Le document sur la connectivité Internet industrielle évalue les normes fondamentales :DDS, OPC-UA, WebServices

L'Industrial Internet Consortium a publié une partie importante de ses directives sur l'architecture de référence :son document sur le cadre de connectivité. C'est en fait assez important; ce document plonge dans les détails de la connectivité pour les systèmes IIoT, établit des critères d'évaluation des technologies/normes de connectivité et propose certaines technologies probables pour les normes de connectivité de base, notamment DDS, OPC-UA et WebServices. En d'autres termes, il y a des conseils vraiment précieux ici.

Qu'est-ce que la connectivité pour les systèmes IIoT ?

Selon le document Industrial Internet of Things Connectivity, « la connectivité offre la possibilité d'échanger des informations entre les participants au sein d'un domaine fonctionnel, entre les domaines fonctionnels d'un système et entre les systèmes. Les informations échangées peuvent inclure des mises à jour de capteurs, des événements, des alarmes, des changements d'état, des commandes et des mises à jour de configuration. Plus concrètement, la connectivité est la fonction transversale essentielle qui prend en charge l'interopérabilité au sein et entre les systèmes IIoT. L'objectif de ce travail est d'aller au-delà du méli-mélo actuel de normes propriétaires et spécifiques à l'industrie verticale vers un cadre ouvert basé sur les normes IIoT.

En regardant la connectivité d'un point de vue technique, la figure 1 montre où se trouve la fonction de connectivité sur une pile de réseau, de connectivité et d'informations, et elle divise la connectivité en 2 couches différentes :Transport et Framework. La couche Transport assure l'interopérabilité technique, avec « Bits et octets partagé entre les points de terminaison, à l'aide d'un protocole de communication défini sans ambiguïté. » La couche Framework fournit une interopérabilité syntaxique, avec des « Types de données structurées partagé entre les points de terminaison. Introduit une structure commune pour partager des données ; c'est-à-dire une structure de données commune est partagé. A ce niveau, un protocole commun est utilisé pour échanger des données; la structure des données échangées est définie sans ambiguïté. Répondre aux besoins de connectivité grâce à l'interopérabilité syntaxique fournie par la couche de cadre de connectivité et évaluer les normes de cadre de connectivité est l'une des contributions importantes de ce document.

Figure 1. La connectivité, à l'aide des fonctions de mise en réseau ci-dessous - Protocole Internet, fournit les couches de communication des messages et des données entre les participants du système.

Le concept d'une norme de connectivité de base.

Pour assurer l'interopérabilité au sein et entre les systèmes IIoT, le document Connectivity Framework recommande l'utilisation d'une norme de connectivité de base. La figure 2 montre comment cette norme de base devient le bus de connectivité du système, intégrant directement les appareils et applications natifs et les appareils et applications hérités ou non conformes à la norme via des passerelles ou des ponts de protocole. De cette manière, les entités non standard peuvent être « normalisées » dans la norme de connectivité de base. Cette architecture de référence de connectivité de base est au cœur des orientations de l'IIC visant à garantir une interopérabilité sécurisée d'appareil à appareil à application pour les systèmes IIoT.

Figure 2. L'utilisation d'une norme de connectivité de base permet une interopérabilité et une intégration rationalisée au sein et entre les systèmes IIoT.

Évaluer les normes de connectivité.

Pour réduire le défi d'intégration et d'interopérabilité entre les différents systèmes IIoT, un objectif clé de l'IIC, le document fournit une méthode et un modèle pour évaluer les technologies et les normes de connectivité pour l'IIoT. Il comprend des évaluations de la plupart des normes IIoT telles que DDS, OPC-UA, HTTP/WebServices, OneM2M, MQTT et CoAP. Il s'avère que bon nombre de ces normes s'adressent à différents niveaux de la pile de connectivité, comme vous pouvez le voir sur la figure 3. De plus amples détails sur chaque norme sont fournis dans le document.

Figure 3. Normes de connectivité IIoT et leur emplacement sur la pile de connectivité.

DDS en tant que norme de connectivité de base.

À partir de la figure 3, vous pouvez voir que le document évalue 4 normes de cadre de connectivité, y compris DDS. De plus, le document Connectivity Framework fournit des conseils sur les conditions requises pour choisir core normes du cadre de connectivité. Un framework de connectivité de base doit :

• Fournir une interopérabilité syntaxique
  • Fournir un moyen de modéliser les données, un système de types (par exemple, DDS, OPCUA)
  • Ce ne peut pas être un simple protocole de messagerie (MQTT, COAP, etc.)
• Soyez une norme ouverte avec une gouvernance solide :
  • des SDO comme IEEE, OASIS, OMG, W3C, IETF
• Soyez horizontal et neutre
• Soyez stable et déployé dans de nombreux secteurs
• Avoir des passerelles principales définies par des normes vers toutes les autres normes fondamentales de connectivité
• Fournir des fonctions de base telles que publier-s'abonner, demander-répondre, découvrir, etc.
• Répondre aux exigences non fonctionnelles :performances, évolutivité, sécurité, ...
• Répondre aux critères commerciaux :ne pas exiger de composants uniques provenant de fournisseurs uniques, avoir des SDK pris en charge, avoir des implémentations open source, etc.

Dans la figure 4, vous pouvez voir les 4 normes de cadre de connectivité de base potentielles évaluées par rapport à ces exigences. DDS prend en charge toutes les exigences et constitue une norme prometteuse pour les systèmes IIoT dans tous les secteurs.

Figure 4. Critères des normes de base de la connectivité IIoT appliqués aux principales normes du cadre de connectivité.

En particulier, si vous comparez DDS avec une autre norme de cadre de connectivité prometteuse, OPC-UA, de la figure 5 ci-dessous, vous pouvez voir qu'ils traitent des cas d'utilisation de système très différents. Si votre principal défi consiste à intégrer des applications logicielles dans un système IIoT, alors DDS est un bon choix. Si votre défi est de fournir une interface pour votre périphérique de périphérie afin de permettre aux intégrateurs de systèmes de l'intégrer ultérieurement quelque chose comme une cellule de fabrication, alors OPC-UA est un bon choix.

Figure 5. Aspects du système sans chevauchement traités par les normes du cadre de connectivité de base.

Comme vous pouvez le voir, ce document IIC fournit de nombreux conseils importants et clarifie les concepts pour la connectivité IIoT. Vous pouvez utiliser son profil d'évaluation des normes de connectivité IIoT pour évaluer d'autres normes qui pourraient vous intéresser pour votre système, ou utiliser ses conseils pour choisir parmi les principales normes. Pour plus de détails, téléchargez le document pour vous-même.