Wie das iot Milliarden von Geräten näher an den Rand bringt

Energieversorger sammeln Daten von Stromzählern, intelligente Fahrbahnen überwachen die Wetterbedingungen und intelligente Küchen- und Badarmaturen sorgen für personalisierte Erlebnisse für Hausbesitzer. All dies sind Beispiele für Edge-Computing in Kombination mit dem Internet der Dinge (IoT), damit Menschen schnellere Einblicke in die Randlage erhalten. Edge Computing ist eine Architektur, in der Daten näher an ihrem Ursprung verarbeitet werden.

In Gartner Research-Projekten werden bis 2020 weltweit 20, 4 Milliarden vernetzte Dinge zum Einsatz kommen. IDC prognostiziert, dass sich die "globale Datensphäre" bis 2025 um das Zehnfache auf 163 Zettabyte (ZB) erhöhen wird.

"Edge-Computing bewegt sich so nah wie möglich und erforderlich an die physische Welt, um bestimmte Leistungsanforderungen, Sicherheitselemente oder Kostenfaktoren zu erfüllen", erklärte Jason Shepherd, IoT-CTO bei Dell Technologies. Das Unternehmen ist eines von mehreren Unternehmen, das IoT-Edge-Gateways anbietet, die die Analytik am Rande von Sensoren aggregieren. Beim Edge-Computing senden Geräte und Sensoren Daten an ein lokales Gateway, anstatt alle Daten zurück in die Cloud zu übertragen.

Die Verbindung zwischen Edge und dem IoT

Das Internet der Dinge umfasst Milliarden von Sensoren und Geräten, die am Rande Daten sammeln, um Unternehmen Einblicke zu verschaffen und Geschäftsentscheidungen zu treffen. Diese Entscheidungen können beinhalten, ob die Temperatur eines Raums geändert oder das Wasser auf einem Feld abgeschaltet werden soll. Es ist nicht möglich, alle Daten vom Rand abzurufen und direkt in die Cloud zu übertragen. Daher müssen Sie einen Aggregationsprozess verwenden, um die Daten in "kleinere Zahlen" zu organisieren, erklärte J. Craig Lowery, Ph.D., Research Director in der Gartner-Gruppe "Technology and Service Provider".

Edge-Computing bietet die Möglichkeit, die Latenz bei der Durchführung von Analysen in der Cloud zu reduzieren. Nachdem die Daten jedoch vor Ort gesammelt wurden, werden sie in der öffentlichen Cloud freigegeben. "Beim Edge-Computing geht es in erster Linie darum, dass ein lokaler Computer mit der öffentlichen Cloud auf hybride Weise zusammenarbeitet", sagte Lowery.

Der Rand könnte ein Rack mit Servern sein, die robuste Hardware enthalten, ein Geräteschuppen für Mobiltelefontürme, das Rechenzentrum einer Produktionsstätte oder das Nachbarschaftsbüro eines Kabelunternehmens, erklärte Shepherd.

Für ein Elektrizitätsunternehmen bedeutet dies, dass die Telemetrie über Kabel zu einem Versorgungsunternehmen geleitet wird. Die Daten werden dann an die öffentliche Cloud gesendet, in der die Datenanalyse durchgeführt wird. Mit diesen Daten können Elektrizitätsunternehmen den Stromverbrauch verfolgen und allgemeinere Trends zum Stromverbrauch abrufen. Sie können auch Daten in den Bereichen Digital Signage, Energie, Industrieautomation und Transport am Puls der Zeit erfassen.

Der Edge senkt die Latenz und steigert die Bandbreite

Laut Shepherd bringt es mehr Sicherheit, geringere Latenz und größere Bandbreite, Datenanalysen näher am Rand durchzuführen. Die Latenz kann leiden, wenn ein Edge-Gerät lange Zeit benötigt, um Daten an ein Netzwerk und dann an ein Rechenzentrum zu senden, wenn Daten in der Cloud analysiert werden. Mit Edge-Computing können Sie nicht nur die Datenanalyse beschleunigen, sondern auch den Netzwerkverkehr verringern. Hier sind drei Beispiele für Implementierungen einer Edge-IoT-Plattform:

1) Microsoft Azure IoT Edge: Im April 2018 kündigte Microsoft an, 5 Milliarden US-Dollar in die IoT-Technologie zu investieren. Im Rahmen dieser Investition bietet das Unternehmen Microsoft Azure IoT Edge an, eine Plattform, die Cloud-Analysen und Geschäftslogik auf Geräte überträgt. Die Plattform umfasst drei Komponenten: Container mit der Bezeichnung "IoT Edge" -Module, die Unternehmen auf Edge-Geräten bereitstellen und eine Verbindung mit der öffentlichen Cloud-Architektur von Microsoft Azure, Anwendungen von Drittanbietern oder ihrem eigenen Code herstellen können. eine IoT Edge-Laufzeit, die auf IoT Edge-Geräten ausgeführt wird und die auf IoT Edge-Geräten gefundenen Module verwaltet; und eine cloudbasierte Benutzeroberfläche (UI), mit der Unternehmen die Daten von IoT-Edge-Geräten aus der Ferne überwachen und verwalten können.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Microsoft verwendet.

