Het juiste netwerk

 
Het juiste netwerk
Connectiviteit vormt de basis van het Internet of Things. Hoe wisselen al die miljarden devices hun data uit?
 
Jasper Snijder
 
In 2020 hebben we per persoon circa vijftig IP-adressen van apparaten die met elkaar zijn verbonden en autonoom kunnen communiceren. Dit komt door het Internet of Things (IoT), de trend die Gartner vorig jaar bovenaan de hypecyclus voor opkomende technologieën plaatste. Het IoT is ‘hot’, de mogelijkheden lijken onbegrensd en de voorspellingen van gerenommeerde onderzoeksbureaus zijn buitensporig. Veel wordt geïnvesteerd om het IoT mogelijk te maken, zonder dat de voordelen al meteen duidelijk worden voor bedrijven. Op welk punt staan we in de evolutie naar de zogenoemde ‘connected world’?
Waar we precies staan, weet niemand, maar enkele onderzoeksbureaus wagen zich aan voorspellingen voor de ontwikkeling van de trend in de aankomende jaren. Volgens Gartner zijn er in 2020 26 miljard connected devices. Dat is een groei van 35 procent per jaar vanaf 2013. Onderzoeksbureau IDC verwacht dat de wereldwijde IoT-markt groeit van 655 miljard dollar in 2014 naar 1,7 triljoen dollar in 2020. McKinsey voorspelt dat de transformatie van fabrieken, woningen en steden door het IoT een nog grotere economische waarde oplevert dan de hype doet vermoeden. Volgens ramingen bedraagt de economische impact tegen 2025 tussen de 3,9 en 11,1 triljoen euro per jaar en dat is ongeveer 11 procent van het mondiale bbp.
Digitale revolutie
De cijfers maken duidelijk dat we aan het begin van de nieuwste revolutie in het digitale tijdperk staan. Het internet zorgde ervoor dat informatie altijd bereikbaar is en communicatie altijd mogelijk is. Nu gaan we naar een wereld waarin alles met alles is verbonden. We kennen al het machine-to-machine-landschap (M2M) waarbij apparaten met elkaar worden verbonden, maar dat is vooral bedoeld om te monitoren. Een apparaat wordt aangesloten op een netwerk en geeft een seintje over een gebeurtenis naar een ander apparaat.
Bij het IoT wordt de volgende stap gezet en draait het om informatie-uitwisseling tussen individuele slimme apparaten en servers. Hierbij wordt de ontvangen data breed geanalyseerd en omgezet in informatie om producten, processen en beleid te verbeteren.
Een veelheid van branches kan en zal profiteren van deze voordelen van het IoT. Volgens Gartner waren de industrie, energiebedrijven en de transportsector de drie belangrijkste IoT-segmenten in 2015. Volgens het onderzoeksbureau is dat in 2020 de energiemarkt, gevolgd door de maakindustrie en de overheid. De echte push voor IoT-oplossingen komt dus niet voort uit het privédomein, maar uit het bedrijfsleven en de smart industries, smart cities, slimme infrastructuur, smart logistics en de gezondheidszorg.
Connectiviteit
De voortekenen zijn gunstig voor diverse sectoren, maar het duurt nog wel even voordat het IoT een wezenlijk onderdeel uitmaakt van de samenleving. De stappen naar die verbonden wereld zijn wel al duidelijk waarneembaar, sommige voorbeelden zijn al te benoemen, maar de kansen zijn nu nog niet in de volle breedte te overzien. Het is daarom verstandig een goede basis te realiseren waarop die toekomst kan worden gebouwd. Sensoren die data genereren en interpreteren is eigenlijk al de tweede stap in het proces, de mogelijkheid tot communiceren is juist het fundament. Het IoT valt of staat met connectiviteit.
Deze digitalisering van communicatie moedigt de telecomsector aan om zichzelf opnieuw uit te vinden. Forrester Research stelt dat een stabiel netwerk aan de basis staat van zakelijk succes, groei, efficiëntie en risicobeheer. Hoe meer appa raten onderling communiceren, hoe drukker het wordt op de diverse netwerken. Volgens Forrester zouden IT-beslissers hun bedrijfsnetwerk moeten herzien om digitalisering in de organisatie ook in de nabije toekomst goed te faciliteren. Ruim twee derde van de ondervraagde IT-beslissers liet weten dat bestaande netwerken succes in de weg kunnen zitten. Een overgrote meerderheid gaf zelfs aan dat het netwerk een cruciale bijdrage levert aan het concurrentievermogen van een connected business.
