно получить от внедрения последних. Поэтому реализованные IoT-решения активно используют в качестве success story для популяризации данного направления. ИТ-индустрия предлагает сотни кейсов, демонстрирующих возможности IoT для различных систем как промышленного, так и бытового назначения.

Сергей Щербина, заместитель генерального директора Esri CIS, в качестве примера приводит сайт компании Libelium (производитель датчиков и другого оборудования для smart-систем) со списком из 58 реальных примеров технических решений IoT, показывающих широту возможного спектра применений: отслеживание уровня радиации на АЭС «Фукусима», мониторинг виноградников в Галисии, проект экологического мониторинга общественного транспорта в Сербии, сенсорная сеть для оперативного реагирования на возникновение лесных пожаров в Испании и т. д.

ИТ-компании активно популяризируют эту парадигму, рассказывают о построенных на ее основе решениях. Эта работа началась относительно недавно, поэтому у многих может возникнуть ощущение, что «Интернет вещей» — «новомодная штучка», хотя самому термину уже почти полтора десятка лет, а решения такого рода создавали и раньше.

Немного истории

Термин «Интернет вещей» впервые появился в 1999 г., но тогда относился больше к активно внедряемым на массовом рынке технологиям радиочастотной идентификации (Radio Frequency Identification, RFID), которые, в свою очередь, базируются на открытиях и технических решениях середины XX века. Возможности, открываемые RFID, позволили создавать массу ИТ-решений для бизнеса — от систем логистики и всем знакомых способов для предотвращения краж в супермаркетах до RFID-билетов и решений для разграничения доступа. Учитывая это, становится понятно, откуда взялось название: RFID-метки стали элементом, позволяющим самым разным предметам — «вещам» — взаимодействовать с локальными сетями, а также с интранет- и интернет-решениями.

Но в ряде случаев возможностей меток оказывается недостаточно, целый ряд объектов получили «бортовые компьютеры» и цифровые интерфейсы. Возможности их взаимодействия с цифровым миром гораздо шире, эти «вещи» стали полноценными узлами сети, стали использовать IP-адреса. Георгий Козелецкий, вице-президент OCS Distribution, отметил, что все большее количество приборов, датчиков и бытовых устройств получают микроконтроллеры, причем более мощные, чем процессоры бортовых систем летавших на Луну «Апполонов». Вычислительные мощности этих микроконтроллеров можно использовать не только для управления отдельным прибором, но и для интеграции девайса в состав сети, для связи с другими устройствами и для совместного использования сетевых ресурсов.

По данным Cisco Systems, на границе 2008 и 2009 гг. количество IP-адресов превысило количество людей на Земле, то есть привычное IP-пространство, восприятие которого ассоциируется с Интернетом, перестало быть «Интернетом людей», превратившись в «Интернет вещей». Заметим, что на самом деле это произошло много раньше — ведь к «Интернету вещей» следует отнести устройства, подключаемые проприентарными протоколами, и даже снабженные RFID-метками.

Совершенствовали не только идеологические подходы, но и технологии, имеющие непосредственное отношение к «Интернету вещей». Александр Клинцов, генеральный директор компании StarBlazer, отмечает: «Получили распространение некоторые ключевые технологии, на которые опирается „Интернет вещей“. Это радиометки, M2M, IPv6, NFC, компьютеры на кристалле, встраиваемые системы, разные виды ШПД, XML, сервисно-ориентированные архитектуры и архитектуры, построенные на агентах, инженерный искусственный интеллект, который уже начал широко применяться во множестве устройств не только военного, но и гражданского назначения, беспилотные летательные аппараты и т. д.». К началу десятых годов нового века количественные изменения в технологиях позволили совершить качественный прорыв — создавались IoT-системы для самых разных задач, от упомянутых выше систем мониторинга на АЭС и виноградниках до решений для отдельных домов и целых городов.

«Умный дом» — квинтэссенция IoT

Если вы знакомы с теоретической концепцией «умного дома» и с вариантами ее практической реализации, то, считайте, вы понимаете что такое IoT, причем достаточно детально.

