Esineiden internetistä tulee triljoonien eurojen liiketoimintaa, mutta vain standardien avulla. Ilman standardeja ei voi taata, että eri valmistajien laitteet toimivat yhteen.
|
Artikkelin kirjoittaja Bjørn Kvaale toimii tuotemarkkinointi-insinöörinä Nordic Semiconductorilla. |
IoT:stä on muodostumassa yksi suurimmista ja monimutkaisimmista koneista maan päällä. Myös sen taloudellinen vaikuttavuus tulee olemaan valtava. McKinseyn analyysin arvioi vuoden 2022 raportissaan, että IoT:n markkina-arvo vuonna 2030 tulisi olemaan 12,5 triljoonaa dollaria [1]. Edellytyksenä näiden lukemien saavuttamiseksi on se, että kaikki IoT:ssa käytettävät komponentit ovat globaalien teknisten standardien mukaisia. Ilman standardeja ei voida taata, että verkoston muodostavat osat, joita valmistetaan eri yhtiöissä ja jotka voivat sijaita kaukana toisistaan, ovat keskenään täysin yhteen sopivia.
Nordic Semiconductor on ollut innokas langattomien standardien puolestapuhuja jo vuosikymmeniä. Yhtiössä ymmärrettiin, että vähän tehoa kuluttavasta langattomasta yhteydestä on tulossa suurta bisnestä ylipäänsä ja että siitä tulee entistä suurempaa, jos kaikki toimivat yhteisten standardien mukaisesti. Langattoman tekniikan käyttöönoton yleistymistä on merkittävässä määrin kiihdyttänyt se, että asiakkaat kokevat sen olevan käyttökelpoista eri puolilla maailmaa ja että sen tukena on kilpailevista toimittajista muodostuva runsas ekosysteemi.
Standardien käyttöönotto tuo asiakkaille myös luottamusta tekniikan vetovoimaan: heidän ei tarvitse pelätä yksittäisten toimittajien mielivallan alle joutumista. He voivat olla myös rauhallisin mielin sen suhteen, että jonkin tietyn standardin mukainen laite toimii saumattomasti toisten saman standardin mukaisten laitteiden kanssa, vaikka laitteet olisivat eri toimittajien valikoimista lähtöisin.
Pyrkimys konsensukseen
Sen lisäksi, että oli Vilhelm Valloittajan poika, Englannin 1100-luvun monarkki kuningas Henry I oli tunnettu hyvänä hallitsijana, joka ymmärsi jo varhain standardoinnin hyvät puolet. Tuon aikainen pituusmitta ”jaardi” oli kaikkea muuta kuin yhdenmukainen. Henryn mielestä se kaipasi selkeän määrittelyn ja hän määräsi, että se olisi etäisyys hänen omasta nenästään ojennetun käsivartensa peukaloon. Vaikka tuo kuulostaakin mielivaltaiselta, oli se kuitenkin määritelmä, josta kaikki saattoivat olla yhtä mieltä.
Tämä pitääkin sisällään standardoinnille olennaisen piirteen: asiantuntijoiden kesken vallitseva konsensus tekniikan alan parhaasta tavasta mitata, määritellä, testata tai saavuttaa jotakin. Säännöt ja määrittelyt laaditaan ja virallisesti hyväksytään käyttöön siten, että kaikki tarkasti tietävät miten kaikki muut tulevat soveltamaan ja toteuttamaan asioita. Jos valmistavassa teollisuudessa kaikki noudattavat standardeja, kaikki sen mukaisesti valmistetut tuotteet toimivat saumattomasti yhdessä riippumatta siitä, kuka oli tuotteen valmistanut.
Miksi standardointi kannattaa?
Standardoinnin merkitys ymmärretään nykyisin, mutta aina näin ei ole ollut. Jos asiat eivät suju niin kuin niiden pitäisi, on syynä usein standardoinnin puuttuminen, sanoo kansainvälinen standardointijärjestö ISO. Globaalin standardointiryhmän järjestäytyminen olisi kannattanut ottaa puheeksi jo alkuaikojen rautateitä Britanniaan rakennettaessa. Kaksi kilpailevaa insinööriä George Stephenson ja Isambard Kingdom Brunel yrittivät kumpikin tyrkyttää omia raideleveyksiään (kiskojen väli) koko maan kattavan rataverkon raideleveydeksi.
Stephensonin valinta raideleveydeksi oli 4 jalkaa 8,5 tuumaa (1,44 m), mikä perustui tuolloisten hevosvetoisten kärryjen pyöränakselien väliseen etäisyyteen. Brunelin valinta puolestaan oli 7 jalkaa 0,25 tuumaa (2,14 m), minkä hän väitti edesauttavan pehmeämpää ja nopeampaa matkustamista. Tämä johti siihen, että matkustajien ja rahdin piti vaihtaa junia paikoissa, joissa raideleveys muuttui toiseksi. Vuonna 1892 Britannian rautatieviranomaiset valitsivat Stephensonin raideleveyden standardiksi ja hylkäsivät Brunelin rautatiet. Tästä päätöksestä seurasi, että vuonna 1914 Britanniassa oli käytössä päivittäin 32000 kilometriä raideleveydeltään 1,44 metriä olevaa rautatietä, jolla kuljetusta harrasti yli 120 kilpailevaa yhtiötä.
