IoT Edge Computing: Brücke zwischen Geräten und Cloud für Echtzeit-Insights

Das Internet der Dinge (IoT) ist ein sich rasant entwickelnder Konfluenz von Technologien, und Industrie-Stakeholder untersuchen, wie das Verteilen von Compute-Ressourcen an den Netzwerkrand – verbunden durch eine End-to-End-Architektur, die Edge-Infrastruktur und Cloud-Services bridged – mächtige IoT-Applikationen freisetzen kann.

In diesem Kontext bezieht sich „Edge“ auf den physischen Netzwerkendpunkt, wo ein IoT-Gerät residiert, während „Fog“ (ein von Cisco geprägter Begriff) die Netzwerkarchitektur beschreibt, die diese Edge-Nodes mit Cloud-Services verbindet – sowohl zentralisierte als auch verteilte. Obwohl die Terminologie anfangs verwirrend sein kann, ist die Kernidee simpel: Computing und Analytics näher an den Ort bringen, wo Daten generiert werden.

Es gibt drei Hauptgründe, warum Edge und Fog Computing für IoT essenziell werden:

• Datenvolumen: Die schiere Menge an Daten, die von Milliarden vernetzter Geräte produziert wird, übersteigt bei Weitem, was zentrale Cloud-Services effizient handhaben können.
• Latenz: Mission-kritische IoT-Applikationen – wie autonome Fahrzeuge oder industrielle Kontrollsysteme – verlangen Sub-Millisekunden-Response-Zeiten, die nicht erreicht werden können, wenn Daten zu einer fernen Cloud reisen müssen.
• Kosten: Terabytes roher Sensordaten über Wide-Area-Networks zu übertragen, ist weder kosteneffizient noch energieeffizient für Netzwerkoperatoren.

Früher diese Woche partnerschafteten 451 Research mit dem OpenFog Consortium, um einen Fünf-Jahres-Ausblick für den Fog-Computing-Markt zu publizieren. Der Report definiert den Edge als IoT-Geräte, die Sensordaten generieren und eingebettete Compute-, Konnektivitäts- und Analytikfähigkeiten besitzen – wie Fahrzeuge, Fertigungsausrüstung und smarte Medical Devices – along with lokale Rechenzentren und Mobile Edge Computing Infrastruktur.

Laut 451s Analyse wird der globale Markt für Fog-Lösungen bis 2022 auf 18 Milliarden Dollar projiziert, mit Energy, Utilities, Transportation, Healthcare und Industrial Sectors leading Adoption. Initial Investments werden auf Hardware fokussiert, gefolgt von Applikationen und Services. In diesem Stadium bleibt Hardware die reifste Komponente des Ökosystems.

Cisco, der Urheber des „Fog“-Begriffs, bietet das Edge Analytics Fabric System auf offener Architektur. Cisco beschreibt sein Value Proposition wie folgt: „Ihr Business operiert physische Assets, die Daten und Komplexität schaffen. Netzwerk- und Cloud-Verbindungen sind nicht verfügbar. Jetzt können Sie Ihre verteilten Daten dort verbinden, verarbeiten und analysieren, wo sie leben. IT und OT Challenges lösen und Entscheidungen in Echtzeit treffen, Wert schaffen, wenn Sie all die Daten nutzen, die für Ihr Business wichtig sind.“

Betrachten Sie ein hypothetisches Mining-Szenario. Mining-Operationen erfolgen oft in Remote-Locations mit limitierter Cellular- oder Satelliten-Coverage. Durch Deployment eines virtualisierten Radio Access Network und virtualisierten Evolved Packet Core können Equipment miteinander und mit Operatoren on-premise oder in fernen Kontrollzentren kommunizieren. Predictive Analytics am Edge können drohende Equipment-Failures detektieren und automatisierte Interventionen triggern, was kostspielige Downtime reduziert und die Notwendigkeit eliminiert, Terabytes roher Daten zurück zu einem zentralen Rechenzentrum zu schiffen.

Dell ist auch in den Edge-Hardware-Space eingetreten mit seinem Dell Edge Gateway. Das Unternehmen kündigte kürzlich eine dedizierte IoT Business Unit und einen 1 Milliarde Dollar Drei-Jahres-Investmentplan an. Das Dell Edge Gateway verbindet eine breite Palette wired und wireless Devices, aggregiert und analysiert Inputs lokal und forwarded nur meaningful Daten an die Cloud – spart Bandbreite und reduziert Transportkosten.

Das OpenFog Consortium, eine Non-Profit-Organisation, die eine Referenzarchitektur etabliert hat, um Interoperabilität across das evolving IoT-Ökosystem zu fördern, kollaboriert nun mit IEEE Standards Association, um standardisierte Fog-Computing-Spezifikationen zu entwickeln. OpenFog Board Chairman Helder Antunes, der auch als Ciscos Senior Director of Corporate Strategic Investments dient, beschrieb IEEEs Adoption der Referenzarchitektur als „huge milestone“, der die Konvergenz von IT, Communications und Operational Technology ermöglichen wird.

„Um wahrhaft transformativ zu sein, muss das Internet der Dinge massive Datenmengen in Near-Real-Time für advanced Use Cases wie Drohnen, Self-Driving Vehicles und Embedded AI handhaben. Es muss auch fully interoperabel sein – von End-User-Devices und Sensoren all the way zur Cloud. Traditionelle Architekturen können die operativen Herausforderungen der heutigen advanced digitalen Applikationen nicht meistern“, schrieb er.

Viele führende Netzwerkoperatoren erkunden Edge- und Fog-Architekturen, obwohl spezifische Pläne noch nicht public sind. Ein signifikantes Hindernis für Operatoren ist physisches Real Estate: High-Volume Data Streams von autonomen Fahrzeugen oder smarter Infrastruktur zu unterstützen, erfordert extensive Hardware-Deployments. AT&Ts VP of Advanced Technology Realization, Alicia Abella, highlightete am Fog World Congress, dass Server zu bestehenden Infrastructure Sites hinzugefügt werden können, und schlug eine Zukunft vor, wo die idle Compute Power individueller Smartphones genutzt werden könnte, um Edge-Computing-Demands zu treffen.