SWITCH schafft Basis für ein IoT-Ökosystem

Der erste SWITCH IoT Day im Februar 2018 stand im Zeichen der Wissensbildung und des Erfahrungsaustauschs zu Internet of Things (IoT). Gemeinsam diskutierten Vertreter der Informatikdienste, der forschungsnahen Organisationen und Forschende, wie die Rolle der Stiftung SWITCH und der “Open Network Infrastructure Association” (ONIA) aussehen und was diese Zusammenarbeit für die Community bedeuten könnte.

Text: Kurt Baumann, publiziert am 28.03.2018

Der Begriff IoT bezeichnet ein Sammelsurium von verschiedenen Disziplinen und Technologien. So wird IoT assoziiert mit der Herstellung intelligenter Geräte oder Kleider (engl. Wearables), Gebäudesteuerungen (engl. Smart Home), der effizienten Versorgung und Bewirtschaftung von Städten (engl. Smart Cities), dem Einsatz künstlicher Intelligenz in der Landwirtschaft (engl. Smart Agriculture), der Vernetzung von Fortbewegungsmitteln (engl. Connected Cars), der Unterstützung der gemeinen Gesundheit (engl. Health Care) und dem Optimieren von Energieressourcen (engl. Smart Energy).

Im Gegensatz zu Mobilfunknetzen (3G, 4G, LTE-A, etc) und WLANs werden im Internet der Dinge nicht mehr nur Menschen zu Dienstleistungen und / oder Applikationen verbunden, die Maschine-zu-Maschine Kommunikation (M2M) steht stark im Vordergrund und ist zentral. Technologische Fortschritte an Sensoren, die immer kleiner, vernetzter und günstiger werden, fördern diesen Wandel.

Die IoT-Applikationsdomäne zeigt sich zurzeit in drei Schlüsselfaktoren, die sich sicher in Zukunft noch stärker ausprägen werden:

  • Es sind die Middleware und deren Programmierbarkeit durch APIs,
  • die Netzwerk-Management Kapazitäten, die wichtig sind, um ein IoT-System zu überwachen und zu managen und in diesem Kontext
  • das Selbstmanagement und die Selbstoptimierung jeder individuellen Komponente eines Systems.

Das Internet der Dinge ist ein System von miteinander verbundenen Computern, also mechanische und digitale Maschinen, sowie Objekte oder Personen, die in eindeutiger Kennung (engl. Identity) Daten über das Netzwerk übertragen, ohne dass eine Mensch-zu-Mensch Kommunikation notwendig ist.

In Zukunft wird autonomes Verhalten in immer komplexeren IoT-Systemen die Norm sein. Weiter wird Security und Privacy von IoT-Systemen eine wichtige Rolle spielen, da solche Systeme personifizierte Informationen erzeugen oder damit einhergehen können. Die Applikationsentwicklung und Geschäftsmodelle werden auf solch sicheren und flexiblen Infrastrukturen aufgebaut. Natürlich haben die IoT-Systeme auch Einfluss auf das sozialpolitische Verhalten der Leute und somit auf die Gesellschaft. 

Wir können also IoT wie folgt definieren: Das Internet der Dinge ist ein System von miteinander verbundenen Computern, also mechanische und digitale Maschinen, sowie Objekte oder Personen, die in eindeutiger Kennung (engl. Identity) Daten über das Netzwerk übertragen, ohne dass eine Mensch-zu-Mensch Kommunikation notwendig ist.

Starke Partner: SWITCH und ONIA

Startpunkt des Engagements von SWITCH im Bereich IoT war das Network/Security Working Group Meeting in St. Gallen  im Juni 2017. Vertreter von ONIA, stellten TheThingsNetwork vor. Am World Café wurde die Funktion des "The Things Network" (TTN) mit einem Temperatursensor als Datenkollektor demonstriert und eine erste Einführung in IoT gegeben.

Am ICT Focus Meeting im November 2017 in Lugano berichtete Prof. Peter Affolter von der Berner Fachhochschule (BFH) sehr konkret aus seiner Forschungstätigkeit. Die BFH betreibt in der Terminologie von TTN eine offene, auf LoRa basierende, IoT-Infrastruktur für ihre Forschenden und Studierenden. Dies ermöglicht, neue Anwendungsfälle und Test Cases unter realen Bedingungen mit realen Usern in einer realen Umgebung durchzuführen. Natürlich war auch Security ein Thema. Da über das TTN-Netzwerk eine M2M-Kommunikation (Sensoren mit Applikationen und vice versa sprechen) verschlüsselt erfolgt, relativieren sich die Fragen für einen TTN-Netzwerkbetreiber. 

