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Standards: OPC UA, MQTT und Co.

Das Industrielle Internet der Dinge (IIoT) deckt ganz unterschiedliche Anwendungsbereiche ab. Genauso vielfältig wie die Anwendungsbereiche sind die zur Auswahl stehenden Konnektivitätstechnologien und Standards. Wie lässt sich die jeweils passende Technologie herausfiltern?

A_OPC UA MQTT und Co. Bildquelle: © Computer&AUTOMATION, Kuka
Bild 1 Bildquelle: © RTI

Bild 1: Die irrtümliche Annahme: Konkurrierende IIoT-Konnektivitätsstandards erfüllen Anforderungen, die sich überschneiden.

Bild 2 Bildquelle: © RTI

Bild 2: Die Realität: Die Konnektivitätsstandards überschneiden sich nicht. Die Herausforderung besteht darin, einen Standard auszuwählen und ihn anzupassen.

Das IIoT ist so vielfältig, dass sich die zur Verfügung stehenden Technologien im Endeffekt kaum überschneiden. Deshalb besteht die Herausforderung bei den IIoT-Architekturen heute nicht darin, zwischen sich überlappenden Standards zu wählen. Vielmehr kommt es darauf an, die Technologien zu verstehen, die beabsichtigte Aufgabenstellung mit der Applikation zu vergleichen und die Technologie auszuwählen, die dem speziellen Fall am ehesten entspricht. Sicherlich: Jede Technologie lässt sich so verändern, dass sie überall funktioniert. Aber das verursacht viel zusätzliche Arbeit und hat ein umständliches Design zur Folge. Betrachtet man die IIoT-Situation realistisch, entspricht diese eher dem Venn-Diagramm in Bild 2 als demjenigen in Bild 1.

Vielfach herrscht noch die Annahme vor, dass konkurrierende Standards für IIoT-Konnektivität Anforderungen erfüllen, die sich überschneiden. Das Industrial Internet Consortium entwickelte deshalb das Industrial Internet Connectivity Framework (IICF). Dieses Framework soll Entwicklern in erster Linie dabei helfen, die diversen Standards zu verstehen und den richtigen für ihre Anwendung auszuwählen. Es definiert ein neues ‚IIoT Connectivity Stack‘ und sortiert die verschiedenen Standards basierend auf ihrer Interoperabilität im Stapel. Dabei bietet es eine umfassende Analyse der sechs wichtigsten Standards und Technologien, nämlich DDS, OPC UA, oneM2M, RESTful HTTP, MQTT und CoAP. Zudem präsentiert das IICF eine Architektur, um diese Standards in komplexeren Systemen sowie in einem künftigen vernetzten Internet mit mehreren Standards zu kombinieren. Die IICF-Analyse ergab, dass der IIoT-Raum so groß ist, dass sich die Konnektivitätstechnologien im Wesentlichen nicht überlappen. Daher ist es möglich, für die meisten Probleme einen Konnektivitätsstandard auszuwählen.

Letztlich bewegen alle Konnektivitätstechnologien Daten. Dennoch sind sie sehr unterschiedlich, weshalb in den meisten Anwendungsfällen keine Auswahlmöglichkeit zwischen den Technologien besteht. Das mag auf den ersten Blick ernüchternd klingen, in Wirklichkeit aber macht die fehlende Überlappung im IIoT die Aufgabe eines Architekten viel unkomplizierter. Im Grunde gibt es ein paar einfache Fragen zu jeder Technologie, mit denen sich die Auswahl schnell eingrenzen lässt. Lassen sich drei der jeweiligen Fragen zu einer der unten genannten Technologien mit ‚Ja‘ beantworten, ist es sinnvoll, mit dieser zu beginnen. Ist dies nicht der Fall, empfiehlt es sich, die engste Übereinstimmung mit einem anderen Ansatz zu wählen und Anpassungen an der Architektur vorzunehmen.