IoT-Backend: Die Evolution der Public Cloud Anbieter im Internet of Things (IoT)

Schneller als erwartet und mit einem atemberaubenden Momentum hat das Internet of Things (IoT) die Agenda von CIOs und CTOs durcheinander gewirbelt. Standen vor kurzem noch die Cloud, Big Data, Mobile und Social im Mittelpunkt, dreht sich mittlerweile immer mehr um die Vernetzung physischer Objekte, zu denen neben den Menschen ebenfalls weitere Dinge wie Sensoren, Haushaltsgegenstände, Autos, Industrieanlagen usw. gehören. Wer nun glaubt, dass die “Big 4” damit von der Bildfläche verschwinden, der irrt. Im Gegenteil, insbesondere Cloud-Infrastrukturen und –Plattformen gehören zu den zentralen Treibern hinter IoT-Services, bieten sie doch die idealen Vorrausetzungen und dienen als die entscheidenden Enabler und Backend-Services.

Public Cloud Workloads: 2015 vs. 2020

Die Public Cloud erfreut sich einer steigenden Beliebtheit. Dies liegt einerseits am Wunsch der IT-Nutzer, ihre Anwendungen agiler und flexibler zu betreiben. Hinzu kommt, dass mittlerweile fast alle Public Cloud Provider Rechenzentren auf deutschem Boden betreiben. Bei den unterschiedlichen Workload-Kategorien, die auf den IaaS-Plattformen betrieben werden, machen Standard Web-Applikationen (42 Prozent) derzeit noch den Löwenanteil aus. Mit Abstand folgen mobile Applikationen (22 Prozent), Media Streaming (17 Prozent) und Analytics Services (12 Prozent). Enterprise Applikationen (4 Prozent) und Services im Anwendungskontext “Internet of Things” (3 Prozent) machen bislang nur einen kleinen Teil der Workloads aus.

Der Grund für die derzeitige Workload-Verteilung: Webseiten, Backend-Services sowie Content-Streaming (Musik, Videos, etc.) eignen sich ideal für die Public Cloud. Hingegen stecken Unternehmen immer noch inmitten ihrer digitalen Transformation und evaluieren Anbieter als auch Technologien für den erfolgreichen Wandel. IoT-Projekte befinden sich derzeit noch vorwiegend in der Ideenfindung und machen in 2015 daher nur einen kleinen Anteil der Workload-Verteilung auf Public Cloud-Umgebungen aus.

Bis zum Jahr 2020 wird sich das Verhältnis maßgeblich verändern. Mit dem steigenden Cloud-Wissen innerhalb der Unternehmens-IT und der stetig wachsenden Marktreife von Public Cloud Umgebungen für Enterprise Applikationen, wird der Anteil dieser Kategorie weltweit von 4 Prozent auf 12 Prozent anwachsen. Der Anteil für Web und mobile Applikationen sowie Content-Streaming wird sich anteilig verringern. Dafür werden IoT-Applikationen mit 23 Prozent bereits fast ein viertel aller Workloads auf Public IaaS-Plattformen à la AWS, Azure & Co weltweit ausmachen.

Public Cloud Anbieter: Die idealen IoT-Backends

Das Internet of Things wird sehr schnell zu einem entscheidenden Faktor für die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen werden, die sich gleichzeitig mit den dafür notwendigen Technologien auseinandersetzen müssen. Public Cloud Umgebungen – sowohl Infrastrukturen (IaaS) als auch Plattformen (PaaS) – bieten hierzu die idealen Voraussetzungen, um als unterstützende Backend-Umgebungen für IoT-Services und -Endgeräte zu dienen. Die hierfür entscheidenden Eigenschaften wurden ihnen von den führenden Public Cloud Anbietern bereits quasi in die Wiege gelegt, um sich zu einem IoT-Backend zu entwickeln. Die zentralen Bestandteile eines ganzheitlichen IoT-Backends zeichnen sich durch die folgenden Charakteristiken aus (Auswahl):