Во-первых, всем понятно, что система, в рамках которой объединены дверные замки и автоматические шторы, видеонаблюдение и вентиляция, аудиосистемы и модули отопления, кондиционеры и интеллектуальные вентили на трубах водоснабжения, кофеварки и телевизоры, видеодомофоны и выключатели, теплые полы и гаражные ворота, датчики температуры, освещенности, задымления, контроля целостности периметра и т. д., — вовсе не экзотика, а способ реально поднять качество жизни на новый уровень и одновременно экономить значительные средства. Причем экономия получается «многоканальная» — и из-за минимизации энергопотребления, и из-за более эффективного использования помещений, и из-за снижения рисков (пожара, ограбления, протечек воды и пр.) и т. д.

Во-вторых, вам очевидна необходимость системного подхода при создании решения, различные фунциональные модули которого синергетически дополняют друг друга. Например, современная система безопасности несколько сложнее, чем IP-камера, подключенная к домашнему роутеру и способная транслировать изображение через Интернет, хотя бы потому, что система должна собирать и самостоятельно анализировать сигналы с нескольких камер наблюдения, а также с датчиков на окнах, дверях, замках, калитках, а также в помещениях. Ну а кроме того, на обеспечение безопасности могут работать и другие подсистемы «умного дома», например, управляя освещением во время отсутствия хозяев, имитируя наличие в доме людей или перенаправляя сигнал с видеодомофона через интернет-канал на смартфон владельца.

В-третьих, вы знаете, что технологии уже стали массовыми, и поэтому компоненты дешевеют, а стоимость готового решения становится доступной для массового пользователя даже сейчас, в условиях мирового экономического кризиса. Причем она сильно зависит от квалификации специалистов компании-интегратора, причем не только при монтаже и обслуживании системы, но и на этапе постановки задач.

В-четвертых, принцип разумной достаточности при создании решения не вызывает у вас вопросов. Вот пример: решение «умного дома» для двухкомнатной квартиры сегодня в среднем предусматривает порядка тридцати зон освещения. Очевидно, что нет никакой необходимости на каждую зону ставить все возможные «примочки», начиная от вариатора, позволяющего изменять интенсивность света, и заканчивая модулями, обеспечивающими управление каждой зоной через Интернет.

В-пятых, вам знаком принцип «цифрового тумана» (Fog Computing) — ситуации, когда подсистемы, входящие в IoT-решение, способны «договориться» между собой о совместных действиях, не задействуя «человеческий фактор». Например, работа систем вентиляции и кондиционирования не должна «противоречить» друг другу, и «умный дом» обеспечивает слаженность их взаимодействия сам, не требуя вмешательства хозяина.

В-шестых, вы понимаете, что в IoT-системе собраны устройства, общающиеся по целому «зоопарку» протоколов. Например, часть устройств может взаимодействовать друг с другом по IP, а часть — по своим протоколам, в том числе и закрытым, а некоторым (например, ключам от входных дверей) для взаимодействия с системой достаточно RFID.

Наконец, в-седьмых, для вас аксиома: хотя IoT-система технически сложна и охватывает самые разные области функционирования физической системы (в данном случае — дома), управлять ей просто, причем этот процесс никаких специальных знаний не требует.

Наконец, система не статична, а может быть изменена и развита в зависимости от внешних факторов и пожеланий заказчика.

Безопасность и IoT

Если в названии технологии или устройства есть слово «Интернет», то потенциальных пользователей всегда волнует вопрос безопасности. IoT не исключение. Павел Денисов, технический консультант российского представительства Cisco, отметил, что ситуация с IoT в этом плане повторяет сложившуюся ранее вокруг IP-телефонии: «Нам пришлось долго объяснять потенциальным клиентам, что „интернет-телефония“ и „IP-телефония“ — это разные понятия». Теперь история повторяется, и потенциальным заказчикам приходится объяснять, что трафик IoT-решений защищен, так же, как и в ситуации с облаками, вовсе не открыт «по секрету всему Интернету». При самом радикальном варианте IoT-систему к Интернету можно и вовсе не подключать.

На примере «умного дома» хорошо видно, что система, построенная на принципах «Интернета вещей», в общем случае не требует подключения собственно к Интернету и с внешним миром может вообще не общаться или взаимодействовать в одностороннем порядке, например через SMS. Для выполнения некоторых функций — дистанционного управления, удаленного подключения к потоковым сервисам (например, системе видеонаблюдения) и т. д. — smart house должен быть подключен к Интернету. Однако если хозяина безопасность беспокоит настолько, что он считает Интернет источником серьезных угроз (даже несмотря на защиту), то «умный дом» можно к Интернету и не подключать. Большинство «умных элементов» в составе системы для решения своих задач не требуют подключения, для взаимодействия внутри «цифрового тумана» оно не нужно, а получать команды от человека девайсы могут с информационной панели «умного дома», с пульта управления им или с планшета, взаимодействующего с системой напрямую по беспроводному каналу (например, по Bluetooth). Интересно, что при этом он не перестает быть IoT.

