Truyền thông từ máy đến máy hay còn gọi là truyền thông M2M (Machine to Machine) ra đời từ chính những nhu cầu thiết yếu của ngành viễn thông như  dịch vụ chuyển mạch, giám sát từ xa các thiết bị hay thực hiện các phép đo đạt từ xa. Ngày nay, truyền thông M2M sử dụng hệ thống mạng viễn thông kết hợp với công nghệ máy tính  để quản lý trực tiếp các thiết bị từ xa trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Thị trường này sẽ phát triển nhanh chóng bất chấp sự đa dạng về các hệ thống phần mềm cũng như  sự  cạnh tranh từ  rất nhiều nhà cung cấp thiết bị.

Một cách khái quát ta có thể định nghĩa  rằng truyền thông M2M là sự kết hợp của công nghệ thông tin và truyền thông với các thực thể giao tiếp thông minh  nhằm để cung cấp cho chúng khả năng tương tác lẫn nhau mà không cần sự can thiệp của con người với hệ thống thông tin của một tổ chức hay một doanh nghiệp.

Khởi đầu của truyền thông M2M

Một trong những áp dụng đầu tiên bên ngoài lĩnh vực viễn thông của truyền thông M2M là dùng để gửi tín hiệu cảnh báo về các tổ chức quản lý những bảng quảng cáo chiếu sáng quay. Đối với loại bảng quảng cáo này, thời gian hiển thị của những tờ quảng cáo là như nhau và được thay đổi liên tục nhờ vào một hệ thống con lăn. Mỗi khi con lăn gặp sự cố, một tin nhắn SMS (theo định dạng đã định trước, kèm theo vị trí bảng quảng cáo) sẽ được gửi về bộ phận quản lý để kịp thời xử lý. Về phần mình, người quản lý có một thiết bị giám sát sự vận hành của tất cả các bảng quảng cáo. Công nghệ được dùng, trong ví dụ này, là hệ thống truyền thông di động GSM. Người ta lắp đặt một thiết bị đầu cuối di động GSM tại mỗi bảng quảng cáo kèm với một cơ chế để gửi SMS khi cần thiết. Dần dần, sự ra đời của nhiều hệ thống truyền thông mới đã mở đường cho việc dùng truyền thông M2M vào nhiều mục đích, lĩnh vực khác nhau.

Kiến trúc truyền thông M2M

 

Người dùng & thiết bị:

Là những người dùng được trang bị các thiết bị thông minh như cảm biến vị trí hay cảm biến đo huyết áp v.v. Hoặc là những thiết bị công nghiệp như lò nung nhiệt độ cao, các phương tiện giao thông,  các máy photocopy ở các công ty v.v.  Ngoài ra truyền thông M2M còn được dùng để phân tích môi trường (đo nhiệt độ, áp suất, mức nước…). Trong trường hợp này không có các thiết bị theo mô hình kiến trúc này.

Thiết bị giao tiếp thông minh:

Đó chính là các cảm biến và các thiết bị truyền động có khả năng giao tiếp với bên ngoài. Chúng ta có thể kể đến các chip RFID, các mô đun định vị như GPS, các camera điều khiển từ xa. Các cảm biến và truyền động có thể được tích hợp trong nhiều máy mốc thiết bị khác nhau chẳng hạn như một máy photocopy được tích hợp với một mô đun GSM. Thiết bị giao tiếp thông minh cũng có thể là một điện thoại smartphone hay PDA được tích hợp một mô đun giao tiếp thích hợp (bằng WiFi, FRID, GSM, ZigBee, Bluetooth…).

 Mạng WAN:

Công nghệ M2M ngày nay sử dụng nhiều hệ thống truyền thông khác nhau ví dụ như  hệ thống mạng có dây, mạng không dây tầm ngắn như Bluetooth, RFID, ZigBee v.v, các mạng thông tin di động  GSM, GPRS, UMTS, HSPA và cả hệ thống mạng truyền thông vệ tinh.

Nền tảng dịch vụ M2M:

Đó chính là tập hợp các công cụ (không tính đến mạng truyền thông) cần thiết để truyền tải thông tin, lưu trữ các trao đổi và các công cụ giúp quản lý và khai thác các thiết bị giao tiếp thông minh. Chúng ta cũng có thể tìm thấy các nền tảng trung gian (middleware) mà mục đích là tổ chức các dòng dữ liệu đến các thiết bị giao tiếp khác nhau.

Hệ thống thông tin IS doanh nghiệp:

Giải pháp M2M có thể tích hợp hay không với hệ thống IS của một công ty. Trong trường hợp đầu tiên, nền tảng dịch vụ trung gian được mô tả ở trên, cung cấp các yếu tố kết nối cần thiết để tích hợp với ứng dụng doanh nghiệp: phần mềm ERP, quản lý chuỗi cung ứng (SCM), quản lý quan hệ khách hàng (CRM). Trong trường hợp thứ hai, giải pháp M2M có thể cung cấp một giao diện hiển thị những trao đổi, những thông tin mà không cần tương tác với phần còn lại của hệ thống thông tin.

