M2M trafigining paydo bo‘lishi va rivojlanish xususiyatlari
14.12.2020
Rukn: Sharh va fikr-mulohazalar.
Muallif: .

Hozirgi vaqtda telekommunikatsiya texnologiyalarini rivojlantirish jadal sur’atlarda davom etmoqda, bu mobil aloqa tizimidan foydalanuvchilar sonining ko‘payishi va ularning simsiz tarmoq manbalariga bo‘lgan ehtiyojining ortishi bilan bog‘liq. Zamonaviy uyali aloqa texnologiyalari bilan ta’minlangan cheklangan chastotali va vaqtli radio resurslarni yo‘qotmaslik uchun xalqaro standartlashtirish qo‘mitalari 2020-yilga kelib, beshinchi avlod (5G) aloqa tarmoqlarining ishlashini belgilaydigan yangi texnik shartlarni qabul qilishdi. O‘z foydalanuvchilariga xizmat ko‘rsatish sifatini oshirish uchun bunday simsiz tarmoqlar tobora mavjud va istiqbolli radioaloqa trafiklarini bir-biri bilan chambarchas birlashtirmoqda, ushbu trafiklardan biri – M2M (machine to machine – mashinadan mashinaga) trafigi hisoblanadi.

M2M trafiklarining kelib chiqishi. Mutaxassislarning fikriga ko‘ra, insoniyat mintaqalar, obyektlar va hatto jarayonlarning Internetga ulanishi natijasida ulkan iqtisodiy va ijtimoiy foyda va’da qiladigan yangi sanoat inqilobi arafasida turibdi. Narsalar Interneti (IoT, Internet of Things)ning asosiy negizi atrofimizdagi «narsalar» deb nomlangan har qanday qurilmalarning aloqasini, ularning kashf etilishi va nomlanishini, shuningdek, Internet infratuzilmasi bilan integratsiyani o‘z ichiga oladi [1]. Ushbu mutaxassislik sohasi turli xil sensorlar, telekommunikatsiyalar, tarmoq va axborot texnologiyalarini, shuningdek, ma’lumotlarni saqlash va qayta ishlash usullarini o‘z ichiga olgan bo‘lib, hozirda ko‘plab kompaniyalar tomonidan o‘z daromadlarini ishlab chiqarish uchun foydalanadigan texnologik yangiliklarni yaratish uchun muhim salohiyatga ega.

IoT asosidagi texnologiyalar avtonom va avtomatik qurilmalarga (masalan, datchiklar, aktuatorlar, sanoat robotlari, aqlli hisoblagichlar va boshqalar) bir-biri bilan va Internet bilan minimal darajada o‘zaro aloqada bo‘lishiga imkon beradigan hamda tizim foydalanuvchisining ishtirokiga asoslangan, 5G (fifth generation – 5-avlod)  aloqa tarmog‘ida qo‘llaniladigan M2M mashinadan mashinaga kontseptsiyasini qo‘llab-quvvatlaydi. An’anaviy ovozli xizmatlardan tushadigan daromadlar pasayishi bilan uyali aloqa operatorlari M2M xizmatlarining barcha turlarini ilgari surishdan manfaatdor. Shu munosabat bilan M2M trafiklari qurilmaga o‘z xabarlarini boshqa qurilma orqali yoki to‘g‘ridan-to‘g‘ri tarmoq orqali qandaydir masofaviy dasturga uzatishga imkon beradi, keyinchalik bu ma’lumotlarni sharhlaydi va unga asoslanib, har qanday harakatni amalga oshirishi mumkin.

M2M va IoT ning keyingi evolyutsiyasi hisoblash va fizik jarayonlarni birlashtirgan kiber-fizik tizimlar, shuningdek, tirik organizmlarning ma’lumotlari bilan tarmoqlarni to‘ldiruvchi kiber-biologik tizimlar bilan chambarchas bog‘liq bo‘lishi kutilmoqda. Bugungi kunda M2M xizmatlari fitnes va tibbiy maqsadlar uchun kiyiladigan moslamalardan tortib avtonom va o‘zini o‘zi boshqarish vositalariga qadar turli xil dasturlarni o‘z ichiga oladi. Bu Cisco, Ericsson va GSMA kabi kompaniyalar va assotsiatsiyalarning prognozlarida tasdiqlanganidek, yaqin kelajakda ulangan M2M qurilmalari sonining 10 milliarddan 24-50 milliardgacha bo‘lgan tezkor o‘sishiga olib keladi.

M2M trafiklari rivojlanishi. Tarixiy nuqtai nazardan, IoT dasturlari bozorining parchalanishi, uzoq martalik yagona yechimlarni yaratish amaliyoti bilan qo‘llab-quvvatlanib, M2M tizimlarini boshqarishni sezilarli darajada murakkablashtiradi, bu sohadagi innovatsion mahsulotlarning rivojlanishini sekinlashtiradi va tegishli qo‘shimcha xarajatlarni nazorat qilishni qiyinlashtiradi. Natijada, IoT hozirda ZigBee, WirelessHART, 6LowPAN, WiFi, Bluetooth, ISA100.11a, MiWi, BACnet, Z-Wave va boshqa ko‘plab M2M radiotexnologiyalarini o‘z ichiga olgan juda keng va murakkab tizimni yuzaga keltiradi. Shunday qilib, universal simsiz infratuzilmani yaratish tobora dolzarb vazifaga aylanib bormoqda, uning yechimi mavjud va kelajakdagi M2M tizimlarini qurish, joylashtirish, saqlash va ulardan foydalanishga an’anaviy yondashuvlarni qayta ko‘rib chiqishni talab qiladi.

