Почему NB-IoT полное говно. V 2.0

ОСТОРОЖНО, ЛОНГРИД!

СТАТЬЯ ЯВЛЯЕТСЯ ЛИЧНЫМ МНЕНИЕМ АВТОРА. ЛОГИЧЕСКИЕ ВЫВОДЫ МОГУТ НЕ СОВПАДАТЬ С ВАШИМИ, ЭТО НОРМАЛЬНО.

Как выяснилось, заметка про NB-IoT получилась настолько сумбурной, что даже не все коллеги поняли суть, которую я попытался донести. Чтобы исправить недопонимание, я решил написать полноценную статью с предысторией сложившейся ситуации. Это не научная статья со ссылками и пруфами, а скорее размышления по теме и попытка взглянуть объективно на происходящее. Если понадобится, я могу разбить статью на куски и предоставить пруфы по каждому из них. Предупреждаю, что возможны нарушение хронологии и неточности. Перегружать текст ссылками и картинками не вижу смысла, в конце концов это не диссер.

Я считаю, что технология NB-IoT является безуспешной попыткой операторов связи переосмыслить свой провал и войти в дивный новый мир Интернета Вещей. Почему? Рассказываю ниже.
Если вам интересны итоговые выводы – проматывайте сразу в самый конец.

Началось все с того, что IPv6 своим появлением стал намекать на появление глобальной сети, где каждая лампочка, персональное устройство и даже сам человек подключены к интернету. Началась эта движуха, напомню, в 1998 году. Путин еще не был у власти, в стране царил пиздец и разруха, а связь оплачивалась карточками со стираемой полосой, в долларах по конскому курсу, стыдливо именуемых у.е. В мире постепенно разворачивались сотовые сети, страны начали осознавать необходимость пересмотра правил выделения частотного диапазона. Ни о каком интернете вещей речь не шла, банально было не до того. Люди просто радовались возможности звонить и передавать сообщения откуда и куда угодно. Постепенно росла популярность мобильного интернета и даже начали появляться первые сервисы на его основе. Счастливое неведение позволяло людям получать истинное удовольствие, пока в кабинетах ученые вместе с инженерами разрабатывали новые протоколы и технологии.

Прошло буквально несколько лет и стали видны зачатки интернета вещей в самом близком нам понимании. Так получилось, что автоматизация и интернет вещей начали свой путь с сегментов PAN и LAN. Использовались беспроводные протоколы ZigBee, Ant+, чуть позже к ним подключился Z-Wave. Можно было включать и выключать свет/телевизор/кофеварку с пульта или панели управления во всем доме. Цены на такие решения оставались конские, но существовала возможность купить и сделать что-то. В головах людей появлялись сценарии управления освещением и другими электроприборами с единого пульта, по хлопку, с помощью какой угодно неведомой херни. Про пульты поговорим потом отдельно.

Фактически, двухтысячные ознаменовали стирание границ и начало постепенного глобального отказа от проводов. Такие рудиментарные протоколы как Х-10 умерли и были заменены на беспроводные, работающие на частотах 433Mhz или 2.4Ghz. Этот тренд перехода в беспроводную эпоху был достаточно бодро поддержан производителями сигнализаций, замков, моторизированных приводов всего и вся от гаражных ворот до привода штор на окне. Прошло каких-то десять лет, на рынке появились доступные беспроводные системы сигнализаций с беспроводными датчиками, стало возможным купить по нормальным ценам "погодные станции" и дистанционные беспроводные термометры. За неимением лучшего, все, что касалось подключения умных устройств к глобальной сети или прямого дистанционного управления, решалось с помощь GSM радиомодуля, в лучшем случае могла быть поддержка GPRS.

Производители оборудования не были дураками и понимали реальную ситуацию с качеством покрытия. Пиздежь операторов связи про то как "работает везде" заставлял разработчиков предусматривать вариант с периодической/по требованию отправкой SMS при недоступном мобильном интернете.
Просто представьте... Распознавание образов, роботы, гигабитные РРЛ, терабитные оптоволоконные линии, а рядом управление "умным котлом" через SMS. А на дворе уже 21 век. При желании пэйлоад SMS мог реально содержать полезную информацию, можно было передать даже картинку. Но, в общем и целом, это была боль. Даже на сраные ворота приходилось звонить с сотового телефона, чтобы открыть или закрыть их дистанционно (номера, ясное дело, приходилось забивать руками). Управление через SMS или, в крайнем случае, GPRS (TCP соединение через AT команды, о даааа) были единственным, за что реально можно было поручиться, что реально могло хоть как–то гарантированно работать. Особенно, если речь шла о продаже девайса на мировом рынке. Наблюдался явный дисбаланс технологичности беспроводных PAN/LAN и WAN сетей для умных устройств.
А теперь давайте посмотрим, что все эти годы операторы делали для  улучшения жизни разработчиков умных устройств и простых смертных?
Ответ прост: НИ–ХЕ–РА!
Их вполне устраивала продажа SIM карты на каждое такое умное устройство.
Зачем что-то менять, придумывать новые стандарты. Даже хотя бы тарифную сетку. Ведь и так все хорошо. Это была типичная логика толстых котов.