Specifieke oplossing Bedrijfsnetwerken moeten dus meer bieden dan alleen connectiviteit, zegt hetzelfde rapport. Ze moeten de juiste ondersteuning bieden voor evoluerende zakelijke behoeften. Die behoeften
veranderen en verschillen natuurlijk per situatie, maar voor het IoT geldt in z’n algemeenheid dat de gebruiker centraal moet staan en dat het netwerk en databeheer wordt ingericht voor speci-fieke situaties. Dit betekent dat vooraf goed moet worden gekeken waar de prioriteit ligt. Gaat het in de eerste plaats om beschikbaarheid van het netwerk of is de toepassing ervan belangrijker?
Bij een IoT-oplossing waarbij de verbinding altijd gegarandeerd moet zijn, wordt namelijk een andere techniek gebruikt dan wanneer slechts sporadisch een signaal wordt uitgezonden. Bouwers van IoT-oplossingen kunnen momenteel kiezen uit ongeveer veertig verschillende technologieën, variërend van kabel en mobiele netwerken, zoals 2G, 3G, 4G tot radio- en televisiesignalen, wifi, bluetooth en LoRa. Dit aantal loopt waarschijnlijk in de aankomende jaren nog wel op. Voor iedere situatie is er dus een passende connectiviteits-oplossing met specifieke kenmerken. Ontwik kelaars en aanbieders moeten telkens weer kritisch bekijken wanneer welk type connectiviteit gewenst is.
Mogelijkheden?
Aan de basis van die keuze staan enkele belangrijke vragen: Hoe zorg je dat apparaten en sen-soren altijd zo goed mogelijk en kostenefficiënt zijn verbonden met het internet? Hoe worden verschillende communicatietechnieken onderling met elkaar verbonden? Hoe kies je de beste connectiviteit uit de grote hoeveelheid technische oplossingen? Kies je daarnaast voor een lokale oplossing of een oplossing die meelift op de publieke infrastructuur? En als de keuze eenmaal is gemaakt, hoe kun je die dan het beste operationeel managen? Daarnaast is het ook nog belangrijk om vooraf helder te hebben wat de keuze betekent voor de veiligheidseisen als er kritische data of juist openbare data worden ontsloten?
In tal van situaties is een lokale oplossing de beste en snelste route naar connectiviteit. Bij veel bedrijven vormt glasvezel de basis van de IT-infrastructuur en worden draadloze technieken ingezet voor de ‘losse’ objecten. Wifi is bijvoor beeld geschikt op het moment dat een fabriek via duizenden sensoren allerlei lokaal dataverkeer bij elkaar wil brengen. Deze lokale oplossingen zijn in principe betaalbaar en kunnen voor een groot deel zelf worden ingericht. Van wifi is het, net als bij bluetooth, ook bekend dat het signaal snel verslechtert bij grotere afstanden en bij ‘obstakels’ als muren. Dit maakt het lastig om een stabiele en snelle verbinding voor het IoT in gebouwen mogelijk te maken.
Niet-lokale connectiviteit
Daarom is niet-lokale connectiviteit vaak een betere keuze, vooral nu de zendtechnologie ook verbetert en signalen sterker zijn, waardoor bijvoorbeeld ook de dekking in kelders verbetert. Bij niet-lokale connectiviteit wordt voor data-uitwisseling tussen apparaten nog vaak gekeken naar mobiele netwerken zoals 2G, 3G en 4G. Dit werkt op basis van een SIM-kaart in het apparaat. Een van de eerste datatechnologieën is 2G, waarbij kleine pakketjes aan data verstuurd kunnen worden. Slimme energiemeters die meterstanden doorgeven, kunnen dat bijvoorbeeld prima realiseren via 2G. Een van de nadelen van 2G is dat dit veel energie vergt.
Met de stijging van het aantal smartphones groeide ook de vraag naar meer bandbreedte. Dat werd het 3G-netwerk waarbij meer data verstuurd kon worden, bijvoorbeeld het beperkt streamen van video. Het nadeel van deze technologie is dat het niet echt snel werkt.
Bovendien is 3G relatief snel ingehaald door het 4G-netwerk, wat aantoont dat mobiel verkeer voor veel data in een stroomversnelling kwam. Het 4G-netwerk is op dit moment het kanaal voor M2M-connectiviteit waarbij grote bestanden worden verstuurd. Bijvoorbeeld het snel streamen van video. Een groot voordeel van 4G is dat een verbinding nagenoeg real-time kan worden opgezet. Hierdoor is het bijvoorbeeld zeer geschikt voor remote aansturing van verkeersregelinstallaties.
Nieuwe IoT-markten