Har xil simli va simsiz aloqa IoT-ni hozirgi holatida loyihalashda muhim rol o‘ynagan bo‘lsa-da, mavjud yechimlarning muhim qismi, avvalambor, ularning amaliy muvofiqligi nuqtai nazaridan dastlab kutilgan talablarni qondirmadi. IEEE va IETF tomonidan qabul qilingan keyingi texnik o‘zgarishlar bilan IEEE 802.15.4 standartiga asoslangan ZigBee radio uskunalari odatiy misoldir. ZigBee uskunasining uzatish quvvati nisbatan pastligi qurilmalarning samarali qamrov zonasini sezilarli darajada cheklaydi va natijada u keng maydonga joylashtirilganda murakkab ko‘p tarmoqli tarmoq topologiyasini yaratishga olib keladi. Bunday qamrovni tashkil qilish uchun tarmoq shlyuzlari va retranslyatorlarning yuqori zichligi talab qilinadi, bu esa o‘z navbatida, elektr ta’minotiga muhtoj.

Shunday qilib, ko‘rib chiqilayotgan tizimning nisbatan past darajadagi ishonchliligi uni ishdan chiqishning uzoq vaqt oralig‘iga sezgir bo‘lgan vaziyatlarda foydalanishga to‘sqinlik qiladi. Ushbu texnologiya amalda hali ham qo‘llanilayotganiga qaramay, masalan, WirelessHART va ISA 100.11a standartlari asosida qurilgan boshqaruv tizimlarida, ba’zi yirik kompaniyalar allaqachon ZigBee qurilmalarini ishlab chiqarishdan voz kechishgan. Natijada, IoT yaratish uchun simsiz texnologiyalar hozirda chegarada bo‘lib, ko‘plab raqobatdosh M2M yechimlari ushbu maydonda yetakchilik uchun kurashmoqda. ZigBee-ga o‘xshash an’anaviy yondashuvlarning asosiy raqobatchilari LoRaWAN va SIGFOX kabi energiya tejaydigan uzoq muddatli LPWANlar, kam quvvatli WiFi HaLow (IEEE 802.11ah) tizimlari va M2M dasturlarini qo‘llab-quvvatlashga mo‘ljallangan 4G va 5G uyali texnologiyalarga turli xil qo‘shimchalardir. Ushbu nisbatan zamonaviy yondashuvlar IoT tarmoqlarini joylashtirish uchun radio aloqaning mavjudligi va ishonchliligi jihatidan sezilarli darajada jozibador bo‘lib kelmoqda. Ular barcha turdagi M2M dasturlarida ma’lumotlarni yig‘ishdagi cheklovlarni olib tashlashga imkon beradi va shu bilan istiqbolli IoT xizmatlarini taqdim etish uchun yanada qulayroq bo‘ladi.

Mashinadan mashinaga aloqa xususiyatlari. Yuqoridagilardan ko‘rinib turibdiki, M2M dasturlari zamonaviy simsiz ma’lumotlarni uzatish tizimlarining landshaftiga sezilarli ta’sir ko‘rsatdi va hozirgi kunda tezkor ravishda o‘rnatilgan mobil aloqa bozorini o‘zgartirishga qaratilgan asosiy harakatlantiruvchi kuchlardan biriga aylanmoqda. Biroq H2H (human to human) odamlar o‘rtasida ma’lumot almashishning an’anaviy usullari bilan taqqoslaganda, M2M ulanishlarini tashkil qilish bir qator o‘ziga xos xususiyatlarga ega, ular orasida tarmoqqa ulangan juda ko‘p sonli qurilmalar, har bir jo‘natish uchun ma’lumotlarning nisbatan kam miqdori va nisbatan kam uchraydigan uzatish urinishlari hisoblanadi [2]. Shunday qilib, mashinadan mashinaga harakatlanishning o‘ziga xos xususiyatlari M2M tarmoqlarini loyihalashtirish va joylashtirishda bir qator yangi masalalarni keltirib chiqaradi [3], shu bilan birga, uning narxiga, qurilishning murakkabligi va energiya samaradorligiga bog‘liq tizim parametrlariga, shuningdek, xizmat ko‘rsatish sifatiga tegishli talablarga ta’sir qiladi.

