Protokolle für das Internet der Dinge
Die IoT-Konvergenz kommt
Branchenbeobachter sagen eine Konvergenz von Protokollen, Allianzen und Methoden für das Internet der Dinge (IoT, Internet of Things) bereits seit Jahren voraus, und dennoch breiteten sich Standards und proprietäre Lösungen Jahr für Jahr immer noch weiter aus.
Die Connected Lighting Alliance erklärte, dass sie ihre Mission erfüllt hatte und stellte ihre Aktivitäten ein. Das Open Interconnect Consortium und die AllSeen Alliance fusionierten; es entstand die Open Connectivity Foundation (OCF). Unternehmen und Allianzen werden weiterhin an vielen verschiedenen Normen und Protokollen arbeiten, doch der Markt ist unbarmherzig und wird die Gewinner und Verlierer scheiden. All jene Allianzen, die nicht genug Zugkraft erhalten, können sich zwar noch eine ganze Zeit lang dahinschleppen, doch für das größere Marktwachstum werden sie irrelevant.
Über die Fusion einiger Allianzen hinaus erwarte ich Konvergenz bei Drahtlos-Protokollen, die für stromsparende Geräte verwendet werden. Der Markt fand sich bei IP-basierten Lösungen rund um UDP-, CoAP- und JSON-Objekte im komprimierten CBOR-Datenformat zusammen. Dieser Protokollsatz wird sowohl in Lightweight M2M, in IPSO Smart Objects und OCF als auch im neuen dotdot der zigbee-Allianzen, einer universellen Sprache für das IoT, eingesetzt. Allianzen wie Fairhair arbeiten daran, Gemeinsamkeiten in der Netzwerkinfrastruktur und Geräte-Bootstrapping für Gewerbegebäude zur Verfügung zu stellen. Die Konvergenz dieser Protokolle ist der erste Schritt für den Markt. Weshalb aber haben sich diese Gruppen mit demselben Satz zugrundeliegender Protokolle zusammengeschlossen?
Es ist bekannt, dass die existierenden Protokolle, nämlich TCP, HTTP und XML, ein gewisses Maß an Optimierungen benötigten und die Internet Engineering Task Force (IETF) arbeitet schon eine Reihe von Jahren an diesen Alternativen.
Diese Protokolle wurden in ausreichend vielen Systemen eingesetzt, sodass man sich darauf einigen kann, dass sie die für kleine Geräte mit beschränktem Platzangebot im Heim erforderliche längere Batterielebensdauer sowie die kleineren Gehäuseabmessungen zustande bringen. Wenn wir uns bezüglich der zugrunde liegenden Protokolle einig geworden sind, dann müssen wir uns über die Objektdatenmodelle zwischen den verschiedenen Gruppen streiten. Viele dieser Gruppen entwickeln ihre eigenen Anwendungsdatenmodelle, wie eine vernetzte Glühlampe Dienstleistungen bietet und mit einem Lichtschalter in Wechselwirkung tritt.
In einer zusammenwachsenden Welt muss Einigkeit über diese Objektdatenmodelle herrschen, sodass die Beleuchtung von dem einen Hersteller, die mit einer bestimmten Technologie läuft, mit dem Schalter eines anderen Herstellers mit derselben oder aber auch mit einer anderen Technologie geregelt werden kann. Wie aber erreichen wir tatsächlich eine Konvergenz für unsere Protokolle und Objektdatenmodelle? Zunächst ist es hilfreich, sich darüber einig zu werden, welche Protokolle und Objektmodelle eine tatsächliche Marktbedeutung im vernetzten Heim haben. Derzeit verwenden Auslieferungen in diesem Markt, bei denen es sich um vernetzte interoperable Systeme handelt, die folgenden Technologien:
Standard-zigbee heißt, dass der Netzwerk-Stack und die Heimautomatisierung von zigbee PRO oder zigbee light mit diesen Applikationsschichten in Verbindung tritt, die jetzt in zigbee 3.0 konvergieren. zigbee befindet sich seit 2006 auf dem Markt, und die Volumina zeigten in den Jahren 2008/2009 sowie danach ein starkes Wachstum. Silicon Labs lieferte bislang mehr als 100 Millionen zigbee-Chips aus, und es befinden sich schätzungsweise mehr als 200 Millionen zigbee-Geräte im Markt, die meisten davon im Heim.
ZWave findet in vielen Systemen der Heimautomatisierung Verwendung. ZWave gab 2016 bekannt, dass 50 Millionen Geräte ausgeliefert wurden – eine beeindruckende Zahl.