Microsoft Azure IoT Edge ist ein "gutes Beispiel für Edge-Computing für allgemeine Zwecke, da es sich nicht wirklich um eine private Cloud handelt", so Lowery. "Es ist wie ein öffentliches Azure, das in Ihrem Rechenzentrum zum Leben erweckt wird. Es ist eine Erweiterung dieses Dienstes in Ihr Rechenzentrum, die auf Geräten ausgeführt wird, die sich in Ihrem eigenen Gebäude befinden. Sie können es besitzen oder nicht. Es gibt viele Möglichkeiten von verschiedenen Diensten geliefert."

Laut Lowery ist das IoT ein starker Anwendungsfall für Azure Stack, die Erweiterung von Azure, mit der Unternehmen Hybrid-Apps vor Ort ausführen können, da Kunden es als Service erwerben, anstatt es bereitstellen zu müssen.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Microsoft verwendet.

2) Dell Edge Gateway für IoT: Der Dell Edge Gateway für IoT ist ein Hub für kabelgebundene und kabellose Systeme. Er sammelt Daten und sendet sie an die Cloud. Das Dell Edge Gateway für das Internet der Dinge ist robust genug, um den rauen Bedingungen in einer Fabrik oder auf einer Ölbohrinsel standzuhalten.

Laut Shepherd benötigen Millionen von Geräten, die Daten vor Ort sammeln, ein Gateway, um all diese Daten zu verarbeiten. "Das Interessante am IoT ist, dass es vollständig rückwärts klappt, und jetzt habe ich Millionen von Geräten, die einen Server ansteuern möchten", sagte Shepherd. "Deshalb müssen Sie mehr Rechenleistung für diese Geräte bereitstellen."

3) EdgeX Foundry: Gehostet von The Linux Foundation, EdgeX Foundry ist ein Open-Source-Projekt, mit dem Interoperabilität für IoT-Edge-Lösungen geschaffen werden soll. EdgeX Foundry ist nach dem Vorbild von Cloud Foundry, der Open-Source-App-Plattform für mehrere Clouds, aufgebaut und dehnt dasselbe Format bis an den Rand aus, so Shepherd. Laut Shepherd ist dies ein Framework, das Tausende von Protokollen zusammenbringt, wobei die Cloud oben und jedes andere Gerät unten zu finden sind. EdgeX Foundry bietet die Flexibilität, um Lösungen am Rande zu erstellen.

Mehr als 70 Unternehmen, darunter AMD, Dell EMC, Samsung, Zephyr und VMware, beteiligen sich an EdgeX Foundry. EdgeX Foundry ist jedoch "ein herstellerneutrales Open-Source-Projekt, das den Einstieg erleichtert und den Edge von der Cloud und den Apps von der zugrunde liegenden Infrastruktur entkoppelt", so Shepherd. "Sie müssen offene Frameworks für zugrunde liegende Berechnungen haben."

Dell hat seine FUSE-Quellcodebasis unter Apache 2.0 für EdgeX Foundry bereitgestellt. Darüber hinaus wurden mindestens 12 Mikrodienste und mehr als 125.000 Codezeilen bereitgestellt.

Bild mit freundlicher Genehmigung von EdgeX Foundry.

5G, AI, um die Zukunft von Edge, dem IoT, zu gestalten

Künstliche Intelligenz (KI) wird ein Schlüsselfaktor für das IoT und Edge Computing sein. Laut Sam George, Partner Director für Azure IoT bei Microsoft, kann Advanced AI auf Geräten ausgeführt werden, die sich in Randnähe befinden, damit Analysen durchgeführt werden können. Microsoft hat eine Initiative namens Project Brainwave ins Leben gerufen, die feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA) verwendet, um AI-Berechnungen durchzuführen.

Ein weiterer wichtiger Treiber für Edge-Computing wird 5G sein, sagte David Mayo, Senior Vice President und 5G & IoT Business Chief von T-Mobile, der kürzlich das erste landesweite Schmalband-IoT-Netzwerk ins Leben gerufen hat.

"Mit Edge-Computing können Sie diese Verarbeitungsfunktionen näher an den Benutzer verteilen, und Sie haben die reduzierten oder komprimierten Latenzen, die ein 5G-Netzwerk bietet", sagte Mayo. Er sieht 5G-Netze, die die Sensoren in autonomen Autos und die Sensoren in Öl- und Gasraffinerien mit Strom versorgen.

Mit all den Datenpunkten, die in Echtzeit erfasst werden können, wird sich Edge Computing laut Mayo positiv auf die Verbraucher auswirken. "Im Laufe der Zeit wird der Bedarf an Computern, die noch näher am Benutzer liegen, ob es sich nun um ein Unternehmen oder einen Verbraucher handelt, zunehmen", sagte er. "Ob Augmented Reality oder Virtual Reality, je näher die Berechnung am Rande liegt, desto besser wird das Kundenerlebnis."