M2M qurilmalaridan ma’lumotlarni yig‘ish xarajatlarini kamaytirish uchun dastlab ularning trafigini yetkazib berishda litsenziyasiz spektrdan foydalanish maqsad qilingan (masalan, ISM, SRD, PLMR chastota diapazonlari yoki hattoki telekanallar). Natijada, M2M kapillyar tizimlarining mahalliy mashinadan o‘zaro ta’sirini tashkil qilish uchun juda ko‘p yopiq va nostandart yechimlar paydo bo‘ldi. Biroq, bunday yondashuvlar maksimal chiqarilgan quvvatga va ish siklining davomiyligiga jiddiy cheklovlar qo‘yadi, shuningdek, har bir uzatishni boshlashdan oldin qurilmalarni radiokanalni tinglashga majbur qiladi.

Mashinadan mashinaga aloqani tashkil qilishning muqobil va zamonaviy yechimi — bu uyali aloqa texnologiyalaridan foydalanish, tashqi va ichki dasturlar sifatida kirish mumkin bo‘lgan uyali M2M tizimlaridir. M2M qurilmalarini ulash uchun uyali aloqa tizimlari yechimlardan foydalanish keng qamrov doirasi, o‘rnatilgan boshqaruv va xavfsizlik mexanizmlari hamda katta transport tarmog‘i tufayli samarali bo‘lib hisoblanadi. Ko‘plab mavjud M2M tizimlari hali ham GSM, GPRS va cdma2000 uyali aloqa texnologiyalarining avlodlaridan foydalanadi, bu ularning ko‘p qirraliligi, narxi, murakkabligi va energiya samaradorligi jihatidan sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. M2M dasturlarining xilma-xilligi va ularning talablarini hisobga olgan holda (1-rasmga qarang), 3GPP har xil M2M xizmatlarini yaxshiroq qo‘llab-quvvatlash uchun LTE va 5G tizimining texnik xususiyatlarini doimiy ravishda takomillashtirib boradi.

1-rasm. M2M qurilmalarining iste’molchi va sanoat ssenariylari (qo‘llanishlari)

LTE uskunalari arzonlashishi va ishlab chiqarilishi osonlashishi bilan, ko‘plab IoT xizmat ko‘rsatuvchi operatorlar, asosan, radio resurslaridan yanada samarali foydalanish va tarmoqni qamrab olish imkoniyati tufayli uyali M2M tizimlarini eng istiqbolli deb hisoblamoqda. Shunday qilib, tarmoqni joylashtirishning afzal varianti M2M kapillyar tizimini uyali infratuzilmaning chetki nuqtasi bilan bog‘lash va keyin ikkinchisini mashinadan mashinaga uzatishni uzatish uchun transport tarmog‘i sifatida ishlatishdir. Katta maydonlarni qoplashda ba’zi bir so‘nggi nuqtalarni kapillyar shlyuz orqali ulash mumkin, boshqalari esa to‘g‘ridan-to‘g‘ri uyali aloqa tarmog‘iga ulanadi va shu bilan tizimni rejalashtirishning murakkabligini pasaytiradi.

Xulosa

Xulosa qilib shuni aytishimiz mumkinki, ko‘p sonli foydalanuvchilar uchun raqobatbardosh xizmatga ega bo‘lgan uyali aloqa tarmog‘ining taqdim etilgan modeli va unda xizmat ko‘rsatadigan M2M trafigi ko‘p sonli kirish protokoli xususiyatlarini hisobga olgan holda, aloqa tizimining ishlash ko‘rsatkichlarini, shu jumladan, “aqlli” qurilmalar o‘rtasidagi ma’lumot almashishning tezligi va hajmini, shuningdek, ulanishning muvaffaqiyatli o‘rnatilishi va tarmoqqa ulanishning kechikishi ehtimolligini o‘rganish va ularni boshqarish, nazorat qilish imkonini beradi. Bundan tashqari, aloqa tizimining ishlash ko‘rsatkichlarini, foydalanuvchi buyrug‘ini tarmoq orqali uzatishda “aqlli” qurilmalarning energiya samaradorligini baholash uchun energiya sarfini va ularning raqobatbardosh kirish protokoli xususiyatlarini hisobga olgan holda, zich joylashtirilgan “aqlli” qurilmalar to‘plamiga xizmat ko‘rsatish uchun kirish tarmog‘ining qurilgan modeli qo‘llaniladi.

Muallif: Durdona Jononmirzayeva, Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU magistranti

Foydalanilgan adabiyotlar:

  1. Кучерявый, А. Е. Интернет Вещей / А. Е. Кучерявый // Электросвязь. – 2013. – № 1. – С. 21-24.
  2. Van, D. P. Machine-to-machine communications over FiWi enhanced LTE networks: A power-saving framework and end-to-end performance /
    P. Van, B. P. Rimal, S. Andreev, et al. // Journal of Lightwave Technology. –2016. – Vol. 34, no. 4. – Pp. 1062-1071.
  3. Парамонов, А. И. Модели потоков трафика для сетей m2m /
    А. И. Парамонов // Электросвязь. – 2014. – № 4. – С. 11-16.
Orphus system
O'zbеkistonda AKT yangiliklaridan birinchilar qatorida xabardor bo'lish uchun Telegramda infoCOM.UZ kanaliga obuna bo'ling.
Telegramga qo`shmoq
WhatsAppga qo`shmoq
Odnoklassnikiga yubormoq
VKontakteda bo`lishmoq