Braucht die Welt einen anderen IoT-Standard?

Ken Figueredo von oneM2M

Webcomic Nr. 927 auf xkcd.com site verkörpert das Dilemma rund um die Standardisierung. Es macht einen Witz darüber, dass zwei Leute einen neuen Standard schaffen wollen, obwohl es bereits vierzehn sind, sagt Ken Figueredo von oneM2M .

Während der Subtext die Rivalität zwischen verschiedenen Organisationen oder Denkrichtungen beleuchtet, bleibt das Problem bei der Standardisierung für den Internet der Dinge (IoT)-Markt bestehen. Braucht die Welt angesichts des wachsenden Marktbewusstseins für IoT-Standards wie CoAP, MQTT, LWM2M und NB-IoT einen weiteren Standard? Die Antwort auf diese Frage hängt von der Definition eines IoT-Systems ab.

IoT als Systemherausforderung

IoT-Systeme bestehen aus mehreren Elementen. Ein grundlegender Technologie-Stack umfasst Geräte und Sensoren, lokale und weiträumige Konnektivitätsnetzwerke, Gateway- oder Cloud-Server-Plattformen zur Verwaltung der Kommunikation und andere Plattformen, um Anwendungen zu ermöglichen.

Dann gibt es verschiedene Ansätze, um kleine Datennutzlasten zu transportieren. Und es gibt verschiedene Schemata zur Darstellung von Daten- und Informationsmodellen zum Zwecke der Dateninteroperabilität. Diese Kombination von Elementen stellt ein System von Subsystemen dar. Das ist bevor über Technologien und Standards diskutiert wird, um die siloübergreifende Interoperabilität zwischen einzelnen IoT-Anwendungen zu ermöglichen.

Angesichts dieser Entscheidungen sollte es nicht überraschen, dass zwei Hindernisse für die Einführung Probleme der Komplexität und Fragmentierung beinhalten. Mit größeren kommerziellen Aussichten für das IoT wächst die Lieferantenbasis weiter. Viele dieser Anbieter bieten jedoch Einzelkomponenten- oder proprietäre Lösungen an, was zur Fragmentierung der Branche beiträgt.

Um Implementierungsschwierigkeiten auszugleichen, betreiben einige Mobilfunknetzbetreiber und Cloud-Service-Provider Partner-Ökosysteme. Sie versuchen, das Konzept einer Restaurantkarte zu replizieren, um Pick-and-Mix-Lösungen zu ermöglichen.

Dieser Ansatz basiert auf Systemintegrationsansätzen, um individuelle Lösungen zu erstellen und bereitzustellen. Die Integration ist jedoch selbst eine Herausforderung, da die Zahl der Permutationen zunimmt.

Ein alternativer Ansatz für die IoT-Herausforderung besteht darin, von einem Mehrzweck-Framework für End-to-End-IoT-Systeme auszugehen. Dieses Framework enthält alle notwendigen Komponenten, um sowohl einfache als auch komplexe IoT-Systeme aufzubauen.

Es setzt auf Standardisierung, um einzelne Elemente zu einer Gesamtlösung zu verknüpfen. Ein offener Standardansatz würde natürlich die Interoperabilität zwischen den Anbietern ermöglichen. Dies würde eine dynamische angebotsseitige Industrie fördern und Skaleneffekte fördern. Es würde gleichzeitig die Akzeptanz und Innovation bei Demand-Side-Nutzern fördern.

Tools für Technologien:der oneM2M-Ansatz

Denken Sie bei der Standardisierung an zwei grundlegende und wiederkehrende Aktivitäten in einem IoT-System. Eine besteht darin, ein Gerät mit einem Netzwerk zu verbinden. Die zweite beinhaltet den Transport von Daten vom Gerät zu einer Anwendung über ein Gateway oder einen Server.

