Интернет вещей. Обзор технологии и примеры решений

Интернет вещей

Денисов Павел Технический консультант

2

“Интернет вещей это - совокупность интеллектуальных устройств, способствующих повышению эффективности бизнеса и улучшению качества жизни.”

Что такое интернет вещей?

3

7.2 6.8 7.6

Интернет вещей уже существует

Лавинообразный рост внедрений цифровых технологий: В 5 раз быстрее, чем в электроэнергетике или телефонии

50 Миллиардов “Умных устройств”

50

2010 2015 2020

0

40

30

20

10

Миллиарды

устройств

25

12.5 Критическая

точка

Годы

Источник: Cisco IBSG, 2011

Население земли

Современная инфраструктура

4

Ключевые направления развития

Пром. предприятия

Энергетика Добыча ископаемых

Нефть и газ Транспорт Городское хозяйство

Оборона Решения для операторов

IE 2000 IE 3000 CGS 1000 CGS 2500

CGR 2000 CGR 1000

819H M2M ISR Gateway Router

1552 Rugged Wireless

5915 + 5921 + 5940 Rugged Embedded Services Routers

ESS2020 Rugged Switch

Video Surveillance Manager and IP Cameras

Physical Access Manager

IPICS ASR 903

5

Изменения в технологической сети

От разделенных систем…

От закрытых протоколов и интерфейсов…

От подключенного устройства…

…к решениям на основе стандартов

… к объединенному и безопасному решению

…до критичной части корпоративной системы

6

Мультисервисная сеть

Выделенная инфраструктура для каждой подсистемы

Приложение №1

Устройство №1

Приложение №2

Устройство №2

Приложение №3

Устройство №3

Единая сеть на основе стандартных протоколов и

интерфейсов

Приложение №1

Устройство №1

Приложение №2

Устройство №2

Приложение №3

Устройство №3

Конвергентная сеть на базе IP

Единая инфраструктура для приложений

Сеть №2

Сеть №3

Сеть №1

7 Мир генерирует более 2 Эксабайт данных каждый день

Потоки данных в современном мире

46 миллионов умных счетчиков в США Генерируют ~ 0.5TB данных каждый день

Бортовые системы самолета генерируют до 10TB данных за каждые 30 минут полета В мире каждый день совершается более 25000 полетов

Современная буровая платформа генерирует до 0.75TB данных в неделю АСУТП система нефтеперерабатывающего завода генерирует до 1TB данных каждый день

Один упаковочный робот создает до 13 миллионов записей каждый день

8

Наиболее важно

Менее важно

0101010010101010101010101010101010101010001010100101010101

01110101010101010101

Информационная пирамида

Планирование

Данные

Информация

Знания

9

Назначение распределенных вычислений

Скорость Некоторые приложения критичны к задержкам

Надежность

Безопасность

Объем информации Количество данных растет быстрее чем полоса пропускания каналов

Традиционная модель

Бесконечная полоса пропускания и низкая

задержка

ЦОД Облако

Клиент

Новая модель для IoT

Ограниченная полоса пропускания, различная задержка и нестабильные каналы связи

ЦОД Облако

Устройство

Туман

Ограниченная полоса пропускания, различная задержка и нестабильные каналы связи

10

Новый подход к обработке данных

Универсальная платформа

Передача данных Обработка данных Хранение данных

ЦоД ЦоД Граница сети

Хранение Анализ Действие Уведомление

11 11 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Гостевая операционная система на маршрутизаторах

Варианты использования: §  Сетевой шлюз §  Трансляция протоколов §  Обработка данных §  Распределенное управление §  Шифрование данных на уровне приложения

Возможность запуска сторонних приложений независимо от Cisco IOS

§  Гостевая операционная система полностью независима от Cisco IOS

§  Для обмена данными используется виртуальный Ethernet интерфейс

Использование команд Cisco IOS для установки, запуска и остановки сторонних приложений

