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Geschichtete Datenbus-Architekturen Konnektivität von Edge über Fog zur Cloud

| Redakteur: Jürgen Schreier

Die Konnektivitätssoftware RTI Connext DDS 5.3 ermöglicht es, die geschichtete Datenbus-Struktur zu implementieren und zugleich Interoperabilität sowie eine offene Architektur zu unterstützen. Entwickler RTI folgt damit den Empfehlungen des Industrial Internet Consortium (IIC).

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Die geschichtete Datenbus-Architektur kommt meist in marktübergreifenden Anwendungen zum Einsatz.
Die geschichtete Datenbus-Architektur kommt meist in marktübergreifenden Anwendungen zum Einsatz.
(Bild: Pixabay / CC0)

In einem vernetzten Krankenhaus müssen die Geräte in der Lage sein, von einem Krankenzimmer oder OP-Saal aus mit der Station und externen Monitoren zu kommunizieren, ebenso mit Echtzeit-Analyse-Applikationen für intelligente Alarme oder als Unterstützung klinischer Entscheidungen und der der "elektronischen" Krankenakte. Dies stellt eine Herausforderung dar, denn das Gesamtvolumen der Streaming-Daten der Geräte kann schnell das Krankenhausnetzwerk in die Knie zwingen.

Patientendaten müssen sicher nachverfolgt werden können, auch wenn Patienten und Geräte das Zimmer oder Netzwerk wechseln. Zusätzlich müssen die Geräte und Applikationen auch dann zusammenarbeiten, wenn sie von unterschiedlichen Herstellern stammen. Abstrakt formuliert bedeutet das: Typische IIoT-Systeme erfordern das Teilen von Daten über multiple Netzwerke, von Edge über Fog bis hin zur Cloud.

IIC empfiehlt geschichtete Datenbus-Architektur für IIoT-Systeme mit Subsystemen

Um Systemarchitekten bei diesen Herausforderungen zu unterstützen, hat das Industrial Internet Consortium (IIC) kürzlich die Industrial Internet Reference Architecture (IIRA) herausgebracht. Diese identifiziert eine geschichtete Datenbus-Struktur als empfohlenes Framework, um die aus verschiedenen Subsystemen bestehenden IIoT-Systeme zu entwickeln. Real-Time Innovations hat sich jetzt dieser Thematik angenommen und mit RTI Connext DDS 5.3 nach eigenem Bekunden die erste Konnektivitätssoftware darauf ausgelegt, die geschichtete Datenbus-Struktur zu implementieren und zugleich Interoperabilität sowie eine offene Architektur zu unterstützen.

Basierend auf dem Data Distribution Service (DDS) Standard der Object Management Group bietet Connext DDS 5.3 Unterstützung für den kürzlich komplettierten DDS Security Standard. Dadurch können mit Connext DDS 5.3 entwickelte Geräte und Applikationen auch mit solchen zusammenarbeiten, die künftige Connext DDS-Versionen nutzen. Angesichts der langen Lebenszyklen vieler IIoT-Systeme ist die Interoperabilität unerlässlich für Produkte, die sich während des Einsatzes nicht einfach nachrüsten lassen. Zudem arbeitet RTI Connext DDS 5.3 zuverlässig mit anderen DDS Security-Implementierungen zusammen und ermöglicht Plug-and-Play-Systeme, die Komponenten verschiedener Anbieter enthalten.

Effiziente Abfrage von Datenhistorien

Oftmals müssen IIoT-Anwendungen auf Datenhistorien zugreifen, um Analysen zu verfeinern oder Dashboards zu aktualisieren. Aufgrund der großen Datenmenge in IIoT-Systemen von Systemen ist es selten möglich, sämtliche Daten an alle Standorte zu senden. Connext DDS 5.3 bietet nun die Möglichkeit, historische Daten so effizient wie Live-Daten anzufordern und zu empfangen. Zusätzlich verhindert die Filtermöglichkeit nach bestimmten Inhalten, wie z. B. Daten zur Körpertemperatur eines Patienten aus den letzten vier Stunden, dass die Netzwerkbandbreite überflutet wird.

RTI Connext DDS ermöglicht Edge- zu Fog- zu Cloud-Konnektivität für sichere und skalierbare IIoT-Applikationen.
RTI Connext DDS ermöglicht Edge- zu Fog- zu Cloud-Konnektivität für sichere und skalierbare IIoT-Applikationen.
(Bild: RTI)

In IIoT-Systemen ist es entscheidend, dass Systeme die Konnektivität auch dann aufrechterhalten, wenn Geräte über verschiedene Netzwerke laufen - beispielsweise in autonomen Autos. Weil mehrere Netzwerke unterschiedliche Adressen vergeben, verursachen traditionelle Methoden einen Verlust an Konnektivität und Daten während eines Wechsels. Mit Connext DDS 5.3 lokalisieren und authentifizieren sich die Geräte automatisch und sicher neu, um eine unterbrechungsfreie Konnektivität aufrechtzuerhalten: auch dann, wenn sich eine Netzwerkadresse ändert.

Prädestiniert für marktübergreifende Anwendungen

Die geschichtete Datenbus-Architektur und RTI Connext DDS 5.3 kommen in marktübergreifenden Anwendungen zum Einsatz: etwa im Gesundheitswesen, im Energiebereich, der Luft- und Raumfahrt oder im Transportwesen.

Entwickler können das Connext DDS Konnektivitäts-Framework, das Software Development Kit (SDK) sowie die Tools-and-Runtime-Services nutzen, um intelligentere IIoT-Systeme zu bauen und einzusetzen. Zusätzliche neue Features beinhalten:

  • RTI Web Integration Service: Bietet eine einfache Möglichkeit, um nutzerorientierte Webapplikationen zu erstellen. Die RESTful-Schnittstelle zum Connext-Datenbus basiert auf der OMG internetfähigen DDS-Spezifikation.
  • RTI Gateway Toolkit: Überbrückt und arbeitet mit Legacy-Technologien ebenso wie mit anderen standardbasierten Konnektivitäts-Frameworks zusammen, z.B. OPC-UA, sowie mit Messaging-Protokollen wie MQTT und AMQP.
  • RTI Administration Console: Nutzt die neuen Sicherheitsfunktionen, um Einblicke in gesicherte Daten während des Monitorings, Controllings und Debuggings von einem zentralen Tool aus zu erhalten.

Connext DDS 5.3 ist ab sofort als Connext DDS Professional und Connext DDS Secure verfügbar. Connext DDS Professional ist die voll funktionsfähige Konnektivitätssoftware einschließlich Laufzeit-Messaging-Bibliotheken, Entwicklungswerkzeugen und Laufzeitdiensten zur Skalierung von IIoT-Systemen. Connext DDS Secure umfasst alle Kernfunktionen von Connext DDS Professional sowie die zusätzliche funktionale Sicherheit der RTI Security Plugins.

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