De eisen van IoT zijn heel anders dan van andere apparaten waar je in je netwerk mee te maken hebt, zoals pc's, tablets en smartphones. Bovendien zijn er heel veel verschillende IoT-apparaten, wat de complexiteit nog groter maakt. Zo heb je sensoren die het productieproces monitoren, die kunnen op lastig te bereiken plekken hangen en dus vooral een enorm stabiel netwerk vereisen. Maar er zijn ook sensoren en camera's in bijvoorbeeld bruggen en sluizen die tweerichtingscommunicatie nodig hebben. Daarnaast heb je beveiligingscamera's die weer over een hoge capaciteit moeten beschikken, vanwege de beelden die ze doorzenden. Gebruik je een systeem met veel verbonden trackers, dan heb je weer low-speed enorm stabiele verbindingen nodig voor heel veel apparaten.

Heel veel verschillende apparaten

Zo zijn er honderden verschillende types IoT-apparaten en sensoren, en er komen er dagelijks meer bij. Elk apparaat heeft unieke mogelijkheden, waardoor er weer nieuwe eisen worden gesteld aan het aantal en het type verbindingen. Dan zijn er nog de kosten per koppeling, de benodigde stroom, vereiste hoeveelheid data die moet worden verzonden en ontvangen, en meer.

Al deze IoT-apparaten hebben schaalbare connectiviteitsmogelijkheden nodig, waarbij betrouwbaarheid en beveiliging voorop staan. Misschien wel de grootste uitdaging zit 'm in het vinden van goedkope verbindingen naar apparaten op moeilijke bereikbare plaatsen, waarvan sommige puur op een accu werken en niet op het spanningsnet kunnen worden aangesloten.

Dit alles leidt ertoe dat een IoT-netwerk aan heel veel eisen moet voldoen. Zo moet er de mogelijkheid zijn om grote hoeveelheden heel verschillende IoT-elementen te verbinden, het moet heel betrouwbaar zijn, informatie moet realtime met lage latency doorkomen, alle verkeersstromen moeten beveiligd zijn, er moet op apparaatniveau kunnen worden beheerd en tot slot heb je goedkope connectiviteit nodig voor grote hoeveelheden apparaten.

Dat kan natuurlijk niet met één netwerkverbinding. Dus zit er niets anders op dan afhankelijk van de IoT-applicaties die je gebruikt meerdere netwerkverbindingen implementeren.

Software Defined en IoT

De opkomst van softwaregebaseerde netwerktechnologieën, zoals SDN, SD-WAN en NFV, sluit hier goed op aan. Hiermee kunnen netwerkarchitecten veel flexibelere netwerken ontwerpen. NFV en SDN verschaffen zo de technologie om het netwerk in te richten op IoT.

NFV biedt bijvoorbeeld veel virtuele netwerkfuncties, inclusief routering, beveiliging, gateways en verkeermanagement, die gecombineerd kunnen worden om het netwerk op maat te bouwen voor de netwerkeisen van IoT-toepassingen. SDN geeft je de optie om gecentraliseerd dataverkeer van het IoT-netwerk te beheren en orkestreren.

Netwerken van IoT-apparaten kunnen enorme hoeveelheden data genereren en daarvan moeten sommige gegevens in bijna realtime worden geanalyseerd. Dat kan niet altijd op een centrale locatie, door beperkingen qua latency en bandbreedte. En dat hoeft gelukkig ook niet. IoT-netwerken kunnen gebruik maken van gedistribueerde analytics en business intelligence die zich dus in de edge bevindt.

Een verbinding kiezen

Als je plannen maakt voor een netwerk dat IoT aankan, moet je een aantal factoren goed in beeld hebben. Allereerst moet je dus weten om wat voor type sensor of apparaat er wordt verbonden. Hoeveel zijn dat er? Wat is het verwachte verkeer? De antwoorden daarop bepalen de connectiviteitskeuzes en het netwerkbudget.