Hypervisor

Cisco IOS Guest OS

12

Практические примеры использования

13 Миллионы оконечных устройств сбора информации

Direct Connect

AMI Meters

Connected Grid Security and Network Management

Ethernet, WiMAX

Load Control, DRMS

DMS SCADA AMI Headend NMS,

Security Mgt Field Dispatch,

Work Mgt

Центр управления Электрическая подстанция

AMI Metering / HAN Gateway

Transformer Monitoring

Distribution Automation

Gas / Water Meters

Distributed Generation

SCADA Protection and

Control Network

RF and PLC Mesh Neighborhood Area Network

Protection and Control Networks

Direct Load Control

Outdoor Lighting

Interoperability, Dispatch Optimization

Distribution Automation

2G/3G/LTE Backhaul

Мобильные бригады

Мультисервисная сеть для сети распределения

14

Интеллектуальные приборы учета

§  Установлено 1.8M интеллектуальных приборов учета (данные на конец 2012 г)

§  Itron Компания поставляла приборы учета и ПО для хранения и обработки информации

§  Cisco Компания являлась разработчиком и поставщиком оборудования в рамках решения для интеллектуальных распределительных сетей

“The Itron-Cisco partnership was a compelling factor why we decided to go with Itron. The partnership is really a game changer. The ability to leverage our infrastructure with Cisco's telecommunications ability is a great stepping stone into smart grid. We'll be able to leverage it for years to come.”

Gary Murphy Chief Project Officer, Smart Metering Program

Пример реализованного проекта

§  Интеллектуальные приборы учета компании Itron осуществляли передачу данных через мультисервисную сеть, на базе оборудования Cisco

§  Различные сетевые технологии: Каналы сотовой связи (2G/3G), 1.8 GHz WiMAX, спутниковые каналы

15

Автоматизация городской инфраструктуры

•  Централизованное управление светофорами и маршрутизация транспортных потоков для снижения нагрузки

•  Сбор информации о плотности транспортного потока в режиме реального времени

•  Автоматизация парковочных зон

•  Сбор оплаты на платных дорогах •  Системы видеонаблюдения

16 Увеличение дохода от парковки 20-30% Сокращение потока машин на 30%

17

Автоматизация автобусного парка

Система оплаты проезда

Маршрутизатор С 3G/4G интерфейсом

Точка доступа для подключения к городской

инфраструктуре Коммутатор с функцией PoE

Система сбора телеметрии

Сенсоры

Камеры видеонаблюдения

Точка беспроводного доступа для пассажиров

Экран

Проигрыватель цифрового контента

18

Технологическая сеть промышленного предприятия

19

ЛУЧШЕЕ ОТ КОМПАНИИ CISCO §  Программное обеспечение Cisco IOS™

§  Продукт, созданный на основе коммутаторов Cisco Catalyst §  Управление через консоль и графический интерфейс §  Безопасная интеграция с корпоративной сетью

ЛУЧШЕЕ ОТ КОМПАНИИ ROCKWELL AUTOMATION §  Протокол Common Industrial Protocol (CIP) для обмена информацией

между компонентами системы

§  Единая система управления RSLogix 5000™

BEST FOR THE PLANT FLOOR §  Поддержка технологии Cisco Swap Drive для быстрой замены §  Расширенный диапазон температур §  Простота эксплуатации

Партнерство Rockwell Automation и Cisco

20

Оборудование в индустриальном исполнении

21

Cisco CGR 2010

Маршрутизаторы в промышленном исполнении

Cisco ASR903 Cisco CGR 1000 Cisco ISR 819

•  Маршрутизаторы в индустриальном исполнении

•  Соответствие требованиям индустриальных стандартов

•  Расширенный диапазон эксплуатационных температур

•  Работа под управлением Cisco IOS/IOS XE

•  Классический набор технологий (IP routing, Security, Multicast, QoS и т.д.)