SWITCH als "Trusted Entity"

Die Gruppenarbeiten am SWITCH IoT Day bezogen sich auf vier Fragen, die von den 40 Teilnehmenden wie folgt beantwortet wurden.

  • Was ist IoT?

Die Informatikdienste (IDs), Forschenden und forschungsnahen Organisationen sehen das Internet der Dinge als M2M Kommunikation. Die Sensoren sind fähig über das Internet autonom mit ihren Applikationen und umgekehrt sicher zu kommunizieren.

  • Was ist der Scope bezüglich IoT für die Universitäten?

Der Scope von IoT für Universitäten wird unterschiedlich beschrieben: So sehen ihn die IDs vor allem im Aktivieren der Forschenden und ihren Organisationen. Forschende sehen den Scope in der Akquisition verteilter Daten von öffentlichem Interesse (Data Management), deren Zugriff mittels SWITCH edu-ID erfolgen soll. Sie sehen sich auch als Anbieter solcher Daten für Forschungszwecke und Innovation, dies auch für die Industrie (Data Life Cycle Management). Die forschungsnahen Organisationen ihrerseits wollen neue Themen in die Community bringen, ein Kompendium (Sammlung von Anwendungsfällen) zur Verfügung stellen und die Vielfalt der IoT pflegen - LoRaWAN ist nicht gleich IoT.

  • Welche Rolle soll SWITCH bezüglich IoT einnehmen?

Die Rolle der Stiftung SWITCH in der Community wird von den IDs als "Trusted Entity" beschrieben. Die Forschenden sehen die Rolle als Transformation von Forschungsaktivitäten in die Industrie. Die forschungsnahen Organisationen sehen SWITCH als Infrastrukturanbieterin - SWITCH betreibt ein TTN-Backend.

  • Wie sieht die Community eine Kooperation mit ONIA?

Die IDs, Forschenden und forschungsnahen Organisationen sehen die Kooperation mit ONIA als sehr befruchtend. SWITCH/ONIA soll als "Legal Entity" auftreten. Die Teilnehmenden sehen eine grosse Chance darin, mit ONIA die gesamte Wertschöpfungskette vom Infrastrukturanbieter über Wissensvermittlung bis zum Full-Serviceprovider abzudecken. Dabei wird ganz speziell die Kernkompetenz von SWITCH als Netzwerkanbieterin erwähnt.

Ein Ausblick

Aus den oben erwähnten Statements folgt, dass die Beziehung zwischen SWITCH und ONIA die Basis für eine starke IoT-Umgebung legt. Ein Memorandum of Understanding zwischen SWITCH und ONIA wird in der Folge finalisiert, sprich die Beziehungen im Zusammenspiel zwischen TTN, ONIA und SWITCH müssen geklärt werden. Daraus werden Rollen für SWITCH und ONIA abgeleitet. So ist es möglich, dass die Stiftung SWITCH die Rolle als Betreiberin eines TTN-Backends für die Schweiz wahrnimmt. Es gilt, das Image einer "Trusted Entity" einzubringen und aufzubauen.

Im Hinblick auf das Dienstleistungsangebot könnte SWITCH durchaus das Prinzip eines ONE-STOP-SHOP für die Schweizer Hochschulen und Forschungsorganisationen verfolgen. ONIA würde den Kontakt zur Open Source Szene und zur Wirtschaft pflegen, und den Aufbau einer Community zusammen mit SWITCH forcieren. Weiter wäre ONIA mit SWITCH das Bindeglied zur TTN Foundation, die das TTN auf globaler Ebene fördert, und würde über die Einhaltung des TTN Manifests in der Schweiz wachen.

Über den Autor
Kurt   Baumann

Kurt Baumann

Im Jahr 2001 erhielt Kurt Baumann den Master in Mathematik von der Universität Zürich. Nach seiner Tätigkeit bei IBM stiess er im Jahr 2005 zu SWITCH. Er ist Mitglied des Network-Teams und vertritt die Interessen von SWITCH bei GÉANT.

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Definition von Internet of Things (IoT)


IEEE definiert IoT als "A network of items - each embedded with sensors - which are connected to the Internet." (IEEE, Special Report "Internet of Things", 2014)

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Network
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