By Bruce Zhou, CEO, AXILSPOT
A snapshot of two principal areas where convergence between IoT technologies and Internet technologies is rapidly taking place.
The ability to connect machines, devices, sensors, and other everyday things into an intelligent network and make sense out of them, has huge promises to change everyday life. As can be expected by taking in our entire world and attempting to change it one stroke and with one magic wand is unrealistic, challenging and cause for chaos in the short term.
For business decision makers and technology providers, some measure of clarity and progress can be made by understanding the challenges of applying IoT to business. We look at two principal challenges in making this happen.
Technology protocols
The challenges of IoT are resident in the ability to connect sensors and devices directly to the Internet. To connect to the Internet any device and application must use Internet Protocol stacks. It is for this reason that devices called Internet Gateways have been created that connect to non-Internet Protocol devices and networks on one side and the Internet driven applications, devices and networks, on the other side.
By doing so, Internet Gateways need to be designed for the type of local networks and local applications that they manage on one side and how they connect to the Internet on the other side.
Over the years, countless Internet Protocol driven applications, software tools and diagnostic kits, have been developed and exist, that can be applied to IoT devices and sensors, with or without much adaptation. This will help to get the IoT environment up and running in a short period of time, relatively speaking. That is provided they are in the same Internet Protocol environment.
The basis for the development of Internet Protocol applications till now has been growing availability of large computing power and significant memory capacity to manage complexity of the Internet Protocol based applications. And all this within localised high cost nodes like desktops, notebooks, smartphones, tablets, amongst others.
This is the exact antithesis of the IoT environment as it exists today, which is low cost, low power consuming, low computing capacity, and distributed computing nodes.
Networking architecture
When building an IoT network it is essential to plan and look ahead. It is also important to converse with all departments associated with the benefits and operations of the IoT network and applications. When dealing with tens of thousands and hundreds of thousands of sensors and devices in any IoT project, it is important to have a networking strategy to ensure the end result is managed chaos instead of unmanaged chaos.
Industry consultants who have gone through such projects point out, IoT application and network designs need to be built looking at requirements five years from now. When in doubt the rule of thumb is design networks for a requirement that is 10X the number of devices that are connecting in now. Another important consideration is to design the wireless environment thinking about what will happen in that specific industry over next five years.
While the benefits of such best practices are self-evident, industry surveys show that such discussions are not happening as much as they should. If all else fails, the minimum rule of thumb to apply, think big for IoT.
Looking ahead into the requirements for IoT type of networks there is a significant change in the way devices will communicate. More often than not, communication signals will hop from device to device, to enter and leave the network of devices, connecting into and out of their mesh network.
Using a number of hops between devices rather than the conventional hub to spoke jump will become the standard for most IoT applications and networks. The key here is multiple and random paths between IoT devices, based on predefined algorithms, rather than a fixed point to point hop. This saves power, saves cost, builds scale, and builds redundancy.
Such networks are called mesh networks and the devices are called wireless nodes. Since connectivity within mesh networks rely on each other, their efficiency grows with an increase in the number of devices. Mesh networks become more efficient as the number of wireless nodes inside them increases. This is the opposite of what happens with the hub and spoke, star network arrangement.
As silicon technologies improve the computing capabilities of IoT sensors, devices, machines and appliances, they will increasingly become more and more Internet like. At that stage the two worlds will come together in exponential fashion and the true power of IoT will become a reality.
تحديات اندماج إنترنت الأشياء مع الشبكات
بروس تشو، الرئيس التنفيذي لدي شركة أكسيل سبوت
رصد لتنامي أهمية مجالين رئيسيين للتقارب بين تقنيات انترنت الأشياء وتقنيات الشبكات
تصاحب القدرة على ربط الآلات والأجهزة، والمستشعرات، والأشياء اليومية الأخرى عبر شبكة ذكية للخروج بحلول منطقية وعودا كبيرة لتغيير الحياة اليومية. ولكن فكرة استحواذها على عالمنا بأكمله ومحاولة تغييره بضربة واحدة او عصا سحرية أمر غير واقعي، مما يشكل تحديا ومدعاة للفوضى على المدى القصير.
ويمكن لصناع القرار في قطاع الأعمال ومزودي التقنيات، الوصول الى قدر من الوضوح وإحراز التقدم من خلال فهم التحديات التي تواجه تطبيق تقنيات انترنت الأشياء على الأعمال. عبر اثنين من التحديات الرئيسية التي تواجه تحقيق ذلك.
بروتوكولات التقنيات
تتمثل تحديات انترنت الأشياء في القدرة على ربط المستشعرات والأجهزة مباشرة إلى الإنترنت. ولربط أي جهاز أو تطبيق بالإنترنت يجب استخدام مجموعة من بروتوكولات الإنترنت. ولهذا السبب تم انشاء تلك الأجهزة المعروفة باسم بوابات الانترنت والتي تتصل بالأجهزة والشبكات عديمة البروتوكولات من جانب وتطبيقات الانترنت الموجهة والأجهزة والشبكات، على الجانب الآخر.
