Planification et conception l'Internet des objets.
Par Art King - Corning Inc.
Paru dans "Cabling Installation and Maintenance", janvier 2019
Par Art King - Corning Inc.
Paru dans "Cabling Installation and Maintenance", janvier 2019
Beaucoup a été écrit sur l'Internet des objets (IoT) au cours des dernières années, discutant à la fois sur des projections de croissance explosive du nombre d'appareils connectés et sur la valeur attendue pour les entreprises mondiales qu'ils apporteront. Les projections de croissance à elles seules sont stupéfiantes. À partir du graphique de cet article, vous pouvez voir que la croissance numérique de 2018 à 2019 est de 3,52 milliards d'appareils IoT dans le monde.
Cela quantifie ce qui sera demandé aux intégrateurs de réseaux et de systèmes informatiques pour aider à connecter ces dispositifs à différents réseaux, leur impact potentiel et l'élaboration de directives de planification. Dans le reste de cet article, nous nous concentrerons sur ce qui est important pour les professionnels des réseaux, car nos clients professionnels nous demandent d'ajouter des appareils IoT au paysage de l'infrastructure.
Pour commencer, définissons l'IoT. L'IoT ce ne sont pas les ordinateurs de bureau, les ordinateurs portables et les tablettes que nous utilisons tous les jours. En général, l'IoT est l'ensemble des appareils/applications en réseau qui ne sont pas utilisés par les humains, également appelé communication de machine à machine ou M2M. Il peut s'agir de capteurs qui envoient des informations, de commandes d'action ou des deux. Les appareils peuvent fonctionner dans les maisons, les immeubles de bureaux, les entrepôts ou à l'extérieur, des rues de la ville aux champs agricoles.
La plupart des appareils IoT sont autonomes et optimisés pour l'usage auquel ils sont destinés. Pour attacher une identité IoT à une personne, parce que nos smartphones sont un «miroir numérique» du propriétaire, il existe des applications qui nous représentent dans l'espace numérique et interagissent avec l'infrastructure IoT. Par exemple, une application bancaire peut être détectée lorsqu'un consommateur entre dans l'agence, et l'expérience avec le personnel lui est adaptée. Enfin, de nombreuses applications installées dans les smartphones sont essentiellement des capteurs itinérants collectant des données pour des plates-formes IoT beaucoup plus grandes.
Dans l'infrastructure de la plupart des entreprises, les projets IoT seront présentés aux équipes de mise en réseau par les unités commerciales intéressées.
Pour toute utilisation de l'IoT, il y a quelques questions d'infrastructure courantes à prendre en compte :
Que vous ayez besoin de notre aide pour répondre aux besoins actuels en données ou que vous planifiez pour le future, je peux vous aider.
Connectons et créons ensemble la meilleure solution qui vous convienne.
Cette projection de marché de Statista indique la croissance stupéfiante attendue des appareils connectés dans le monde jusqu'en 20215. De 2018 à 2019 seulement, la croissance sera de 3,52 milliards d'appareils. |
Un nombre important de technologies sont soutenues par des équipementiers IoT. Ils offriront la meilleure technologie du réseau pour leurs systèmes, du câble Ethernet au service LPWA. Puisque tout appareil IoT connecte à une application, les données IoT vont circuler via un réseau IP, privé ou Internet, vers des serveurs dans le Data Center ou un service Cloud comme Amazon AWS ou Microsoft Azure.
Pour chaque type de réseau, une planification est nécessaire afin de comprendre et satisfaire les besoins de l'IoT.
Lors de cet exercice de planification et budgétisation pour IoT, toutes les dépenses nécessaires devraient être prévues par l'unité business qui apporte le service. Des outils d'évaluation des réseaux ciblés sont utilisés pour évaluer les améliorations nécessaires et besoins en budget.
Considérations pour le design de réseaux :
Pour de nombreuses entreprises, la convergence architecturale de nombreux réseaux physiques sur des tranches (slices) de réseau individuelles partageant le même réseau physique présente des avantages économiques. Cependant chaque tranche de réseau n'est pas connectée à d'autres tranches ou ne les connaît pas. Cette tendance de conception pousse une quantité énorme de câbles à fibre optique plus loin vers le bord (edge) des réseaux pour permettre cette stratégie «fibre optique». Comment et où l'IoT l'exploite peut affecter les coûts de mise en œuvre. Veuillez noter que nous avons utilisé des tranches de réseau (network slices) ici car il s'agit d'un terme émergent de la 5G qui décrit le réseau logique.
TABLEAU 1. Cas d'utilisation de l'IoT et types de réseau
Application |
Type de réseau |
Quantité de trafic |
Commentaires |
Distributeur automatique |
WiFi |
Faible |
Non géré, pas important pour l'entreprise |
Caméra de sécurité |
câble Ethernet |
Haut |
Géré par la sécurité |
PLC SCADA |
Ethernet optique |
Faible |
Géré par l'entreprise, essentiel à la mission |
Étiquette d'inventaire |
Cellulaire ou WiFi |
Faible |
Non géré, important lors de la localisation de l'actif |
Robot industriel |
Cellulaire |
Moyen |
Géré par l'entreprise, essentiel à la mission |
Bracelet de sécurité |
IoT cellulaire |
Faible |
Non géré |
Collecteur de pluie |
LPWA |
Faible |
Non géré |
Les applications IoT industrielles dans les centres de production et de distribution sont considérées comme critiques. Dans ces deux domaines d'application, l'intérêt de remplacer le câble filaire pour les robots, les automates programmables (PLC) et d'autres équipements de fabrication en réseau avec des services sans fil est très élevé.
