اتصال اینترنت اشیاء (IoT) به فضای ابری

هم‌افزایی رایانش ابری و ارتباطات برای اینترنت اشیاء سازمانی

رایانش ابری این امکان را به شرکت‌ها می‌دهد که داده‌های خود را در بسترهای ابری ذخیره و مدیریت کنند و در ارائه‌ی برنامه‌ها و نرم‌افزار به‌عنوان سرویس (SaaS) مقیاس‌پذیری بالایی داشته باشند.دستگاه‌های اینترنت اشیاء (IoT) می‌توانند در هر ثانیه حجم عظیمی از داده تولید کنند. طبق تخمین شرکت Cisco، تا سال ۲۰۲۱ اینترنت اشیاء سالانه حدود ۸۴۷ زتابایت داده تولید خواهد کرد.

دستگاه‌های IoT معمولاً شامل حسگرهایی هستند که داده‌ها را جمع‌آوری کرده و برای پردازش ارسال می‌کنند. در حوزه‌ی اینترنت اشیاء، حسگرهای فیزیکی پیش از بارگذاری داده به فضای ابری، به صورت مجازی ارائه می‌شوند.در حالی که دستگاه‌های IoT داده‌ی زیادی تولید می‌کنند، این رایانش ابری است که امکان انتقال و پردازش این حجم داده را فراهم می‌کند.این موضوع به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند که داده‌ها را از راه دور ذخیره و دسترسی پیدا کنند و بدون تأخیر پروژه‌های خود را اجرا کنند. رایانش ابری این امکان را فراهم می‌کند که ذخیره‌سازی و تحلیل داده‌ها به سرعت و در زمان واقعی Real-Time انجام شود و شرکت‌ها بیشترین بهره را از داده‌ها ببرند.

طبق یک نظرسنجی از InformationWeek، ۶۵٪ از پاسخ‌دهندگان گفتند:

«قابلیت پاسخگویی سریع به نیازهای کسب‌وکار» یکی از مهم‌ترین دلایل برای مهاجرت به فضای ابری است.

با استفاده از رایانش ابری، شرکت‌ها دیگر نیازی به استقرار سخت‌افزار گسترده یا مدیریت شبکه‌ها و زیرساخت‌های پیچیده ندارند.رایانش ابری همچنین به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا بر اساس نیاز خود، زیرساخت‌ها را به راحتی توسعه دهند، بدون اینکه نیاز به نصب سخت‌افزارهای جدید داشته باشند.
این موضوع هم سرعت توسعه‌ی پروژه‌ها را افزایش می‌دهد و هم هزینه‌های توسعه را کاهش می‌دهد.

طبق یک نظرسنجی از شرکت امنیت ابری Bitglass، نیمی از مدیران فناوری اطلاعات (CIO) و رهبران IT اعلام کردند استفاده از برنامه‌های ابری باعث صرفه‌جویی در هزینه‌هایشان شده است.

 

دستگاه‌های IoT از روش‌های مختلفی به فضای ابری متصل می‌شوند که بسته به قابلیت ارتباطی هر دستگاه متفاوت است، از جمله:

• اتصال سلولی (موبایلی)،
• ماهواره‌ای،
• Wi-Fi،
• شبکه‌های کم‌مصرف و گسترده (LPWAN) مانند NB-IoT،
• اتصال مستقیم اینترنت از طریق اترنت (Ethernet).

از میان این روش‌ها، اتصال سلولی به عنوان یک گزینه‌ی عالی برای انتقال مداوم داده‌ها بین دستگاه‌ها، برنامه‌ها و فضای ابری شناخته می‌شود.

 

اتصال سلولی: انتخابی مطمئن و ایمن برای پروژه‌های IoT

فناوری‌های سلولی (Cellular) برای قابلیت اطمینان، امنیت و مقیاس‌پذیری طراحی شده‌اند.
اینترنت اشیای سلولی (Cellular IoT یا CIoT) که بر پایه‌ی استانداردهای 3GPP بنا شده، از زیرساخت‌های موجود برای ارائه‌ی پوشش گسترده و زمان ورود سریع به بازار استفاده می‌کند.

پروژه‌های CIoT شامل:

• دستگاه‌ها،
• سیم‌کارت‌های مخصوص IoT،
• و یک پلتفرم مدیریت اتصال خواهند بود.

سخت‌افزارهای CIoT همیشه به سیم‌کارت مجهز هستند و می‌توانند بسته به منطقه، به شبکه‌های 2G، 3G یا LTE متصل شوند.البته در بسیاری از نقاط جهان فرایند خاموشی شبکه‌های 2G آغاز شده است.

