M2M

Data: 2010-01-18
Autor: Sebastian Konkol

Dawno niczego nie napisałem. Jest to szczególnie niezręczne, gdyż zgłosiłem swój blog do konkursu Blog Roku 2009. Przepraszam najmocniej Drogich Czytelników, ale poniekąd czuję się usprawiedliwiony. Zaangażowałem się bowiem w poważny (według tradycyjnych standardów) projekt edytorsko-wydawniczy. Efekt mojego wysiłku może pojawić się w księgarniach – tych dobrych :-) – jeszcze w pierwszej połowie bieżącego roku.

Po tej przydługiej nieobecności, wracam do swojej podstawowej misji. Tym razem chcę się podzielić moimi przemyśleniami odnośnie rozwoju usług telekomunikacji bezprzewodowej – co może się przytrafić telekomunikacji mobilnej w nieodległej przyszłości. Chcę napisać o czymś, co – technicznie – znane jest od kilku już lat i znalazło zastosowanie w kilku aplikacjach. Chcę napisać o Machine-to-Machine, czyli o komunikacji wykorzystującej media mobilne dla realizacji połączeń między sporą liczbą prostych urządzeń a złożonym systemem teleinformatycznym dokonującym przetwarzania komunikatów. Podstawową aplikacją tego typu jest telemetria, czyli zbieranie pomiarów z wielu rozproszonych miejsc (np. pomiar stanu wód, poziomów rzek). M2M zapewnia tu komunikację, gdyż budowanie specjalizowanej sieci dla urządzeń telemetrycznych byłoby raczej nieuzasadnione ekonomicznie.

Takie tradycyjnie postrzegane aplikacje M2M ograniczają jednak znacznie możliwości tkwiące w technologii. W ostatnich latach trend wykorzystania małych, komunikujących się urządzeń zmienia się. Podobnie jak Web 2.0 „wydłuża” komunikację człowieka w sieci (kanał komunikacji nie kończy się na systemie informatycznym, ale na innym człowieku), tak M2M przedłuża kanał komunikacyjny między urządzeniami. Podstawy funkcjonowania komunikacji dwukierunkowej opartej o Web 2.0 w domenie międzyludzkiej mogą zostać komplementarnie wykorzystane w obszarze, w którym po żadnej ze stron nie ma człowieka. Wizjonerzy M2M nazywają to coś The Internet of Things, w skrócie IoT.

Pozostańmy więc przy nastawieniu wizjonerskim. Gdyby złożyć Web 2.0, czyli domenę komunikacji między ludźmi posługującą się strukturami informacji obsługiwanymi przez maszyny i wspomaganą przez rozwiązania Semantic Web, z M2M, czyli komunikację między wieloma, często autonomicznymi urządzeniami dostarczającymi wielu, bardzo zróżnicowanych informacji i posiadających całkiem złożoną, programowalną logikę działania, to dostaniemy… no właśnie, co dostaniemy?

Za pierwszy przykład niech posłuży koncepcja „inteligentnego” domu. Budynki o charakterze domu, tzw. jednorodzinnego, są zwykle wyposażane w całą masę urządzeń realizujących funkcje czujników bądź wymagających sterowania. Od zupełnie podstawowych, jak sprzęt kuchenny, poprzez sterowanie oświetleniem czy klimatyzacją, dozór bezpieczeństwa (kamery, czujki alarmu), aż po sterowanie oświetleniem, czy nawadnianie ogródka. Większość z tych urządzeń wymaga sterowania niezależnego, choć konieczność ich sterowania wynika z tych samych okoliczności, np. przed pójściem spać należy wygasić zbędne oświetlenie, zmniejszyć temperaturę ogrzewania, zamknąć bramę garażu, uzbroić alarm i włączyć nawadnianie ogródka. Gdyby poszczególne urządzenia mogły się komunikować, wszystkie te operacje dałyby się wykonać „jednym przyciskiem”. Nie powiedziałbym, że to już inteligencja, ale możemy pozostać przy takim określeniu. Ważne jest to, że wyposażenie takich urządzeń w funkcje komunikacyjne zwiększa istotnie wolumen wymiany komunikatów. Dostępne są obecnie instalacje o takich cechach, ale – jak łatwo się domyśleć – potwornie drogie. Oparcie ich o komunikację M2M wymusiłoby wytworzenie standardów, a te z kolei zwiększyłyby konkurencję, czego wynikiem byłoby obniżenie kosztów.

