Die Zukunft des IoT: Konnektivität durch Design

Die wachsende Komplexität des Internets der Dinge (IoT) erfordert einen neuen „Connected by Design“-Ansatz. Diese Veränderung soll die Optimierung der Konnektivität in den Mittelpunkt der Lösungsentwicklung stellen. Ein Artikel aus der Reihe „Transition Topic Position Papers“, der von Transforma Insights veröffentlicht und von Eseye gesponsert wurde, thematisiert diesen Ansatz.

Der Bericht beschäftigt sich mit dem Wandel, der sich durch die Implementierung von IoT-Lösungen anbahnt. Dabei werden Ansätze verworfen, die auf veralteten Technologien ohne IoT-Merkmale basieren. Stattdessen wird der neue „Connected by Design“-Ansatz in den Fokus gestellt: Dieser spiegelt die Eigenschaften der spezifischen IoT-Anwendungsfälle wider und beschäftigt sich mit der Komplexität, die sich aus der Kombination der beteiligten Komponenten ergibt – insbesondere der Konnektivität.

Jeder IoT-Anwendungsfall weist einzigartige Einsatzmerkmale auf: Vom Zugang zu Stromquellen, Bandbreite oder Latenz, Datenvolumen, Kommunikationsfrequenz, Ausfallsicherheit, Formfaktor bis hin zu den Kosten und vielem mehr. Darüber hinaus ist ein komplexer Technologiebereich mit Sensoren, Betriebssystemen, Netzwerkressourcen, Datenmanagement, Integration in Geschäftsprozesse und End-to-End-Sicherheit erforderlich. Und all dies muss über alle Geräte hinweg verwaltet werden können – vom Rand bis zur Cloud.

Angesichts der spezifischen Anforderungen der IoT-Anwendungsfälle ist es von großer Bedeutung, dass die Elemente des Systems den Anforderungen der jeweiligen Software entsprechen und auf diese optimiert werden. Der Bericht unterstreicht zusätzlich, dass nur einzelne verbesserte Komponenten nicht ausreichen, sondern dass diese zusammen optimiert werden müssen.

In Anbetracht der spezifischen Eigenschaften des IoT weist die Studie darauf hin, dass die Konnektivität den zentralen Punkt und das kritischste Element bei dieser Cross-Optimierung darstellt: Alle anderen Abhängigkeiten sind der Konnektivität untergeordnet. Daher wird Entwicklern empfohlen, einen „Connected by Design“-Ansatz zu verfolgen: Dieser soll die Entwicklung von komplexen Anwendungen mit geeigneten Eigenschaften und entsprechenden Funktionen ermöglichen.

Laut Eseye besteht der ideale Weg darin, eine IoT-Lösung nach den Prinzipien von „Connected by Design“ zu entwickeln. Denn nur so lässt sich der gesamte Entwicklungsprozess mit den Aspekten der Konnektivität verknüpfen.

„Viele kennen das ‚Secure by Design‘-Konzept, bei dem Sicherheitsüberlegungen direkten Einfluss auf den gesamten Produktdesignprozess haben. Dadurch wird ein viel besseres Framework gewährleistet, als es mit einem Prozess möglich wäre, der das Thema Sicherheit am Ende des Entwicklungsprozesses vorsieht. Das Gleiche gilt für die Konnektivität der IoT: Es ist von großer Bedeutung, dass die Konnektivität als eine Art Klebstoff fungiert, der die verschiedenen Elemente des Systems miteinander verbindet – doch es gibt auch potenzielle Fehlerquellen. Die Konnektivität lässt sich nach der Entwicklung nicht einfach als bestehende Lösung einsetzen. Sie muss zuerst den gesamten Designprozess berücksichtigen. Daher auch der Begriff ‚Connected by Design‘“, erklärt Larry Soch, Senior Vice President für Strategie und Produkt bei Eseye.

Der Geschäftsführer fügt hinzu, dass die Integration von Konnektivitätsintelligenz bereits im Vorfeld zur Flexibilität und Widerstandsfähigkeit beiträgt – und so das Überleben von IoT-Lösungen in der Zukunft sichert. Allerdings wird bei der Konnektivität erst durch das finale Design ein ganzheitlicher Ansatz verfolgt. Jedoch müssen hierzu alle Komponenten der Lösung aufeinander optimiert werden.

So kann beispielsweise ein unzureichendes Design und Management eines IoT-Geräts schwerwiegende Auswirkungen auf dessen Funktionsweise und folglich auf den erforderlichen Energieverbrauch haben. Es ist von entscheidender Bedeutung, die Konnektivitätsanforderungen und deren Auswirkungen auf die Energieeffizienz zu verstehen. Wie bei diesem praktischen Szenario: Es ist wichtig, Konnektivitätsoptionen mit geringem Stromverbrauch zu wählen, wie NB-IoT und LTE-M. So ist es möglich, die Batterielebensdauer von Geräten für 10 bis 15 Jahre in einer schwer zugänglichen Einrichtung zu maximieren.

Die gleiche Argumentation gilt für die Konnektivitätsabdeckung von IoT-Lösungen. Je näher das Design an 100 % Konnektivität herankommt, desto besser. Die Lösung sollte darauf abzielen, Zugriff auf das beste verfügbare Netzwerk zu haben, das in der Lage ist, Dienste von höchster Qualität bereitzustellen. Wenn das IoT-Projekt auf mehrere geografische Regionen erweitert werden soll, müssen zudem Roaming-Vereinbarungen sowie die jeweiligen Beschränkungen und Zeitrahmen berücksichtigt werden. Wenn diese Überlegungen nicht bereits Teil der Planungsphase sind, besteht die Gefahr, dass zusätzliche Gebühren anfallen oder sogar Geräte blockiert oder von den Netzen getrennt werden müssen. In einigen Ländern ist ständiges Roaming verboten. Obwohl diese Art des Roamings an manchen Orten der Welt erlaubt ist, ist zu beachten, dass sich die gesetzlichen Bestimmungen immer ändern können. Das heißt: Auch wenn die Regierungen permanentes Roaming nicht offiziell verbieten, können die lokalen Mobilfunkbetreiber die Netzwerkfunktion jederzeit blockieren.

Laut einem aktuellen Bericht von Exactitude Consultancy wird für den IoT-Konnektivitätsmarkt zwischen 2023 und 2029 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 21 % erwartet. Demnach soll der Gesamtwert im Jahr 2029 etwa 25,1 Milliarden US-Dollar betragen.