 

 

مزایای اتصال سلولی عبارتند از:

• پوشش‌دهی گسترده: داده‌های موبایلی امروزه دامنه‌ی وسیعی دارند و حتی مناطق زیرزمینی، ساختمان‌ها و مناطق روستایی را نیز پوشش می‌دهند.
• امنیت بالا: امنیت سرتاسری داده‌ها از دستگاه تا فضای ابری با استفاده از اعتبارنامه‌های سیم‌کارت (SIM Credentials) تضمین می‌شود.
• پهنای باند زیاد: فناوری‌های 4G LTE سرعت‌هایی تا ۱ گیگابیت بر ثانیه دارند و نسل پنجم (5G) سرعت‌هایی تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه ارائه خواهد داد.

مثال:
در ردیابی ناوگان (Fleet Tracking)، نیاز به پوشش مداوم و امن بدون قطع اتصال وجود دارد. در این شرایط، اتصال سلولی بسیار مناسب‌تر از سایر روش‌ها مانند NB-IoT است که برای دستگاه‌های با مصرف داده‌ی پایین طراحی شده‌اند و تأخیر ارتباطی مشکلی ایجاد نمی‌کند.در مدیریت ناوگان که وسایل نقلیه از مرزها عبور می‌کنند، اتصال سلولی قوی و پایدار برای ردیابی لحظه‌ای ضروری است.

 

ترکیب فضای ابری و سلولی در اینترنت اشیا

1-فضای ابری (Cloud Computing): فضای ابری یک محیط محاسباتی مجازی است که در آن شرکت‌ها می‌توانند بدون نیاز به زیرساخت فیزیکی گسترده، داده‌ها را ذخیره، مدیریت، پردازش و تحلیل کنند. در IoT، این اهمیت دارد چون دستگاه‌ها حجم عظیمی از داده‌های لحظه‌ای تولید می‌کنند که نیاز به پردازش سریع و ذخیره‌سازی دارند.

2-ارتباط سلولی (Cellular Connectivity): ارتباط سلولی، اتصال دستگاه‌های IoT به اینترنت از طریق شبکه‌های مخابراتی موبایل (مثل 2G/3G/4G/5G یا NB-IoT/LTE-M) را فراهم می‌کند. این روش مزایایی چون پوشش سراسری، امنیت بالا و قابلیت تحرک ارائه می‌دهد.

 

ترکیب این دو فناوری چه مزایایی دارد؟

ارسال مستقیم داده‌ها به فضای ابری:
دستگاه‌های IoT از طریق سیم‌کارت‌های سلولی به نزدیک‌ترین برج مخابراتی متصل می‌شوند و داده‌ها را به سرورهای ابری ارسال می‌کنند، بدون نیاز به سخت‌افزار گران قیمت یا شبکه‌های محلی (LAN).

ارتباط ایمن (End-to-End Security):
با استفاده از سیمکارت‌های ویژه IoT و رمزنگاری ارتباطات، داده‌ها از لحظه‌ی تولید تا لحظه‌ی ذخیره‌سازی در فضای ابری محافظت می‌شوند.

مدیریت ساده‌تر دستگاه‌ها:
با داشبوردهای مدیریتی ابری، می‌توان دستگاه‌ها را از راه دور کنترل، به‌روزرسانی Firmware Update Over The Air، و مانیتور کرد.

مقیاس‌پذیری بالا:
شرکت‌ها می‌توانند هزاران دستگاه جدید را بدون تغییر زیرساخت فیزیکی اضافه کنند. فضای ابری با حجم داده‌های افزایشی سازگار می‌شود.

تحلیل داده‌های لحظه‌ای:
با پردازش داده‌ها در فضای ابری، می‌توان در زمان واقعی (Real-Time) رفتارها و روندها را شناسایی و تصمیم‌گیری‌های سریع انجام داد.

 

کاربردهای مهم این ترکیب:

• مدیریت ناوگان حمل‌ونقل (Fleet Management): ردیابی خودروها به صورت زنده از هر نقطه جهان
• کشاورزی هوشمند: مانیتورینگ وضعیت خاک و هوا در زمین‌های دورافتاده
• مدیریت انرژی: بهینه‌سازی مصرف انرژی ساختمان‌ها و کارخانه‌ها
• سلامت دیجیتال: اتصال تجهیزات پزشکی قابل حمل به مراکز درمانی از طریق اینترنت سلولی و فضای ابری

 

چرا ارتباط سلولی مخصوصاً برای IoT مناسب است؟

• اتصال در مناطق شهری، روستایی، و حتی در حرکت (خودروها، کشتی‌ها)
• مصرف انرژی پایین در حالت‌هایی مثل NB-IoT و LTE-M
• پشتیبانی از میلیاردها دستگاه متصل بدون نیاز به کابل‌کشی سنتی
• استانداردهای بین‌المللی امنیت و کیفیت مثل 3GPP

منبع:

https://www.emnify.com/blog/iot-cloud-connectivity-explained