Hur iot tar miljarder enheter närmare kanten

Nätverksföretag samlar in data från elmätare, smarta vägar övervakar väderförhållandena och intelligenta kök- och badarmaturer skapar personliga upplevelser för husägare. Dessa är alla exempel på edge computing kombinerat med Internet of Things (IoT) för att göra det möjligt för människor att få snabbare insikter i utkanten. Edge computing är en arkitektur där data behandlas närmare var de kommer från.

Gartner Research-projekt kommer att finnas 20, 4 miljarder anslutna saker som kommer att användas globalt fram till 2020. Samtidigt förutspår IDC att den ”globala datasfären” kommer att öka 10 gånger till 163 zettabyte (ZB) fram till 2025.

"Edge computing flyttar beräkningen så nära som möjligt och nödvändig för den fysiska världen för att tillgodose vissa prestandabehov, säkerhetselement eller kostnadsfaktorer, " förklarade Jason Shepherd, IoT CTO på Dell Technologies. Företaget är ett av ett antal företag som erbjuder IoT Edge Gateways som aggregerar analys i kanten från sensorer. Vid kantberäkningar skickar enheter och sensorer data till en lokal gateway snarare än att överföra all data tillbaka till molnet.

Anslutningen mellan kant och IoT

IoT omfattar miljarder sensorer och enheter som samlar in data i utkanten för att hjälpa företag att få insikter och fatta affärsbeslut. Dessa beslut kan omfatta om du vill ändra temperaturen i ett rum eller stänga av vattnet i ett fält. Det är inte möjligt att ta all information från kanten och överföra dem direkt till molnet. Därför måste du använda en process för aggregering för att organisera informationen i "mindre antal", förklarade J. Craig Lowery, Ph.D., en forskningsdirektör i Gartners teknik- och tjänsteleverantörsgrupp.

Edge computing ger möjlighet att minska latensen när du utför analyser i molnet. Men efter att data har samlats in lokalt delas de i det offentliga molnet. "För det mesta kommer edge computing att handla om att ha vissa lokala datorer som fungerar med det allmänna molnet på ett hybridmode, " sade Lowery.

Kanten kan vara ett rack med servrar som innehåller robust hårdvara, ett skjul med utrustning för en torntelefon, en tillverkningsanläggnings datacenter eller ett kabelbolags grannskapskontor, förklarade Shepherd.

För ett elföretag innebär processen telemetri som reser genom ledningar till ett nyttkontor. Uppgifterna skickas sedan till det offentliga molnet där dataanalys utförs. Denna information låter elföretag hålla reda på elförbrukningen och få bredare trender om elförbrukning. Du kan också dra data i utkanten på marknaderna för digital skyltning, energi, industriell automation och transport.

Kanten sänker latensen, ökar bandbredden

Att utföra dataanalys närmare kanten ger mer säkerhet, lägre latens och större bandbredd, enligt Shepherd. Latency kan drabbas när det krävs en lång tid för en kantanordning att skicka data till ett nätverk och sedan till ett datacenter när du utför analyser på data i molnet. Edge computing ger ett sätt att inte bara påskynda dataanalys utan också minska nätverkstrafiken. Här är tre exempel på implementeringar av en IoT-plattform:

1) Microsoft Azure IoT Edge: I april 2018 meddelade Microsoft att de kommer att investera 5 miljarder dollar i IoT-teknik. Som en del av denna investering erbjuder företaget Microsoft Azure IoT Edge, en plattform som överför molnanalys och affärslogik till enheter. Plattformen innehåller tre komponenter: containrar som kallas "IoT Edge" -moduler som företag kan distribuera till kantenheter och ansluta till Microsoft Azure offentliga molnarkitektur, tredjepartsapplikationer eller deras egen kod; en IoT Edge-runtime som fungerar på IoT-kantenheter och hanterar de moduler som finns på IoT-kantenheter; och ett molnbaserat användargränssnitt (UI) som låter företag övervaka och hantera data från IoT edge-enheter på distans.

Bild som används med tillstånd från Microsoft.