В деле обеспечения информационной безопасности «умного дома» также следует соблюдать принцип разумной достаточности. Вероятность того, что хакер заинтересуется взломом данного конкретного «умного дома», крайне мала. Еще ниже вероятность взлома системы — напомним, что практически каждый «умный дом» уникален, поэтому и взлом его представляет собой процесс специфический, а поэтому большинству хакеров недоступный. Наконец, даже получив доступ к компонентам системы, хакер не сможет вызвать пожар, потоп, короткое замыкание и другие напасти, потому что «умный дом» просто не позволяет это сделать.

IoT: и в автомобиле — тоже

Простейший пример IoT в авто — навигатор. Очевидно, что для прокладывания актуальных маршрутов в городе устройство должно использовать оперативную информацию о загруженности трасс и ограничениях движения, следовательно, ему необходимо иметь подключение к Интернету.

Но развитие темы может быть сколь угодно широким. Например, навигаторы могут поддерживать двустороннюю связь с облачным компонентом навигационной системы, передавая сведения о параметрах движения авто, на основании которых система будет уточнять данные о дорожной ситуации в городе. Навигатор может быть интегрирован с бортовой электроникой автомобиля, например, чтобы подавать голосовые рекомендации через аудиосистему, использовать единое интернет-подключение как для навигатора, так и для противоугонной системы (включая информирование о местоположении авто после угона), дистанционного запуска двигателя на прогрев, получения информации о погоде и т. д.

Кроме того, интернет-подключение может передавать в облако автопроизводителя информацию о параметрах работы различных систем автомобиля, и на основании этих данных водителю выдаются рекомендации, предлагаются различные сервисы и услуги. Ну а при поступлении данных о срабатывании подушек безопасности облако передаст координаты автомобиля полиции и спасательным службам.

Такая система может быть установлена в авто при тюнинге, многие автопроизводители предлагают ее в качестве опции для старших моделей, а Tesla Motors с октября 2013 г. уже рассматривает наличие интернет-подключения бортовой системы седанов Model S как обязательный элемент.

Вместе с тем «Интернет вещей» с 2008 г. рассматривается как одна из «потенциально разрушительных технологий» — так его оценивает, в частности, Национальный разведывательной совет (National Intelligence Counci, NIC) Соединенных Штатов, и с ним солидарны аналитические структуры Евросоюза. Однако на объектах, где безопасность критична, — например, на АЭС, плотинах, системах управления транспортом и т. д. — IoT-системы могут быть и закрытыми, то есть отключены от Интернета.

«„Интернет вещей“ потребует пересмотра подхода к защите данных. Однако технически все наверняка можно будет решить путем эволюционного развития», — прогнозирует развитие ситуации Александр Хлуденев, заместитель генерального директора компании КРОК по перспективным направлениям бизнеса.

Сергей Пак, коммерческий директор компании «Интант», считает, что взрывное развитие «Интернета вещей» начнется только после решения вопросов, связанных с обеспечением безопасности данных, но при этом рассматривает безопасность широко: как с точки зрения «секьюрности», так и с точки зрения обеспечения сохранности данных и стабильности доступа к ним.

Заметим, что массовые IoT-решения для персонального использования существуют не только для домов, но и для авто. Кстати, а вы слышали, чтобы кто-либо был обеспокоен защитой данных, передаваемых с навигаторов и автомобилей?

IoT в бизнесе

Промышленные системы, использующие «Интернет вещей», принципиально не отличаются от «умных домов». Например, система безопасности, более сложная и разветвленная, будет выполнять разграничение доступа, в нее могут быть включены различные нехарактерные для домашнего использования устройства, такие как биометрические замки, турникеты, шлагбаумы, металлоискатели и т. д., но основные принципы ее работы останутся теми же. То же самое можно сказать и о муниципальных IoT-решениях, например о подсистеме безопасности для города или района.