Apple HomeKit bietet Konnektivität über iOS, ist jedoch derzeit im Heim nicht weit verbreitet. Es ist schwierig, die ausgelieferten Mengen zu bestimmen.
OCF wurde angekündigt, und eine Open-Source-Implementierung sowie eine Spezifikation zum Herunterladen für deren Heimautomatisierungslösung stehen zur Verfügung. In Produkten wird dieses Protokoll allerdings bis jetzt noch nicht wirklich eingesetzt.
IPSO Smart Objects und Lightweight M2M gibt es bereits seit einigen Jahren, aber noch ist keine große Verwendung der Protokolle in Produkten festzustellen. Thread wurde angekündigt, doch es befinden sich keine threadfähigen Produkte im Markt.
Thread ist ein Netzwerk-Stack, und die Branche konnte sich noch nicht auf eine Applikationsschicht einigen, die darauf läuft.
Wi-Fi findet in vielen Produkten Verwendung, doch im Allgemeinen nicht mit einer Standard-Anwendungsschicht, die zwischen Geräten eingesetzt werden kann.
Bluetooth wird in vielen Produkten verwendet, doch im Allgemeinen nicht mit einer Standard-Anwendungsschicht, die zwischen Geräten eingesetzt werden kann.
Diese Auflistung von Protokollen und Ökosystemen macht ziemlich deutlich, dass es zahlreiche Technologien gibt, die bezüglich der Geräte im vernetzten Heim miteinander konkurrieren, doch die Branche konnte sich nicht auf eine einzige Anwendungsschicht einigen. Allerdings trägt die Ankündigung von dotdot zur Klärung dieser Situation bei. Bei dotdot handelt es sich um eine IP-Übersetzung von bereits vorhandenen zigbee-Device-Objekten, was bedeutet, dass es zur Kommunikation mit existierenden zigbee-Geräten auch zurückübersetzt werden kann. Dotdot kann über jeden IP-Stack laufen und deshalb vorhandene zigbee-Geräte mit denen vereinen, die über Thread, Wi-Fi oder Bluetooth laufen. Weil dotdot bereits vorhandene zigbee-Geräte unbehelligt lässt, sind Hersteller, die jene 200 Millionen existierender zigbee-Geräte unterstützen, begeistert darüber, dass sie auf das neue Protokoll upgraden und dabei ältere Geräte am Leben erhalten können.
Während ich mich der Hoffnung hingebe, den Beginn der Konsolidierung einiger Allianzen festzustellen, können wir nicht erwarten, dass die hochrangigen Fusionen von Gruppen führende Drahtlos-Protokolle koordinieren.
Realität ist, dass Hersteller täglich neu ihre Wahl treffen, welche Technologien und Protokolle für ihre Produkte der nächsten Generation Verwendung finden werden. Sie ändern ungern Technologien oder Protokolle, und sie wollen auch keine unbrauchbaren Geräte zurücklassen.
Das heißt: In Technologien, die in hohen Zahlen ausgeliefert werden, wie zigbee und seine Migration auf dotdot, ist einen Vorteil eingebaut. Wenn sich dieser rasch durchführen und im Markt umsetzen lässt, kann es zur Konsolidierung nicht nur der zugrunde liegenden verwendeten Protokolle, sondern auch der Objektdatenmodelle innerhalb der Geräte beitragen. Und dann lassen sich Interoperabilität und Konnektivität unserer Cloud- und mobilen Geräte vereinfachen.
Ein Leben für die Kommuniukation
Neben seiner Arbeit bei Silicon Labs ist Skip Ashton auch in mehreren Industrievereinigungen der Funkkommunikation tätig. Er ist Aufsichtsratsmitglied bei der ZigBee Alliance und Vorsitzender des Technical Committee dort. Gleichzeitig sitzt Skip Ashton auch im Aufsichtsrat der Thread Group und ist dort Vice President of Technology. Außerdem ist er im Aufsichtsrat der Connected Lighting Alliance und der Fairhair Alliance. Zuvor war er Mitglied des Smart Grid Architecture Committee am NIST (National Institute of Standards and Technology), das einen Smart-Grid-Standard erstellen sollte.
Skip Ashton war stark eingebunden in Entwicklungen wie den ZigBee-PRO-Stack, das ZigBee-Home-Automation-Profil, die ZigBee-Smart-Energy-Profile und den Thread-Stack.
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