Ein Ansatz besteht darin, die Middleware-Software basierend auf der Konnektivität eines Mobilfunknetzes zu entwickeln. Es würde verschiedene Versionen für Bluetooth und Wi-Fi-Konnektivität geben. Ebenso könnte ein Entwickler die Software entwickeln, um Daten mit dem CoAP-Protokoll und anderen Versionen für HTTPS, MQTT und WebSockets zu transportieren.

Ein anderer Ansatz besteht darin, eine Reihe von Tools zu entwickeln, um die Prozesse zu verwalten, die mit verschiedenen IoT-Technologien verbunden sind. Jetzt könnte ein Anwendungsentwickler ein „Kommunikationsmanagement“-Tool verwenden, das eine Vielzahl verschiedener Kommunikationstechnologien abdeckt. Diese Anordnung abstrahiert die Komplexität untergeordneter Technologien und bedeutet, dass der Entwickler das „Tool“ wiederverwenden kann, um Lösungen mit verschiedenen Kommunikationsmedien zu erstellen.

Der Gedanke, eine Suite gemeinsamer und wiederverwendbarer Tools zu schaffen, um verschiedene Technologien im IoT-Stack zu verwalten, steht im Mittelpunkt des oneM2M-Standards. Tatsächlich definieren oneM2M-Standards eine Middleware-Funktion, die sich zwischen einer oberen IoT-Anwendungsschicht und einer unteren Schicht für Geräte und Konnektivitätstechnologien befindet.

Die Middleware umfasst ein erweiterbares Toolkit gängiger Servicefunktionen, auf das Entwickler bei Bedarf für ihre Bereitstellungsanforderungen zurückgreifen können. Das Standardisierungs-Framework verwendet eine gemeinsame API für die Middleware-Kommunikation mit Anwendungen, Geräten und Netzwerkkonnektivitätstechnologien.

Im Gegensatz zum Witz von xkcd.com konkurriert oneM2M nicht mit bestehenden Standards, sondern trägt zu ihrem Nutzen bei. Ein Entwickler kann beispielsweise Mobilfunkkonnektivität, ein Sicherheitsmodell (Auswahl aus DTLS, TLS, PSK, PKI-Optionen), ein geeignetes Transportprotokoll (Auswahl aus HTTPS, CoAP, MQTT, WebSockets-Optionen), eine Methode zur Serialisierung von Geräteinhalten (Auswahl aus XML, JSON, Nur-Text-Optionen) und einer Service-Management-Technologie (Auswahl aus OCF, LWM2M, Thread-Optionen). Auf diese Weise unterstützen einige wenige standardisierte Tools eine Vielzahl von Technologie-Stack-Permutationen.

Vorbereitung auf zukünftige IoT-Anwendungsfälle und -Anforderungen

Diese Beispiele veranschaulichen, wie oneM2M etablierte Technologien und Standards wiederverwendet. Die Möglichkeiten für IoT-Systeme entwickeln sich jedoch weiter, umso mehr mit der wachsenden Rolle von KI/ML, der gemeinsamen Nutzung von Daten und Datenschutzverpflichtungen. Mit den neuen Anwendungsmöglichkeiten sind in vielen Fällen Standardisierungsvorteile verbunden.

Wo neue Aktivitäten oder Technologielösungen erforderlich sind, definiert oneM2M neue und ergänzende Standards. Ab 2012 konzentrierten sich die Standards Release 1 und Release 2 von oneM2M auf Architektur- und Konnektivitätsthemen. Die Releases 3 und 4 behandeln Themen, die im Technologie-Stack weiter oben stehen.

Dazu gehören Entwicklungen zur Ermöglichung der semantischen Interoperabilität, zur Reduzierung schädlicher Belastungen von Mobilfunknetzen sowie Datenschutz- und Lizenzierungstools für die gemeinsame Nutzung von IoT-Daten. Dieser Ansatz zeigt die Notwendigkeit eines Standards für End-to-End-IoT-Systeme und eines Fahrplans zum Aufbau neuer Fähigkeiten, die von Innovationen und aufkommenden Anwendungsfallanforderungen angetrieben werden.

Der Autor ist Ken Figueredo von oneM2M