Le sans-fil permet des configurations flexibles de bandes transporteuses du centre de distribution qui ont aujourd'hui des réseaux de commande câblés. La commutation d'inventaire à grande vitesse est très importante et nécessite le niveau élevé de garanties réseau fournies par LTE / 5G. Le cellulaire fournit des réponses limitées dans le temps, un accès équitable et des contrôles de qualité de service.
Le sans-fil permet des configurations flexibles dans lesquelles la ligne de production peut être reconfigurée sans avoir à restructurer les réseaux de commande filaires. Les robots industriels constamment en mouvement et usant le câblage de commande peuvent réduire les temps d'arrêt en utilisant LTE/5G pour la commande et le contrôle robotiques.
Étant donné que les temps d'arrêt dans ces environnements sont coûteux, le LTE privé ou la 5G sont utilisés pour remplacer le câblage. Les réseaux privés LTE/5G sont conçus pour être prévisibles et n'utilisent pas de réseau public de téléphonie mobile car l'entreprise a besoin d'une gestion totale de bout en bout. Lors de la conception de réseaux IoT pour ces applications, le réseau LTE/5G privé offre une redondance dans des zones clés, une couverture bien conçue dans l'ensemble de l'installation et la capacité nécessaire pour répondre aux demandes.
Dans les cas industriels que nous venons d'évoquer, l'IoT est géré par l'entreprise. Dans d'autres applications, l'entreprise dispose d'appareils IoT répartis dans toute l'entreprise qui se connectent à un service Cloud auquel l'entreprise peut se connecter. Dans ces cas, il n'y a aucune responsabilité de gestion pour le service, mais il est nécessaire de garantir une couverture réseau adéquate pour prendre en charge les appareils IoT partout où ils opèrent dans l'entreprise.
Par exemple, chaque dispositif clinique d'un hôpital ou d'un campus médical peut avoir un module sans fil intégré pour à la fois localiser et transmettre les données du patient. Dans de nombreux cas, les réseaux WiFi peuvent être utilisés pour répondre à ces besoins, mais les besoins extérieurs ou les appareils cliniques qui accompagnent les premiers intervenants prendront en charge les services cellulaires. Dans tous ces cas, l'IoT sera géré en interne pour assurer la réglementation de la confidentialité des données des patients en vertu de la loi sur la portabilité et la responsabilité de l'assurance maladie (HIPAA aux USA).
L'IoT non géré peut constituer une menace pour les entreprises où elles utilisent le réseau d'entreprise pour se connecter à leur service Cloud.
Exemples à considérer :
Tous ces appareils étaient derrière des modems DSL, mais ils étaient toujours piratés. Imaginez qu'ils soient installés sur le réseau de l'entreprise et connectés au serveur de commande/contrôle de l'armée de robots. Que pourrait-il arriver à l'intérieur du réseau d'entreprise ?
Les meilleures pratiques pour tous les appareils qui ne sont pas activement gérés par le service informatique de l'entreprise est de ne jamais les autoriser sur le réseau d'entreprise. Cela peut être fait avec des VLAN Ethernet et plusieurs technologies WiFi SSID pour créer plusieurs tranches de réseau logique partageant le même réseau physique.
Dans les entreprises de haute sécurité, la politique de réseau peut remplacer la création d'une tranche (slice) de réseau pour l'IoT et exiger la création d'un réseau physique parallèle pour garantir une ségrégation totale.
Aux États-Unis, la FCC a mis au point une méthode permettant aux entreprises d'accéder au spectre cellulaire, appelée Citizens Broadband Radio Service (CBRS). Le CBRS met de côté 150 MHz de spectre radio à l'usage de quiconque. L'infrastructure compatible CBRS demande du spectre radio à un service Cloud pour une utilisation par l'entreprise. Cette méthode d'accès permet aux entreprises de construire leur propre LTE privé dans un bâtiment ou une zone géographique sans négocier un accès loué au spectre radioélectrique auprès d'un fournisseur de services. Le LTE privé et, éventuellement, le 5G privé offrent tous les avantages des communications sécurisées et critiques tout en permettant à l'entreprise le contrôle total requis dans les cas d'utilisation de l'IoT industriel.
CBRS est sur le point d'être lancé aux États-Unis et, au cours des prochaines années, la plupart des smartphones et des appareils IoT devraient être équipés de radios compatibles CBRS. De nombreuses entreprises planifient aujourd'hui le CBRS. Des informations sur CBRS peuvent être trouvées sur cbrsalliance.org.
La vague d'appareils et de services IoT entraînera une expansion et une augmentation de la capacité des réseaux existants et, dans certains cas, la création de réseaux de superposition IoT séparés. Les équipes réseaux de l'entreprise et leurs intégrateurs de systèmes seront invités à concevoir et à planifier l'arrivée de ces appareils et réseaux IoT. Une variété d'applications IoT peuvent utiliser presque tous les types de connectivité filaire et sans-fil.
Les applications IoT essentielles à la mission seront créées et exploitées par le secteur d'activité en raison de leur importance et ouvriront de nouvelles opportunités de carrière aux informaticiens de l'entreprise.
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