ولذلك، بوابات الإنترنت بحاجة إلى أن تكون مصممة لنوع من الشبكات المحلية والتطبيقات المحلية المدارة على جانب وكيفية ربطها بالإنترنت على الجانب الآخر.
على مر السنين، تم تطوير وإدخال مجموعات لا تعد ولا تحصى من تطبيقات بروتوكولات الإنترنت الموجهة، أدوات البرمجيات وأدوات التشخيص، والتي يمكن تطبيقها على أجهزة ومستشعرات إنترنت الأشياء، مع أو بدون الكثير من التكيف. وهذا سوف يساعد في الحصول على بيئة انترنت الأشياء وتشغيلها في فترة قصيرة من الزمن، وبالحديث نسبيا. يتم توفير نفس بيئة برتوكول الانترنت.
الأساس لتطوير تطبيقات بروتوكول الإنترنت حتى الآن يزيد من قدرة الحوسبة وسعة الذاكرة الكبيرة لإدارة تعقيدات التطبيقات القائمة على بروتوكولات الإنترنت. وهذا كله عبر نقاط محلية عالية التكلفة مثل أجهزة الكمبيوتر المكتبية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، والهواتف الذكية، وأقراص، وغيرها. وهذا يمثل النقيض تماما لبيئة انترنت الأشياء القائمة اليوم، والتي هي منخفضة من حيث التكلفة، استهلاك الطاقة، قدرة الحوسبة، ونقاط الحوسبة الموزعة.
هيكل الشبكات
عند بناء شبكة انترنت الأشياء لا بد من التخطيط والتطلع إلى الأمام. ومن المهم أيضا النقاش مع جميع الإدارات المرتبطة بفوائد وعمليات شبكة وتطبيقات انترنت الأشياء. عند التعامل مع عشرات الآلاف ومئات الآلاف من أجهزة الاستشعار والأجهزة في أي مشروع لإنترنت أشياء، من المهم امتلاك استراتيجية شبكية لضمان نتيجة النهائية تتمثل في إدارة الفوضى بدلا من الفوضى غير المدارة.
ويشير المستشارين في هذا القطاع ممن ليهم خبرات في هذه المشاريع، الى ضرورة النظر لمتطلبات خمس سنين من الأن في اعداد تطبيقات وتصاميم شبكات انترنت الأشياء. وفي حالة الشك وبحكم التجربة ينبغي تصميم شبكات تسع لعشرة أضعاف عدد الأجهزة المتصلة في الوقت الراهن. ويجب وضع اعتبار آخر مهم الا وهو تصميم بيئة لاسلكية تراعي ما سيحدث في القطاع تحديدا خلال السنوات الخمس المقبلة.
في حين أن فوائد هذه الممارسات المثلى واضحة تماما، تشير استطلاعات الصناعة أن مثل هذه المناقشات لا تحدث بقدر ما ينبغي. إذا فشل كل شيء آخر، يتعلق بالحد الأدنى من الشروط للتطبيق، ماذا عن انترنت الأشياء.
وبالتطلع للمستقبل في متطلبات نوع شبكات انترنت الأشياء هناك تغيير كبير في طريقة الأجهزة والتواصل. في أكثر الأحيان، تنتقل إشارات الاتصال من جهاز إلى جهاز، إلى الدخول والخروج عبر شبكات الأجهزة، وربط داخل وخارج شبكاتهم المتداخلة.
استخدام عدد من التنقلات بين الأجهزة بدلا من المحور التقليدي للتنقل سيصبح المعيار لمعظم تطبيقات وشبكات انترنت الأشياء. والمغزى هنا تعدد وعشوائية المسارات بين أجهزة انترنت الأشياء، بناء على خوارزميات محددة مسبقا، بدلا من التنقل من نقطة ثابتة إلى نقطة أخري. وهذا يحقق وفرا في الطاقة وخفضا في التكلفة، اتساعا في النطاق، واستمرارية.
يطلق هذا النوع اسم شبكة الشبكات وتسمى الأجهزة النقاط اللاسلكية. وعند الربط بينهما تعتمد على بعضها البعض، وتنمو كفاءتها مع الزيادة في عدد الأجهزة. شبكة الشبكات تصبح أكثر كفاءة نظرا لزيادة عدد النقاط اللاسلكية داخلها. وذلك عكس ما يحدث مع مركز التنقل، والنموذج النجمي للشبكات.
كما تحسن تقنيات السيليكون قدرات الحوسبة للأجهزة ومستشعرات انترنت الأشياء والآلات والأجهزة المنزلية، كذلك تصبح أكثر توافقا مع شبكات الانترنت. في تلك المرحلة يلتقي العالمين على نحو متزايد وتظهر القوة الحقيقية لإنترنت الأشياء لتصبح حقيقة واقعة.