• Globale Skalierbarkeit
• Konnektivität / Konnektivitätsmanagement
• Service Portfolio und APIs
• Spezielle Services für bestimmte Industrien
• Plattform-Skalierbarkeit
• Offenheit
• Data Analytics
• Security & Identity Management
• Policy Control
• Device Management
• Asset und Event-Management
• Zentraler Hub

Public Cloud-basiertes Infrastructure-as-a-Service (IaaS) wird vorwiegend die Rechenleistung- und Speicherkapazitäten für IoT-Deployments bereitstellen. IaaS stellt Unternehmen und Entwicklern kostengünstige und nahezu unendliche Ressourcen zur Verfügung, auf denen sich IoT-Workloads betreiben und die darüber generierten Daten speichern lassen. Platform-as-a-Service (PaaS) Angebote werden vom IoT-Markt profitieren (Marktwachstum), indem sie Unternehmen einen schnelleren Zugang zu Softwareentwicklungs-Tools, Frameworks und APIs verschaffen. Über die PaaS-Plattformen lassen sich Kontrollsysteme entwickeln, mit denen IoT-Applikationen, IoT-Backend-Services und IoT-Web-Frontends verwaltet und mit Lösungen von Drittanbietern integriert werden, um damit eine vollständige „IoT-Value-Chain“ abzubilden. Auch der Software-as-a-Service (SaaS) Markt wird von dem Wachstum des IoT-Marktes profitieren. Benutzerfreundliche SaaS-Lösungen werden es Nutzern, Führungskräften sowie Endkunden und Partnern ermöglichen, die von den vernetzten Endgeräten, Sensoren usw. generierten Daten zu analysieren und zu teilen.

Anwendungsfälle des Internet of Things

digitalSTROM + Microsoft Azure

Ein Pionier des IoT-Marktes ist digitalSTROM. Der Anbieter von Smart Home Technologien aus der Schweiz hat eine intelligente Hausvernetzung entwickelt, mit der sich anhand von Smartphone Apps mit den jeweiligen Geräten im Haus über die Stromleitung kommunizieren lässt. Die Basis hierfür stellen Lego-artige Bausteine dar, über die jeder angeschlossene Verbraucher angesprochen werden kann. Die Intelligenz eines jeden Endgeräts steckt dabei in einem Baustein. digitalSTROM hat frühzeitig die Potentiale einer Public Cloud Umgebung für sein IoT-Angebot evaluiert. Und setzt als technologische Basis auf die Public Cloud Infrastruktur von Microsoft Azure.

General Electric (GE) + Amazon Web Services

Auf der AWS GovCloud (US) Region innerhalb der Cloud der Amazon Web Services hat GE eine IoT-Fabrik (Plattform) entwickelt, über die Menschen, Simulatoren, Produkte, Sensoren usw. untereinander vernetzt werden. GE will damit die Zusammenarbeit, das Prototyping und die Produktentwicklung verbessern. Die Entscheidung für die AWS GovCloud, die in erster Linie nur US-Regierungsbehörden zugänglich ist, musste GE treffen, um rechtlichen sowie Compliance Regelungen zu entsprechen. Ein Kunde der bereits von der neuen IoT-Fabrik profitiert ist E.ON. Wenn der Bedarf nach Energie größer wurde, hat GE typischerweise versucht E.ON mehr Turbinen zu verkaufen. Im Zuge der digitalen Transformationen hat GE jedoch frühzeitig begonnen sein Geschäftsmodell zu ändern. GE nutzt nun die Betriebsdaten der Turbinen, um die Energieeffizienz zu verbessern, indem umfangreiche Analysen und Simulationen durchgeführt werden. Über eine Software erhält E.ON einen Echtzeit-Zugriff auf die untereinander vernetzten Turbinen und kann das Energiemanagement entsprechend des aktuellen Bedarfs steuern.