Andere belangrijke vragen zijn onder meer of het apparaat of de sensor vast of mobiel is, wat je op apparaatniveau nodig hebt qua beveiliging, of de IoT-data realtime moet worden geanalyseerd, of je de activiteit op het apparaat moet regelen en natuurlijk of dat je het apparaat kunt aansluiten op het lichtnet.

Dan zijn er een heleboel verschillende opties om apparaten en sensoren aan te sluiten op het netwerk. Elk daarvan heeft specifieke voor- en nadelen, afhankelijk van de toepassing. Op dit moment heb je vier technologieën tot je beschikking die volwassen genoeg zijn voor de huidige IoT-netwerken. Dat zijn Bluetooth, wifi, 4G en Ethernet.

Het voordeel van Bluetooth is dat het al is ingebouwd bij diverse mobiele apparaten, waaronder smartphones. Maar de nadelen zijn het beperkte bereik en uitdagingen wat betreft betrouwbare en stabiele verbindingen.

Wifi is universeel beschikbaar op vrijwel alles, van pc's tot smartphones, maar de technologie gebruikt behoorlijk wat energie. Daardoor is het minder geschikt voor apparaten die op een accu werken.

4G is ook breed beschikbaar en snel. Maar het kan in de papieren lopen als je veel data moet versturen. Bovendien verbruikt het vrij veel energie.

Ethernet geeft hoge snelheid LAN-verbindingen op de meeste locaties, maar vereist een fysieke kabel om te verbinden aan IoT-apparaten.

Daarnaast is er een aantal nieuwe netwerktechnologieën dat speciaal is ontworpen voor het verbinden van IoT-apparaten. Zo is er bijvoorbeeld IoT voor mobiel, waarvan er meerdere standaarden bestaan, zoals NB-IOT, LTE-M en NB LTE-M. Dan zijn er Energiezuinige WAN's zoals SigFox en LoRaWAN. Deze zijn specifiek ontworpen voor energiezuinige IoT-apparaten met een accu. ZigBee is een draadloze standaard die is ontworpen voor machine-to-machine-netwerken met lage energie-eisen en lage kosten.

Kantoornetwerk

Wat je in ieder geval goed in de gaten moet houden is de impact van het nieuwe netwerk op de bestaande omgeving en WAN's. IoT-apparaten kunnen namelijk nieuwe verkeerspatronen opleveren. Ze kunnen grotere datastromen veroorzaken en hebben unieke latency-eisen.

Neem bijvoorbeeld een zakelijk kantoornetwerk. Daarop zitten in de regel een beperkt aantal apparaten, die zijn verbonden via Ethernet en Wi-Fi. Op de meeste kantoorlocaties is er bovendien geen IT-personeel aanwezig en dus moeten ze op afstand worden beheerd.

Maar als er veel IoT-apparaten bijkomen op de locatie, dan betekent dat soms dat er een nieuwe netwerktechnologieën moeten worden beheerd, dat er uitdagingen ontstaan qua troubleshooten op afstand en dat er issues ontstaan met apparaatbeheer. Bepaalde types IoT-apparaten vereisen verder mogelijk wat van lokale rekenkracht of opslagcapaciteit. Hier moet je allemaal rekening mee houden.

Huidige eisen evalueren

Al met al vereist de inzet van IoT dat je een heleboel verschillende netwerkopties gaat overwegen. Je moet dus je huidige IoT-netwerkeisen zorgvuldig evalueren wat betreft bandbreedte (up en down), betrouwbaarheid, beschikbaarheid, beveiliging en budget (kosten).

Houd er daarnaast rekening mee dat IoT-netwerkeisen en de verschillende technologieën die ervoor worden gebruikt zullen blijven evolueren. Daarom moeten netwerkarchitecturen worden ontworpen met het oog op flexibiliteit. Dan kun je blijven reageren op veranderende bedrijfseisen.

Kijk hier voor meer informatie over het netwerk onder IoT. En kijk ook deze video