Убедившись, что на операторов надеяться смысла нет, компании начали делать умные хабы. Нечто вроде распиаренного HUE. Были и опенсорсные решения типа OpenHAB(2) и MajorDoMo.
Да, произошло изменение парадигмы. Вместо того, чтобы гонять трафик от каждого умного устройства через интернет или ОПСОСов, теперь его пропускали через единый хаб. Мне лично было приятно наблюдать, что в нашей стране есть те, кто в тренде, такие как Wiren Board, например. Единый хаб решал кучу проблем и давал много новых возможностей. Можно было интегрировать уже установленное оборудование в общую систему, ведь никто не отменял купленные пользователями автоматические гаражные ворота. Возможность управлять умным домом удаленно со своего смартфона стала реальной. Из локальной сети, через интернет, через облачную службу – умным датчикам не было до этого никакого дела. Такой подход позволил существенно удешевить стоимость комплексных решений за счет снижения требований к CPU, радиомодулю, уменьшения размера и т.п. Хаб поддерживал какие угодно протоколы без привязки к производителю и позволял очень гибко охватывать щупальцами автоматизации любые системы. Проводной/беспроводной канал, RS-232, RS-485, EtherCAT, modbus, mqtt – все что хочешь и как хочешь, на каком угодно оборудовании, совмещая каких угодно вендоров. Стал процветать реверс закрытых протоколов MAC уровня, ведь появился резон это делать. Интеграция, мать ее.

Что делали в это время ОПСОСы? Все стало еще печальнее. До них даже не дошло, что они просрали рынок. Операторы всеми силами начали пытаться продавать под видом IoT говно в виде... барабанная дробь...УПРАВЛЯЕМЫХ ПО SMS РОЗЕТОК! На самом деле из устройств были не только розетки, но для понимания мы будем называть их так. Все эти устройства объединял уже на тот момент устаревший много лет назад подход к управлению. Но, кому какое дело?Китайцы бодро отгружали лежавшее годами на складах барахло, операторы трубили о том, как осваивают новые горизонты семимильными шагами. Все как обычно.

В пику ненавистным ОПСОСам начали продвижение на рынок LoRA и LoRAWAN. Рынок интернета вещей обещал бурный рост, а идея завязать сотни датчиков, живущих годами от батарейки, на единую районную базовую станцию казалась оооочень вкусной.
Тут до слоупоков начало доходить, что нельзя двадцать лет надрачивать на увеличение мегабит в секунду, брать конские деньги за роуминг и бороться с мессенджерами. Возможно, в их мозгу что-то щелкнуло, когда они сопоставили "базовая станция LoRA" и "базовая станция GSM". Ну, когда-нибудь это должно было произойти, хотя бы так.  К сожалению, мозги ОПСОСов были настолько лимитированы стандартными паттернами, что даже родив первые спецификации NB-IoT, они предусматривали установку SIM карт в датчики. По факту, пусть и в виде некоторой реинкарнации, это были ВСЕ ТЕ ЖЕ СРАНЫЕ РОЗЕТКИ С УПРАВЛЕНИЕМ ЧЕРЕЗ SMS!
Да, появился новый стандарт, характеристики, схожие с LoRA, но за всей ширмой, состоящей из спецификаций и даташитов, стояли алчные помыслы по освоению нового рынка, тотальное нежелание что-то менять и разбираться, помноженные на полное отрицание того, что мир изменился пока кое-кто занимался фаллометрией и наращиванием мощностей.

В технологическом плане с NB-IoT было печально. Чтобы воспользоваться благами прогресса и получить данные с умного датчика нужно было:

"Купить датчик" ––> "Купить SIM карту у оператора, заключив контракт" ––> "Доставить SIM карту до датчика и установить в него" ––> "Пополнять счет и следить за его состоянием/подключенными услугами в личном кабинете". Нужно подключить еще один датчик? Да не вопрос, покупаем датчик, SIM карту, заключаем контракт... Ну, вы поняли. Логично, что счет и личный кабинет у каждой симки свой. С парой датчиков это еще можно терпеть, но как быть с сотней умных устройств? Если требуется сменить оператора? Если в разных городах разные операторы? Логично, что с таким подходом только любители испытывать боль и страдание могли помышлять о разработке решений на основе подобного говна.
В диких конвульсиях, понимая, что лыжи не едут, NB-IoT стали дорабатывать. В стандарт NB-IoT включили "виртуальные" встраиваемые SIM карты или eSIM с функцией RSM (Remote SIM Provisioning). Операторы взяли на себя роль "провизионинга" и пользователям оставалось "зарегистрировать" купленное устройство. Ну класс, замечательно. Не поменялось ровным счетом ничего. Жадные операторы все так же хотят денег за каждое устройство, каждый датчик нужно так или иначе "регистрировать" у оператора/операторов. Даже если сделать функцию привязки нескольких SIM карт к одному счету, это не спасает ситуацию. Потому что датчики/устройства разные и тарифы под них нужны разные. Да и потом, удаленный сбор показаний и удаленное управление подразумевают избавление от рутины, а не геморрой вида "на датчике контроля давления кончились мегабайты, нужно срочно пополнить счет!"