22

Маршрутизатор Cisco CGR2010

•  Модульный маршрутизатор в промышленном исполнении •  Соответствует требованиям стандартов: IEC 61850-3 & IEEE1613 •  Интерфейсные модули: Ethernet Switch, T1/E1, Serial, 3G/4G •  Интегрированные сервисы IOS: VPN, Firewall, QoS, IPS •  Резервирование блоков питания с возможностью горячей замены

23

Маршрутизаторы серии Cisco CGR1000

•  Модульный маршрутизатор в промышленном исполнении

•  Специальная серия для подключения приборов учета

•  Монтаж на столб или DIN-рейку •  Защищенное исполнение (IP67/IP30) •  Встроенный коммутатор на 4/6 портов •  Магистральный интерфейсы GE •  Два асинхронных интерфейса •  Модули WiMax, 3G, PLC, RFMesh •  Встроенные батареи для резервного питания •  Интегрированные сервисы IOS: VPN, Firewall,

QoS, IPS

24

Коммутаторы в промышленном исполнении

•  Коммутаторы в индустриальном исполнении

•  Созданные на базе моделей Catalyst 2960/3560 и ME3400

•  Быстрая замена устройств за счет использования технологии SwapDrive

•  Классический набор технологий (L2 security, IP routing, Multicast, QoS и т.д.)

•  Эксплуатация в тяжелых условиях (температура, электромагнитное излучение)

Модульное устройство Уровень доступа/распределения

Монтаж на DIN-рейку L2/L3

POE/POE+, Fiber

Фиксированная конфигурация Уровень доступа

Монтаж на DIN-рейку L2

POE/POE+, Fiber, NAT

Фиксированная конфигурация Уровень доступа

Монтаж в 19’’ шкаф (1RU) L2/L3

PoE, Fiber

Фиксированная конфигурация Уровень доступа Монтаж на стену

L2 POE/POE+

Cisco IE2000 Cisco IE2000 IP67 Cisco IE3000 Cisco IE3010

25

Коммутаторы серии Cisco IE3000

•  Индустриальное исполнение

•  Модульный дизайн

•  AC и DC блоки питания

•  Технология SwapDrive для быстрой замены устройства

•  Поддержка ПО с коммутацией на 3-ем уровне

26

Коммутаторы серии IE2000

•  Серия из 25 коммутаторов фиксированной конфигурации;

•  Два типа программного обеспечения Lanlite и Lanbase;

•  Поддержка технологии NAT;

•  Коммутация второго уровня и статическая маршрутизация;

•  Поддержка технологии PoE и РоЕ+;

•  Защита по классу IP30;

•  Быстрое время загрузки (2 минуты).

27

Коммутаторы серии CGS2520 и IE3010

Модели устройств: •  24 порта 10/100BaseT и два порта GE •  16 слотов для установки FE-SFP, 8 портов 10/100 BaseT с поддержкой PoE и два порта GE

Блоки питания: •  Блок питания от сети постоянного тока (24/48 В) •  Блок питания от сети переменного тока 100-240В или постоянного тока 100-250В

28

Коммутаторы IE2000 IP67 •  Самая защищенная версия коммутатора

•  Сертификация по классу защиты IP67

•  Для использования в экстремальных условиях без дополнительного защитного шкафа

•  Поддержка технологии PoE и PoE+

•  Поддержка технологии NAT

•  Резервирование блоков питания

•  Быстрая замена устройств за счет использования Cisco Swap Drive

•  Монтаж на стену

29

IP-камеры и Энкодеры

Платформа для разработки, 6050, SD, HD, Megapixel, Box,

Dome, PTZ, 3000 to 7000 series, Video Encoders

VSM 7.5 Federation

Dynamic Proxy Medianet & Metadata

Видеонаблюдение и контроль доступа

Программное обеспечение

Контроль над доступом

Cisco Physical Access Manager, Gateways

Cisco Instant Connect Cisco IPICS

IP Dispatch Console PTT & Mobile Clients

ISSI gateway

Система взаимодействия в

экстренных ситуациях

Спасибо за внимание!