Но промышленные решения IoT-системы могут взаимодействовать с автоматизированными системами управления бизнес-процессами. Это взаимодействие много шире, чем установка связи логистических систем складов с системами учета и контроля, и затрагивает непосредственно бизнес-решения. Например, вендинговые автоматы, способные самостоятельно поднимать цены на продаваемые банки с газировкой при повышении температуры окружающего воздуха, уже есть, и это лишь один из примеров того, как «Интернет вещей» связан с бизнес-решениями.

IoT-перспективы: есть, но не везде

Если в том, что касается внедрения «умных домов» — IoT-решений для бытовых систем, — Россия ничем не отличается от развитых стран Европы, Азии или Америки, то в бизнес- и промышленных системах не все так радужно.

Рассмотрим в наших реалиях часто приводимый пример промышленного IoT-решения — массовое внедрение приборов учета расхода электроэнергии. Создание такой системы актуально для самых разных структур — от сервисных компаний, обслуживающих жилые комплексы, до поставщиков электроэнергии.

Возможность снимать показатели со счетчиков в любое время, буквально «по нажатию кнопки», позволит высвободить человека (ходит с бумажкой и снимает показатели вручную) и избавиться от системы, в которую пользователи сами вносят данные (при этом иногда ошибаются, иногда лукавят, для верификации сведений человек и тут необходим). Этот хрестоматийный пример, понятный в западном мире, в российской действительности зачастую вызывает лишь усмешку — зачем создавать ИТ-систему, когда проще и дешевле нанять «гастарбайтера». Такая разница в восприятии инноваций показывает, насколько разной может быть судьба «Интернета вещей» в разных странах, даже находящихся на одном уровне развития ИT-рынка.

Если компании нужно выполнять мониторинг энергопотребления с высокой степенью детализации на тысячах объектов, то тут «Интернет вещей» не заменит даже бригада резвых «гастарбайтеров». С одной стороны, этот пример показывает, что если мелкий бизнес иногда может отказаться от IoT-решений, то для среднего и крупного они зачастую незаменимы. Однако и тут возможны варианты, связанные с особенностями экономики. Далеко не всегда успешность энергетической компании зависит от степени понимания нужд и потребностей заказчиков. Может случиться и так, что процветание компании зависит от ее близости к муниципальным структурам, администрациям городов и районов, государственным инвестициям и прочим механизмам весьма специфического свойства, для которых IoT совсем не нужен.

Рассмотренные примеры прекрасно показывают, что в российских условиях судьба промышленных и муниципальных IoT-систем зависит от того, насколько важны для потенциального заказчика традиционные рыночные параметры — снижение себестоимости товара или услуги, возможности мониторинга различных узлов системы, степень автоматизации ее реакций на различные ситуации, гибкость предоставляемых сервисов и т. д. — или вся эффективность структуры определяется одним единственным параметром: «близость к власти».

Однако есть области, в которых бизнес-применение IoT будет популярно и в России. В частности, Михаил Чернышов, коммерческий директор компании «Вобис Компьютер», отмечает высокую востребованность «бодинета» — датчиков на теле человека, выполняющих разноплановую диагностику и передающих информацию на внешние устройства для последующего анализа в спортивных или медицинских целях.

Что дальше?

Перспективы развития IoT — экстенсивный рост в сочетании со снижением стоимости решений. Причем удешевление компонентов и решений будет происходить не только за счет массовости производства, но и в результате введения единых промышленных стандартов на интерфейсы. Например, Александр Савинов отмечает, что отказ от проприентальных стандартов в пользу IP-протоколов позитивно повлияет на стоимость решений хотя бы потому, что упрощает интеграцию информационного обмена с другими компонентами сети.

Переход адресного пространства с IPv4 на IРv6 снимает вопросы дефицита адресов. Но, разумеется, в составе IoT-решений будут использоваться и другие технологии. Например, нет никакой необходимости снабжать каждую упаковку IP-адресом, когда для большинства задач учета и контроля достаточно возможностей, создаваемых RFID, а зачастую даже более простыми элементами.

«Электронная конвергентная среда для взаимодействия (устройств) возникает буквально на наших глазах», — говорит Георгий Козелецкий. Но некоторые узкие места в технологическом плане все же существуют. Сергей Пак подчеркивает важность стабильности каналов связи, которая, по его мнению, для IoT существенно важнее, чем их ширина.

Андрей Тамбовский, директор по технологиям компании «ФОРС Дистрибуция», также считает, что «Интернету вещей» требуются в первую очередь облака и решения в области BigData.

Александр Хлуденев утверждает, что развитие технологий BigData послужит катализатором IoT-решений.