Microsoft Azure IoT Edge är ett "bra exempel på allmänt användningsområde eftersom det inte egentligen är ett privat moln, " sade Lowery. "Det är som en offentlig Azure som kommer till liv i ditt datacenter. Det är en utökning av den tjänsten till ditt datacenter, som körs på utrustning som finns i dina egna lokaler. Du kanske eller kanske inte äger den. Det finns många sätt det är levereras från olika tjänster."

IoT är ett starkt fall för Azure Stack, förlängningen av Azure som låter företag köra hybrid-appar i lokaler, eftersom kunder köper den som en tjänst snarare än att behöva distribuera den, sade Lowery.

Bild som används med tillstånd från Microsoft.

2) Dell Edge Gateway för IoT: Ett nav för trådbundna och trådlösa system, Dell Edge Gateway för IoT samlar data och skickar det till molnet. Dell Edge Gateway för IoT är robust för att motstå hårda förhållanden på en fabrik eller på en oljerigg.

Med de miljoner enheter som samlar in data i fältet tar det en gateway för att bearbeta all denna information, enligt Shepherd. "Det intressanta med IoT är att den vänder den helt bakåt, och nu har jag miljoner enheter som vill träffa en server, " sa Shepherd. "Så det är därför du måste tänka dig mer beräkna ännu närmare dessa enheter."

3) EdgeX Foundry: Hosted av Linux Foundation, EdgeX Foundry är ett öppen källkodsprojekt som är utformat för att skapa interoperabilitet kring IoT-kantlösningar. EdgeX Foundry modelleras efter Cloud Foundry, den öppna källkodsplattformen för flera moln, och utökar samma format till kanten, sa Shepherd. Det är ett ramverk som förenar tusentals protokoll, med molnet på toppen och alla andra enheter nedan, enligt Shepherd. EdgeX Foundry ger flexibilitet att skapa lösningar i utkanten.

Mer än 70 företag bidrar till EdgeX Foundry, inklusive AMD, Dell EMC, Samsung, Zephyr och VMware. Men EdgeX Foundry är "ett försäljningsneutralt projekt med öppen källkod som hjälpte till att komma igång som frikopplar kanten från molnet och apparna från den underliggande infrastrukturen, " sa Shepherd. "Du får öppna ramar för underliggande beräkningar."

Dell har bidragit med sin FUSE-källkodsbas under Apache 2.0 för EdgeX Foundry. Det gav också minst 12 mikroservicer och mer än 125 000 kodrader.

Bild som används med tillstånd från EdgeX Foundry.

5G, AI to Shape the Future of Edge, IoT

Artificiell intelligens (AI) kommer att vara en nyckelfaktor i IoT och edge computing. Avancerad AI kommer att kunna köras på enheter nära kanten för att möjliggöra analyser, konstaterar Sam George, partnerdirektör för Azure IoT på Microsoft, i ett blogginlägg. Microsoft har ett initiativ som heter Project Brainwave som använder fältprogrammerbara gate-arrays (FPGA) för att utföra AI-beräkningar.

En annan viktig drivkraft för edge computing kommer att vara 5G, konstaterade David Mayo, Senior Vice President och 5G & IoT Business Chief på T-Mobile, som nyligen lanserade det första rikstäckande smalbandiga IoT-nätverket.

"Med kantberäkning kan du distribuera den bearbetningsmöjligheten närmare användaren, och du har de reducerade eller komprimerade latenser som ett 5G-nät kommer att ge, " sa Mayo. Han ser 5G-nät driva sensorerna i autonoma bilar och utbudet av sensorer i olje- och gasraffinaderier.

Med alla datapunkter som kan samlas in i realtid kommer kantberäkning att ha en gynnsam effekt på konsumenterna, enligt Mayo. "Med tiden kommer behovet av dator att hända ännu närmare användaren, vare sig det är ett företag eller en konsument, öka, " sade han. "Oavsett om det är en förstärkt verklighet eller virtuell verklighet, ju närmare beräkningen sker och existerar till kanten, desto bättre kommer kundupplevelsen att bli."