Một số ứng dụng của truyền thông M2M

Truyền thông M2M đáp ứng các nhu cầu cụ thể của các doanh nghiệp. Công nghệ M2M tích hợp dễ dàng vào các thiết bị trong các phương tiện giao thông, ở các vùng nông thôn và đô thị (hệ thống báo động lũ ở đồng bằng, rừng giám sát), trên cơ thể sống (con người, động vật) v.v. Truyền thông M2M  có thể được phân thành các loại hình kiến trúc mạng: mạng thể chất (đối với cơ thể con người), mạng cục bộ, mạng nhận thức,v.v.

Hệ thống giao thông thông minh trong đó các xe tham gia giao thông tương tác với các công trình giao thông (cột đèn, biển báo…) nhằm mục đích giảm bớt tai nạn giao thông, điển khiển lưu lượng giao thông, cung cấp thông tin phân luồng cũng như  các  dịch vụ liên quan.

Mạng lưới phân phối điện (smart grid): Các tổ chức phân phối năng lượng điện giả định rằng nhu cầu về năng lượng điện cũng như việc sản xuất điện cục bộ có thể được tổ chức với sự giúp đỡ của các cảm biến. Các robot thông minh, được theo dõi từ xa, cho phép tiết kiệm đáng kể trong lĩnh vực năng lượng.

Hệ thống thu phí cầu đường tự  động

Hệ thống giám sát, báo động trộm, cháy, thâm nhập trong các tòa nhà, trụ sở, công xưởng.

Các dự án liên quan đến e-health: chuẩn đoán từ xa, theo dõi bệnh nhân tại nhà, trợ giúp người già neo đơn.

Thị trường mạng cảm biến không dây

Các đặc điểm thiết yếu của M2M tập trung vào sự  chắc chắn của truyền thông tin. M2M không cần một kênh truyền tốc độ cao nhưng cần thiết là kênh truyền đó không bị nhiễu, an toàn, bảo mật và có khả năng  thích ứng tốt với chất lượng kênh truyền và khả năng thiết lập định tuyến phù hợp. Hệ thống mạng cảm biến lưới không dây(Wireless Sensor Network) càng ngày càng được quan tâm nghiên cứu nhằm phục vụ cho truyền thông M2M.

Theo nghiên cứu thị trường được thực hiện bởi IDTechEx, mạng lưới các cảm biến được liên kết bởi các hệ thống vô tuyến (WSN) dự kiến ​​sẽ tăng từ 0,5 triệu USD trong năm 2011 đến 2 tỷ USD trong năm 2021. Mạng cảm biến không dây sẽ cho phép theo dõi cháy rừng, quản lý các tình huống khủng hoảng trong trường hợp thiên tai, vv. Tương lai của cảm biến thụ động (không cần năng lượng) hoặc được cung cấp năng lượng trực tiếp từ mạng gia đình có vẻ là rất thú vị. Tuy nhiên, các tiêu chuẩn chung thì vẫn chậm được phê duyệt. Ví dụ, liên quan đến công nghệ ZigBee, một số lượng lớn các tùy chọn đã được đề nghị. Cuối cùng, những công ty tích hợp chính là vẫn còn thiếu, một số công ty cung cấp thiết bị duy nhất còn các công ty khác thì chỉ cung cáp phần mềm giao tiếp (hoặc trên C hoặc Java hoặc Linux). Sự đa dạng về nhà phân phối thiết bị và phần mềm có lợi thế là đảm bảo một hệ thống truyền thông M2M có mức độ bảo mật cao, nhưng nó vẫn tạo ra khó khăn nhất định cho sự phát triển của thị trường toàn cầu. Trong nghiên cứu của mình, IDTechEx phân tích thị trường trong tất cả các khía cạnh của nó. Chi phí trung bình của một nút cảm biến dự kiến ​​sẽ được định giá  khoảng 25 USD trong năm 2021.

Lời kết

Các mạng không dây hiện nay chủ yếu là thiết kế cho truyền thông giữa người với người (H2H: human to human) với những yêu cầu cao về chất lượng dịch vụ, độ trễ thiết lập cuộc gọi, khả năng di động, đáp ứng tính năng tương tác cao của con người. Bởi vì truyền thông M2M mang đến những yêu cầu rất khác so với truyền thông H2H truyền thống và hiện nay số lượng thiết bị truyền thông M2M càng ngày càng nhiều,  mạng truy cập không dây chắc chắn sẽ phải được cải tiến để thích ứng với loại truyền thông mới này. Chủ đề truyền thông  M2M thu hút được một sự quan tâm hết sức đặc biệt của  cộng đồng nghiên cứu và công nghiệp gần đây. Nó cũng đã thu hút được sự chú ý của cơ quan chuẩn hoá 3GPP LTE.  Mục tiêu của 3GPP LTE là tìm kiếm và xác định những yêu cầu tiềm năng để  tạo thuận lợi cho truyền thông M2M, và sử  dụng hiệu quả hơn các nguồn tài nguyên vô tuyến và tài nguyên mạng.

(Nguồn viendongtelecom.com.vn)