Mobiele netwerken zijn prima bruikbaar voor dataverkeer, maar het nadeel ervan is dat ze relatief veel energie gebruiken. Steeds meer IoT-toepassingen gebruiken echter nauwelijks energie. Voor deze toepassingen is het LoRa-netwerk ontwikkeld. Geen vervanging van bestaande netwerken, maar een aanvulling op het IoT-aanbod. LoRa staat voor ‘longe range, low power’ en kan worden gezien als het ontbrekende stukje in de IoT-puzzel. Beweerd wordt dat een LoRa-chip vijftien jaar werkt op slechts twee penlite-batterijen. Via LoRa kunnen sensoren eenvoudig over lange afstand communiceren. Dit gaat met name om devices die af en toe kleine hoeveelheden data verzenden, bijvoorbeeld het doorgeven van een status als ‘aan/uit’.
Beschikbaar en betaalbaar
Door de introductie van een landelijk dekkend LoRa-netwerk komt het IoT voor het eerst overal beschikbaar. Met LoRa wordt het makkelijk om objecten op het internet aan te sluiten. Het wordt nu bijvoorbeeld voor postorderbedrijven mogelijk om rolcontainers te voorzien van een sensor waardoor te bepalen is waar de container zich bevindt en hoe vol deze is. Zo kan het bedrijf het leveren van pakketten beter plannen.
Maar het aantal toepassingen is praktisch onbeperkt. In smart cities kan men via dit netwerk vuilcontainers monitoren, verkeerslichten aansturen, vrije parkeerplekken identificeren, waterstanden meten of verkeersstromen sturen. Een stad wordt daardoor digitaal inzichtelijk, wat slimmer beleid mogelijk maakt. Permanent meten van de status van apparatuur gaat sneller dan periodieke controle door een werknemer. Zo kun je ook de straatverlichting aanpassen op aanwezigheid, waardoor energieverbruik en kosten dalen.
LoRa heeft veel potentie, omdat het specifiek voor het IoT is ontwikkeld. Nieuwe ontwikkelingen volgen elkaar snel op en steeds meer partijen sluiten zich aan bij de LoRa Alliance, waarbinnen leveranciers en ontwikkelaars samenwerken om interoperabiliteit te garanderen.
Welke techniek
Het uitrollen van een IoT-toepassing is een iteratief traject. Vaak gaat er een proeftraject aan vooraf en bijsturen tijdens de uitrol is geen uitzondering. Het kiezen van de juiste technologie vergt kennis van de bedrijfsprocessen en inzicht in toekomstige ontwikkelingen. Maar het gaat om meer dan alleen de infrastructuur. Het gebruik van slimme energiemeters betekent meer dan uitbreiding van de meetapparatuur met een modem. Het betekent vooral dat de backoffice moet worden aangepast om die informatie te kunnen verwerken.
Een ander voorbeeld van zo’n koppeling is bijvoorbeeld een lichtmast met een bewegingssensor plus camera. Als de mast aangaat wanneer een sensor beweging signaleert, weet het systeem dan ook dat de camera ingeschakeld moet worden?
Drukte op het netwerk
Connectiviteit vormt de basis van het IoT. Dat stelt eisen aan communicatieprotocollen en daar ligt nog een forse uitdaging. Door de veelheid aan oplossingen die nu worden ontwikkeld, ligt wildgroei op de loer. Toch zal massale adoptie van het IoT alleen plaatsvinden als aanbieders en ontwik-kelaars zich confirmeren aan standaarden. Een andere uitdaging is de toenemende drukte op het netwerk. Meer slimme apparaten betekent meer dataverkeer en piekbelasting op bepaalde plekken en tijden. Machina Research verwacht dat het gemiddelde netwerkverkeer tussen 2015 en 2020 stijgt met factor zes. Meer netwerkverkeer betekent dat ook de datacenters zwaarder belast worden. Volgens IDC vraagt het IoT over vier jaar 750 procent meer capaciteit van datacenters en dienstverlenende bedrijven.
In mijn optiek staan we aan de vooravond van een nieuw tijdperk waarin data en datamanagement een belangrijke rol gaan spelen. Het is daarom voor ieder bedrijf raadzaam om hun interne processen goed onder de loep te nemen en te bepalen wat de specifieke vraag rond het IoT is.
De introductie van 4G ligt nog maar net achter ons en nu al is LoRa het vliegwiel voor het Internet of Things. De ‘connected world’ komt dus snel dichterbij met alle mogelijkheden op het gebied van M2M en LoRa. In hoeverre is uw ICT-architectuur al gereed voor alle nieuwe kansen?
 
Jasper Snijder (iot@kpn.com) is executive vice president New Business bij KPN.

Tag

IoT

Onderwerp

IoT


Niet gevonden? Vraag het de redactie!

Heeft u het antwoord op uw vraag niet gevonden, of bent u op zoek naar specifieke informatie? Laat het ons weten! Dan zorgen we ervoor dat deze content zo snel mogelijk wordt toegevoegd, of persoonlijk aan u wordt geleverd!

Stel uw vraag