Dokumen Konektivitas Internet Industri Mengevaluasi Standar Inti:DDS, OPC-UA, Layanan Web

Konsorsium Internet Industri telah merilis bagian penting dari panduan Arsitektur Referensinya:dokumen Kerangka Konektivitasnya. Ini sebenarnya cukup penting; dokumen ini membahas detail tentang konektivitas untuk sistem IIoT, menetapkan kriteria untuk mengevaluasi teknologi/standar konektivitas dan mengajukan beberapa kemungkinan teknologi untuk standar konektivitas inti, termasuk DDS, OPC-UA, dan WebServices. Dengan kata lain, ada beberapa panduan yang sangat berharga di sini.

Apa itu Konektivitas untuk Sistem IIoT?

Menurut dokumen Konektivitas Internet of Things Industri, “konektivitas menyediakan kemampuan untuk bertukar informasi di antara peserta dalam domain fungsional, di seluruh domain fungsional dalam suatu sistem dan di seluruh sistem. Informasi yang dipertukarkan dapat mencakup pembaruan sensor, peristiwa, alarm, perubahan status, perintah, dan pembaruan konfigurasi. Lebih konkretnya, konektivitas adalah fungsi lintas sektoral yang kritis yang mendukung interoperabilitas di dalam dan di seluruh sistem IIoT. Bergerak melampaui campuran standar kepemilikan dan standar spesifik industri vertikal saat ini ke kerangka kerja berbasis standar IIoT terbuka adalah tujuan dari pekerjaan ini.

Melihat Konektivitas dari sudut pandang teknis, gambar 1 menunjukkan di mana fungsi Konektivitas terletak pada tumpukan Jaringan, Konektivitas, dan Informasi, dan membagi Konektivitas menjadi 2 lapisan berbeda:Transport dan Kerangka. Lapisan Transport menyediakan interoperabilitas teknis, dengan “Bits dan Bytes dibagi antara titik akhir, menggunakan protokol komunikasi yang didefinisikan secara jelas.” Lapisan Kerangka menyediakan interoperabilitas sintaksis, dengan “Tipe data terstruktur dibagi antara titik akhir. Memperkenalkan struktur umum untuk berbagi data; yaitu, struktur data umum dibagikan. Pada level ini, protokol umum digunakan untuk bertukar data; struktur data yang dipertukarkan didefinisikan dengan jelas.” Mengatasi kebutuhan konektivitas melalui interoperabilitas sintaksis yang disediakan oleh lapisan kerangka konektivitas dan menilai standar kerangka konektivitas adalah salah satu kontribusi penting dari dokumen ini.

Gambar 1. Konektivitas, menggunakan fungsi Jaringan di bawah – Protokol Internet, menyediakan lapisan untuk mengkomunikasikan pesan dan data antara peserta sistem.

Konsep Standar Konektivitas Inti.

Untuk memastikan interoperabilitas di dalam dan di seluruh sistem IIoT, dokumen Kerangka Konektivitas merekomendasikan penggunaan standar konektivitas inti. Gambar 2 menunjukkan bagaimana standar inti ini menjadi bus konektivitas untuk sistem, mengintegrasikan perangkat dan aplikasi asli secara langsung dan warisan, atau perangkat dan aplikasi non-inti-standar melalui gateway atau jembatan protokol. Dengan cara ini entitas non-standar dapat "dinormalisasi" ke dalam standar konektivitas inti. Arsitektur referensi konektivitas inti ini merupakan inti dari panduan IIC untuk memastikan interoperabilitas yang aman dari perangkat ke perangkat ke aplikasi untuk sistem IIoT.

Gambar 2. Menggunakan Standar Konektivitas Inti menyediakan interoperabilitas dan integrasi yang efisien di dalam dan di seluruh sistem IIoT.

Mengevaluasi Standar Konektivitas.

Untuk mengurangi tantangan integrasi dan interoperabilitas di berbagai sistem IIoT, tujuan utama IIC, dokumen tersebut menyediakan metode dan template untuk mengevaluasi teknologi konektivitas dan standar untuk IIoT. Ini mencakup penilaian sebagian besar standar IIoT seperti DDS, OPC-UA, HTTP/WebServices, OneM2M, MQTT, dan CoAP. Banyak dari standar ini ternyata menangani tingkat yang berbeda dari tumpukan konektivitas seperti yang Anda lihat pada gambar 3. Rincian lebih lanjut tentang setiap standar disediakan dalam dokumen.

Gambar 3. Standar konektivitas IIoT dan lokasinya di tumpukan konektivitas.

DDS sebagai Standar Konektivitas Inti.

Dari gambar 3, Anda dapat melihat bahwa dokumen tersebut menilai 4 standar kerangka kerja konektivitas termasuk DDS. Selain itu, dokumen Kerangka Konektivitas memberikan panduan tentang persyaratan untuk memilih inti standar kerangka konektivitas. Kerangka kerja konektivitas inti harus:

• Menyediakan interoperabilitas sintaksis
  • Menyediakan cara untuk memodelkan data, sistem tipe (mis. DDS, OPCUA)
  • Tidak bisa hanya protokol pesan "sederhana" (MQTT, COAP, dll)
• Jadilah Standar terbuka dengan tata kelola yang kuat:
  • dari SDO seperti IEEE, OASIS, OMG, W3C, IETF
• Bersikaplah horizontal &netral
• Jadilah stabil dan diterapkan di banyak industri
• Memiliki gateway inti yang ditentukan standar ke semua standar inti konektivitas lainnya
• Menyediakan fungsi inti seperti terbitkan-berlangganan, minta-balasan, temukan, dll.
• Memenuhi persyaratan non-fungsional:kinerja, skalabilitas, keamanan, ...
• Memenuhi kriteria bisnis:tidak memerlukan komponen tunggal dari vendor tunggal, telah mendukung SDK, memiliki implementasi open source, dll.

Pada gambar 4, Anda dapat melihat 4 standar kerangka konektivitas inti potensial yang dinilai berdasarkan persyaratan ini. DDS mendukung semua persyaratan dan merupakan standar yang menjanjikan untuk sistem IIoT di semua industri.

Gambar 4. Kriteria Standar Inti Konektivitas IIoT yang diterapkan pada standar kerangka kerja konektivitas utama.

Secara khusus, jika Anda membandingkan DDS dengan standar kerangka konektivitas lain yang menjanjikan, OPC-UA, dari gambar 5 di bawah, Anda dapat melihat bahwa mereka menangani kasus penggunaan sistem yang sangat berbeda. Jika tantangan utama Anda adalah mengintegrasikan aplikasi perangkat lunak di seluruh sistem IIoT, maka DDS adalah pilihan yang baik. Jika tantangan Anda adalah menyediakan antarmuka untuk perangkat edge Anda agar integrator sistem nantinya dapat mengintegrasikannya seperti sel kerja manufaktur, maka OPC-UA adalah pilihan yang baik.

Gambar 5. Aspek sistem yang tidak tumpang tindih ditangani oleh standar kerangka konektivitas inti.

Seperti yang Anda lihat, dokumen IIC ini memberikan banyak panduan penting dan konsep klarifikasi untuk konektivitas IIoT. Anda dapat menggunakan profil penilaian standar konektivitas IIoT untuk menilai standar lain yang mungkin Anda minati untuk sistem Anda, atau menggunakan panduannya untuk memilih di antara standar terkemuka. Untuk detail lebih lanjut, unduh dokumen untuk Anda sendiri.