Das übergreifende Ziel der IIoT-Konnektivität besteht darin, Daten in diesen isolierten System („Silos“) freizulegen und den Datenaustausch und die Interoperabilitiät zwischen zuvor geschlossenen Komponenten und Subsystemen (Brownfields) und neuen Anwendungen (Greenfield) innerhalb und über Branchen hinweg zu ermöglichen.
Neue Konnektivitätstechnologien müssen während der Lebensdauer eines Systems mit bestehenden Technologien integriert werden. Eine Konnektivitätsarchitektur muss die Interoperabilität einer Vielzahl von Konnektivitätstechnoloigien innerhalb einer Branche und branchenübergreifend ermöglichen, um die Visison eines branchenübergreifenden IIoT zu unterstützen.
Eine Konnektivitäts-Kernstandardtechnologie (Baseline) ist eine Technologie, die alle Konnektivitätsanforderungen für einen Funktionsbereich erfüllen kann.
Gateways haben zwei Funktionen: Sie integrieren andere Konnektivitätstechnologien, die innerhalb einer funktionalen Domäne verwendet werden, und bilden eine Schnittstelle zu Konnektivitäts-Kernstandards in anderen funktionalen Domänen.
Um die Konnektivitätsarchitektur überschaubar zu halten, wird ein Technologiestandard für die Konnektivität innerhalb einer funktionalen Domäne als Grundlinie gewählt und als „Kernstandard für die Konnektivität“ bezeichnet. Gateways dienen als Brücke zu anderen Konnektivitätstechnologien innerhalb der Domäne und zu den Konnektivitäts-Kernstandards, die in anderen funktionalen Domänen verwendet werden. Die Konnektivität zwischen funktionalen Domänen, die oft in einer abgestuften Weise implementiert ist, kann intermittierend sein. Konnektivitäts-Gateways können dazu beitragen, diese intermittierende Konnektivität zu mildern. Die Anwendungen sind einfacher und leichter zu warten, wenn keine Logik erforderlich ist, um auf einen fehlgeschlagenen Datenaustausch zu reagieren.
Einige Endpunkte können direkt mit einem Kernstandard verbunden werden. Andere Endpunkte und Subsysteme werden über Gateways angeschlossen. Ein Kernstandard verbindet sie dann alle miteinander und ermöglicht die Integration mehrerer Konnektivitätstechnologien, ohne dass zwischen allen möglichen Paaren eine Brücke geschlagen werden muss. Jede domänenspezifische Konnektivitätstechnologie benötigt nur ein Gateway zu einem einzigen Konnektivitäts-Kernstandard.
Konnektivitäts-Gateways ermöglichen die Einbindung neuer Konnektivitätstechnologien. Sie bieten eine stabile Grundlage, die in den heute verfügbaren „Best-of-Breed“-Technologien verankert ist, können aber in der Zukunft auf einen neuen grundlegenden Kernstandard umgestellt werden, der die Anforderungen besser erfüllt.
Es gibt verschiedene Arten von Konnektivitäts-Gateways:
Framework-Gateways erweitern die logische Spanne der Kommunikation über Connectivity Framework Technologien hinweg. Sie behalten die syntaktische Struktur der Daten bei, können aber die technische Darstellung ändern.
Transport-Gateways erweitern die logische Spanne der Kommunikation über Transporttechnologien hinweg. Sie nehmen keine logischen Änderungen an der Bytefolge (Payload) vor und sind für diese transparent.
Physikalische/Verbindungs-/Netzgetways können sich über mehrere Schichten des Konnektivitätsstapels erstrecken.
Über ein Gateway zu einem Kernkonnektivitätsstandard kann ein domänenspezifischen Endpunkt mit Endpunkten auf anderen domänenspezifischen Technologien kommunizieren, die ebenfalls über Gateways mit dem Kernkonnektivitätsstandard verbunden sind. Kernkonnektivitätsendpunkte können direkt miteinander und über Gateways mit domänenspezifischen Konnnektivitätsendpunkten kommunizieren.
Unterschiedliche Funktionsbereiche können aufgrund unterschiedlicher Prioritäten bei den technischen Anforderungen, Kompromissen und Ökosystemen unterschiedliche Kernkonnektivitätsstandards wählen. Um die Kommunikation zwischen verschiedenen Konnektivitätsgrundnormen zu ermöglichen, werden standardisierte Gateways benötigt. Ein standardisiertes Gateway zwischen grundlegenden Konnektivitätsstandards wird als Kern-Gateway bezeichnet.
Ein Kernstandard für Konnektivität muss:
Syntaktische Interoperabilität bieten, eine offene Norm mit starker unabhängiger, internationaler Führung sein und die Zertifizierung, Validierung oder Prüfung der Interoperabilität von Implementierungen unterstützen, horizontal und neutral in seiner Anwendbarkeit über Branchen hinweg sein, stabil sein und über mehrere vertikale Branchen hinweg eingesetzt werden, über standarddefinierte Core Gateways zu allen anderen Kernstandards der Konnektivität verfügen.
Zu den wichtigsten Funktionen des Konnektivitätsrahmens gehören ein Datenressourcenmodell, Publish-Subscribe- und Request-Reply-Datenaustauschmuster, Datenqualität Datensicherheit und eine Programmier-API
Typische Erwägungen für die Auswahl eines Konnektivitätsrahmens lassen sich in System-,Daten-, Leistungs-, Skalierbarkeits-, Verfügbarkeits-, Bereitstellungs- und Betriebserwägungen unterteilen. Die Kompromisse in jedem Bereich sollten sorgfältig bewertet werden.
Es folgen einige Leitlinien, die auf dem primären Funktionsbereich der Anwendbarkeit der Verbindungstechnologie basieren.
Konnektivitätstechnologien für den Kontrollbereich unterstützen hohe Zuverlässigkeit, schnelle Echtzeitleistung, Skalierung auf eine große Anzahl von Datenobjekten und eine hohe Dienstaualität.
Konnektivitätstechnologien für den Betriebsbereich unterstützen die Überwachung und Verwaltung von Geräten und Anwendungen.
Konnektivitätstechnologien für den Informationsbereich unterstützen die selektive Übertragung große Mengen und einer Vielzahl von Echtzeitdaten für Streaming-Analysen und Entscheidungsprozesse in Echtzeit.
Konnektivitätstechnologien für den Anwendungsbereich werden externe APIs und Benutzerschnittstellen (UIs) unterstützen, einschließlich Webbrowsern und mobilen Handhelds.
Konnektivitätstechnologien für den Unternehmensbereich werden herkömmliche IT-Anwendungen und Rechenzentren unterstützen.
Wenn die Gateways für die Konnektivitätsstandards für die Konnektivitätstechnologien vorhanden sind, ermöglicht die IIoT-Konnektivitätsarchitektur die Kommunikation zwischen bisher isolierten Endpunkten. Sie kann neue Wertströme erschließen und dazu beitragen, das volle Potenzial des IIoT auszuschöpfen.
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