ISO julkisti äskettäin analyysin standardien vaikutuksesta ja päätyi siinä kolmeen pääjohtopäätökseen:
- Standardointi nopeuttaa erilaisten bisnestoimintojen vaatimien erilaisten toimenpiteiden suorittamista vähentäen jätteen muodostumista, pienentäen hankintakustannuksia ja lisäten tuottavuutta.
- Standardit toimivat liiketoimintaprosessien innovoinnin perustana mahdollistamalla yritysten laajentaa toimittajaverkostoaan tai esitellä ja hallita uusien tuotteiden markkinoille saattamista tehokkaasti. Joissakin tapauksissa standardit auttoivat vähentämään yrittäjälle koituvaa riskiä yritysten tuodessa uusia tuotteita kansallisille markkinoille.
- Standardit ovat toimineet uusien tuotteiden tuotekehityksen perustana helpottamalla pääsyä uusille koti- ja ulkomaan markkinoille, tekemällä uusien tuotteiden vastaanoton helpommaksi ja jopa luomalla uusia markkinoita.
Asiat järjestykseen
Standardointijärjestöjä on olemassa monenlaisia ja -kokoisia. Esimerkiksi vuonna 1947 perustetun ISO:n toiminnan lähtökohtana oli vastata kysymykseen: Miten tämä voidaan tehdä parhaalla tavalla? Siinä missä aluksi määriteltiin ilmeisimpiä asioita kuten painoja ja mittoja, nyt se hallinnoi yli 24750 standardia kattaen kaikki arkielämän alueet.
Langattoman tekniikan alueella standardointielimet kuten Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) kehittävät, ylläpitävät ja hallinnoivat teknisiä määrittelyjä, jotka yksityiskohtaisesti ja tarkasti määrittelevät, miten langatonta tekniikkaa rakennetaan. IEEE on esimerkiksi tuottanut standardin, jossa yksityiskohtaisesti esitetään, miten WLANin (tunnetaan myös Wi-Fi:nä) MAC ja PHY suunnitellaan. WLAN-standardi IEEE 802.11 pitää sisällään sellaiset standardit kuin 802.11ax (Wi-Fi 6) ja on itse osa LAN-standardien muodostamaa IEEE 802 -standardia.
Toinen esimerkki langattoman IoT-alan merkittävistä standardointijärjestöistä on 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Sen muodostamisen alkuperäisenä tavoitteena oli määritellä 3G-verkkojen standardit ja nyt vuorossa ovat 5G- ja 6G-standardit. Tällaisia standardeja ovat langattoman IoT:n määrittelyt kuten LTE-M ja NB-IoT, jotka muodostavat perustan langattomien verkkojen massiiviselle käytölle IoT:ssä.
Lue lisää: Cellular IoT solutions growth are among tech trends for 2023
Nordic on mukana standardointityössä
Nordic on paitsi IoT-ratkaisujen toimittaja myös aktiivinen ja innostunut osanottaja langattomia IoT-standardeja tekevissä työryhmissä. Jo vuonna 2006 yritys oli mukana Bluetooth Low Energy -standardiryhmässä erittäin vähän tehoa kuluttavan langattoman suunnittelun asiantuntijana. Bluetooth LE:stä tulikin yksi aikamme nopeimmin yleistyneistä langattomista tekniikoista. Tänä päivänä Nordicin nRF52- ja nRF53-sarjan SoC-piirit ovat uusimmat versiot Bluetooth 5.3 -määrittelyjen mukaisista tuotteista.
Vastaavasti nRF9160 (alla) on langaton IoT SiP, joka on 3GPP:n uusimpien LTE-M- ja NB-IoT-standardien mukainen, ja nRF7002, joka on IEEE:n Wi-Fi 6 -standardin mukainen.
Nordic aikoo jatkossakin olla vahvasti mukana avoimien standardien kehitystyössä vahvistamassa IoT:n asemaa. Sen lisäksi, että Nordic on mukana Bluetooth SIG:ssä, se on jäsenenä mukana ANT+ Alliancessa, Thread Groupissa, Connectivity Standards Alliancessa, Wi-Fi Alliancessa ja GSMA:ssa. Yhtiön asiantuntijat ovat myös mukana vaikuttamassa määrittelyihin, jotka muodostavat perustan monille nykyisille IoT-tekniikoille. Nordic on esimerkiksi äskettäin ollut mukana Matter-määrittelyjen laadintatyössä. Matter-standardin tarkoituksena on tuoda järjestystä nyt hyvin erilaisiin älykkään kodin tekniikoihin. Thread ja DECT NR+ ovat muita tärkeitä standardeja, joita Nordic on kehittämässä ja edistämässä.
Alkaen 1100-luvulta tähän päivään asti standardointi on yhdistänyt parhaat voimat yhteisen päämäärän saavuttamiseksi, myös silloin kun he ovat olleet kilpailevien yritysten palkkalistoilla ja asuneet eri valtioissa. Tämä on mahdollistanut tekniikan nopean kehittymisen ja sen, että samalla on pystytty takaamaan lopputuotteen olevan kestävä, luotettava ja yhteensopiva. Vaihtoehtoinen lähestymistapa puolestaan olisi johtanut markkinoiden pirstaloitumiseen, innovaatioiden vähenemiseen ja kehityksen jämähtämiseen.
Viitteet
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