Николай Прянишников отмечает: «„Интернет вещей“ — прежде всего огромный массив данных, которые должны передавать, получать, обрабатывать в режиме реального времени». А чтобы это стало возможным, продолжает он, нужно, во-первых, иметь развитую сетевую инфраструктуру, ведь передача больших объемов данных требует большой пропускной способности канала, а также отличного качества покрытия. Во-вторых, необходимо развитие вычислительной способности инфраструктуры, что потребует от заказчиков IoT-решений внедрения очень мощных ЦОДов, как традиционных, так и облачных или гибридных. В-третьих, как полагает президент Microsoft в России, нужны приложения, способные обрабатывать данные в режиме реального времени, причем данных будет много и они будут разнородными — классический пример Big Data. В заключение Николай Прянишников подчеркнул: «Каждый из указанных аспектов сегодня развивается достаточно активно».

IoT к 2020 году

Согласно прогнозу Gartner, к 2020 году «Интернет вещей» (IoT) — не входят ПК, планшеты и смартфоны — будет насчитывать 26 млрд. подключенных устройств, что составляет почти 30-кратный рост с 0,9 млрд. в 2009 году.

Поставщики продуктов и услуг, составляющих IoT, в 2020 году получат дополнительный доход более 300 млрд. долл., главным образом в сегменте услуг.

Gartner ожидает появления множества «призрачных» устройств с неиспользуемой интернет-функциональностью.

Организации найдут обширные применения IoT-технологии, появится широкий спектр продуктов, продаваемых на различных рынках, таких как интеллектуальные медицинские устройства, датчики для автоматизации производства и применяющиеся в промышленной робототехнике, высеваемые датчики для повышения урожайности в сельском хозяйстве, автомобильные датчики и системы мониторинга целостности инфраструктуры в различных областях (автомобильные магистрали, железнодорожный транспорт, водораспределение и передача электроэнергии). Вертикалями, лидирующими в распространении IoT, станут промышленное производство (15%), здравоохранение (15%) и страхование (11%).

Опрошенные нами эксперты отметили, что развитие «Интернета вещей» оказывает влияние на весь ИТ-рынок. Максим Девяткин, руководитель департамента цифровой техники компании «Юлмарт», говорит: «Действительно, сейчас многие производители уделяют внимание не столько созданию технических новинок и увеличению вычислительной мощности своих устройств, сколько их объединению в единую гармоничную систему».

Рынок IoT сегодня: много или мало?

Аналитические компании пока проводят оценку объемов рынка решений IoT по разным методикам — направление новое, да и границы с сопредельными секторами настолько зыбкие, что сложно понять, что можно отнести к IoT, а что нет. Например, стоит ли относить к «Интернету вещей» подключенные к корпоративным сетям устройства? А все RFID? NFC-решения? Как вычленить из общего объема облачных услуг те, которые обслуживают IoT? Единого мнения пока нет. Александр Хлуденев рекомендует ориентироваться на данные IDC, которая посчитала расходы мирового рынка на все устройства и решения, имеющие хоть какое-то отношение к IoT, и получила за 2012 г. цифру в 4,8 трлн. долл.

«„Интернет вещей“, безусловно, станет одним из важнейших драйверов, оказывающих влияние и на ИТ-отрасль, и на жизнь людей в целом», — уверен Андрей Тамбовский. Однако это произойдет не так быстро. Несмотря на впечатляющие перспективы, вряд ли «Интернет вещей» станет драйвером рынка в тактической перспективе, во всяком случае в России.

«В ближайшие два года IoT не станет драйвером роста на российском рынке», — утверждает Леонид Сальников, руководитель отдела маркетинга USN Computers.

С ним солидарен Александр Клинцов: «В предстоящие несколько лет „Интернет вещей“ не сможет кардинально повлиять на объем рынка». На более удаленную перспективу делать прогнозы достаточно затруднительно.

Что касается мирового рынка IoT, то за его будущее можно не волноваться. «ИТ-индустрия в целом готова поддержать и обеспечить спрос на развитие проектов в этой области уже сейчас, — говорит Сергей Щербина. — Это подтверждает и последний прогноз Gartner, который говорит о том, что технология может выйти на „плато продуктивности“ уже через пять лет (сейчас, по Gartner, она приближается к „пику ожиданий“). Все говорит о том, что этот сегмент окажется в лидерах роста в самое ближайшее время».