Теоретически на рынке могут появиться агрегаторы, предоставляющие сервис с удобным интерфейсом и берущие всю волокиту на себя. В итоге мы получим что-то удобоваримое лишь после появления еще одного слоя абстракции. И для чего это все? Чтобы любыми способами завязать все на операторов, которые все время повторяют "энергопотребление!" и всю стратегию продвижения строят вокруг того, что датчики должны жить от батарейки годами? Зачем? Ради чего мы должны мириться с пропускной способностью уровня ZigBee пятнадцатилетней давности? Все это напоминает желание любыми способами пропихнуть решение, совершенно без оглядки на его оптимальность. Просто подумайте – прошивки на умных датчиках необходимо обновлять. Скорость обмена с каждым измеряется в битах в секунду. Время обновления прошивки на всех датчиках в каком-нибудь спальном районе может занять несколько дней, а ведь еще и данные нужно передавать. Представьте, что прошивку нужно обновлять раз в месяц. Такая сеть встанет раком в первый же год эксплуатации.

По поводу нескольких лет жизни от батарейки тоже забавно. Если у меня в туалете стоит унитаз TOTO или просто с подогревом стульчака, либо система аварийного перекрытия воды – то вопрос подведения питания уже решен сам собой. Я не готов судить о том, будет ли у всех к 2025 году 5G, но вот электричество в туалете вблизи стояков будет у подавляющего числа людей.

Умные электросчетчики сегодня выпускаются либо со встроенным PLC модемом, либо с импульсным выходом. Кому нужен датчик, работающий год от батарейки, если рядом DIN рейка и готовая линия питания? Техническая комната в зданиях, где стоят все насосы, бойлеры косвенного нагрева и другая техника – опять мимо. Электричество в том или ином виде сегодня есть везде. Мало кто написал про это, но появление первой сертифицированной беспроводной зарядки WattUP фактически перечеркнуло последний аргумент в пользу низкого энергопотребления устройств NB-IoT и LoRA.

Тем временем, системы вроде Node-RED позволяют любой домохозяйке освоить программирование умного дома и использовать дешевые датчики со встроенным Wi-Fi модулем. Wi-Fi сегодня есть дома у всех, по крайней мере тех, у кого есть интернет. Мы наблюдаем окончательный переход к концепции умных домашних хабов и в меру умных датчиков, оборудованных Wi-Fi модулями. Расширение зоны покрытия сегодня решается покупкой комплекта Wi-Fi mesh роутеров. Все сводится к тому, что Wi-Fi есть в каждом углу и в любой момент можно впихнуть в этот угол какой угодно датчик, передающий на хаб показания. При этом, снабжающим организациям нет никакого дела до того, каким путем показания добираются до их сервера, вводит их сам человек или скрипт умного хаба. Так что в сфере домашнего и офисного сегмента интернета вещей NB-IoT и LoRA мы не увидим.
А вот в сегменте городского интернета вещей (MAN) мы встретим жестокую адскую битву операторов NB-IoT/LoRA против решений на базе Wi-Fi. Не потому, что первые лучше, а потому, что они обладают административным ресурсом и могут действовать по логике "назло бабушке отморожу себе уши". То есть поставить дорогие пикосоты там, где достаточно обычного вайфай роутера. Просто чтобы заставить людей купить именно NB-IoT устройства и платить за них оператору. Но люди же не дураки. Никто не будет добровольно связывать себя лишними обязательствами, тем более, что Wi-Fi датчики всегда будут дешевле.
Выиграют в итоге те, кто будет предоставлять качественную услугу обеспечения доступа в интернет через Wi-Fi и заботиться о качестве покрытия, позволяя своим клиентам экономить. Можно сдавать в аренду сами роутеры и умный хаб, получая за это деньги, но не связывая клиента лишними обязательствами. Классический подход Win-Win. Доступ в интернет идет рука об руку с интернетом вещей, но без навязывания ненужных платежей, бессмысленных уступок по пропускной способности. Красота!

Подытожив все вышесказанное, получается, что NB-IoT – это детище жадных операторов, которые заняты своим любимым делом и пытаются продать людям то, что на самом деле им не нужно.

·      Создается стойкое впечатление, что операторы сотовой связи слишком сильно увлеклись погоней за сверхприбылями и потеряли связь с реальностью.

·       Тотальная потребность в жизни датчиков годами от батарейки – это миф, без которого использование  NB-IoT теряет свой смысл.

·       Переосмысление подхода уже произошло. Умные устройства будут соединяться с хабами. От операторов требуется предоставить хабу доступ в интернет, а не городить параллельную инфраструктуру, насильно навязывать новые технологии и брать за это деньги.

·       Нет никакого смысла мириться с низкой пропускной способностью, непригодной для массового обновления прошивки умных устройств.

·       Решение "Wi-Fi датчики + хаб" дешевле и позволяет использовать уже готовую инфраструктуру.

Рациональным подходом сейчас и в последующие годы станет организация интернета вещей на базе Wi-Fi.
NB-IoT и LoRA останутся, но будут использоваться в узкоспециализированных решениях.