Czemuż to jednak ograniczać się do pojedynczego domu – może „inteligentne” miasto? Podobne upowszechnienie funkcji komunikacyjnych umożliwiłoby zbieranie bardzo różnych informacji i tworzenie na ich podstawie znacznie lepszych warunków dla życia w mieście. Poza monitorowaniem budynków możliwe stałoby się: optymalizacja ruchu na ulicach (dynamiczne sterowanie sygnalizacją świetlną, podpowiadanie objazdów dla zmniejszenia czasu przejazdu), prowadzenie monitoringu miasta (bezpieczeństwo), czy nawigacja w mieście (pomiędzy ważnymi punktami miasta, wycieczki turystyczne). To nie jest Science-Fiction – takie rozwiązania funkcjonują w wielu miastach (np. Milan, Helsinki) i pojawiają się w kolejnych. Im większa skala „inteligencji”, tym większe możliwości poprawy funkcjonowania systemów dynamicznych.

Istnieje wiele innych obszarów, w których M2M wprowadzić może skok jakościowy. Najciekawszym z ostatnio rozważanych jest obszar e-zdrowia (e-health). Podstawową koncepcją jest tu możliwość noszenia „przy sobie”, a w zasadzie na sobie, czujników, które w czasie rzeczywistym badają parametry organizmu i informują o nich. Ta informacja może mieć charakter czysto użytkowy (np. wzrosło tętno), ale może także stanowić informację na wagę ratowania życia (np. zmiany poziomu glukozy we krwi cukrzyków). Takie aplikacje M2M jawią się szczególnie wartościowymi w połączeniu z rozwiązaniami telemedycyny, gdzie informacja o stanie pacjenta trafiać może bezpośrednio do lekarza prowadzącego lub – w przypadkach krytycznych – np. do dyspozytorni pogotowia ratunkowego.

Współcześnie powszechnie dostępne rozwiązania technologii informatycznej, np. systemy współpracujących agentów (na szczęście daleko im jeszcze do Agenta Smitha), umożliwiają przetwarzanie danych w rozproszonych środowiskach, także wykorzystujących rozproszoną logikę działania. Systemy telekomunikacyjne nie mają problemów z obsługą tak masowej, bezprzewodowej komunikacji pomiędzy dużą liczbą urządzeń, np. przy wykorzystaniu technologii GSM/GPRS, LTE/WiMAX, Bluetooth.

Istnieje kilka istotnych barier ograniczających rozwój systemów M2M. Podstawowa z nich to wielość aplikacji, w których funkcjonują już jakieś rozwiązania, które mogłyby być wspomagane przez M2M. Choćby nawet w podstawowych obszarach – identyfikacja, śledzenie transportu dóbr fizycznych, kontrola pojazdów, monitorowanie środowiska, medycyna – znajdziemy rozwiązania specyficzne dla tego obszaru i nie poddające się łatwej standaryzacji pomiędzy branżami. Co ciekawe, w większości z tych aplikacji rozwiązania oparte o sieć Internet nie występują w ogóle lub dopiero czynią pierwsze, nieśmiałe kroki. Drugą istotną barierą jest zróżnicowanie wymagań stawianych przed komunikującymi się urządzeniami wykorzystywanymi w różnych okolicznościach. Takie parametry jak precyzja, niezawodność, pobór energii, zdolność skalowania, „inteligencja” urządzenia zmieniają się zasadniczy, jeśli poruszamy się między zastosowaniami podstawowymi, bezpieczeństwa osobistego, czy militarnymi.

Wszelkie badania dowodzą, że liczba urządzeń, które muszą się komunikować już dziś, jest tak duża, że ich połączenie podwoiłoby ruch SMSowy operatorów mobilnych. Liczba tych urządzeń, w przeliczeniu na jednego człowieka, będzie rosła w dużym tempie. Wizjonerzy twierdzą, że w ciągu najbliższej dekady każdy z nas będzie „nosił na sobie” dziesiątki takich małych urządzeń. Aby dobrze zrozumieć skalę tego zjawiska, warto posłużyć się przewidywaniami firmy badawczej Forrester Research. Twierdzi ona, że – mimo ogromnej liczby komputerów współpracujących w sieci Internet – w ciągu najbliższych dwóch lub trzech lat 95% komunikujących się urządzeń to nie będą komputery!

Chyba więc jest o co walczyć…

Pozostaw komentarz