ThyssenKrupp + Microsoft Azure

Zusammen mit CGI hat ThyssenKrupp eine Lösung entwickelt, mit der Tausende von Sensoren und Systeme in den Aufzügen über die Microsoft Azure Cloud vernetzt werden. Hierfür greifen beide Unternehmen auf die Azure IoT-Services zurück. Mit der Lösung erhält ThyssenKrupp viele Informationen aus den Aufzügen und kann damit u.a. die Motortemperatur, Schachtausrichtung, Kabinengeschwindigkeit und Türfunktion überwachen. ThyssenKrupp erfasst die Daten, überträgt sie in die Cloud und kombiniert sie in einem einzigen Dashboard auf Basis von zwei Datentypen. Alarmsignale, die auf dringende Probleme hinweisen und Ereignisse die lediglich gespeichert werden und Verwaltungszwecken dienen. Techniker erhalten damit einen Echtzeitzugriff auf die Daten der Aufzüge und können unverzüglich eine Diagnose erstellen.

IoT-Backend: Das Service-Portfolio und Entwicklungskapazitäten stehen im Mittelpunkt

Alle Use Cases zeigen drei entscheidende Entwicklungen, welche die nächsten 5 Jahre bestimmen und den IaaS-Markt maßgeblich beeinflussen werden:

1. IoT-Anwendungen sind einer der zentralen Wachstumstreiber für den IaaS-Einsatz.
2. Entwicklungstools, APIs und Value Added Services sind zentrale Entscheidungskriterien für eine Public Cloud-Umgebung.
3. Developer-Skills und Programmierkenntnisse sind ausschlaggebend.

Viele Public Cloud Anbieter müssen sich daher die Frage stellen, ob sie das Potential beziehungsweise die Voraussetzungen besitzen, sich zu einem IoT-Backend weiterzuentwickeln. Denn nur wer in Services denkt und Entwicklungskapazitäten (Tools, SDKs, Frameworks) im Portfolio hat wird im lukrativen IoT-Markt eine zentrale Rolle spielen und als Infrastrukturbasis für neuartige Enterprise- und Mobile-Workloads in Frage kommen. Denn Public Cloud-Infrastrukturen werden immer mehr als Enabler und Backend-Infrastrukturen für IoT-Angebote eingesetzt.

In der Praxis lassen sich bereits diverse Enablement-Services finden, die dabei unterstützen, IoT-Backend-Infrastrukturen für das Internet of Things zu entwickeln.

Amazon AWS Services für das Internet of Things:

• AWS Mobile Services
• Amazon Cognito
• Simple Notification Service
• Mobile Analytics
• Mobile Push
• Mobile SDKs
• Amazon Kinesis

Microsoft Azure IoT-Services:

• Azure Event Hubs
• Azure DocumentDB
• Azure Stream Analytics
• Azure Notification Hubs
• Azure Machine Learning
• Azure HDInsight
• Microsoft Power BI

Amazon AWS hat bisher kein großes Marketing rund um das Internet of Things gestartet. Lediglich eine Sub-Webseite erläutert die Idee hinter IoT und welche existierenden AWS Cloud-Services hierfür in Frage kommen. Selbst bei Amazon Kinesis – prädestiniert für IoT-Anwendungen – wird der Ball flach gehalten. Schaut man bei IoT-Angeboten allerdings mal genauer unter die Haube wird deutlich, dass viele Cloud-basierte IoT-Lösungen über die Amazon Cloud bereitgestellt werden.

Hingegen betrachtet Microsoft das Internet of Things als einen strategischen Wachstumsmarkt und hat mit den Microsoft Azure IoT-Services einen speziellen Bereich innerhalb des Azure-Portfolios geschaffen. Allerdings handelt es sich dabei bisher lediglich um ein Best-off von bereits existierenden Azure Cloud-Services, die bestimmte Funktionen für das Internet of Things kapseln.

Public Cloud-Anbieter müssen ihr Portfolio kontinuierlich erweitern

Aus Strategieperspektive folgen Anwendungsfälle im Internet of Things dem Top-Down Cloud-Strategie-Ansatz. In diesem Fall werden die Potentiale der Cloud erkannt und auf dieser Basis ein neuer Anwendungsfall entwickelt. Das wird dazu führen, dass sich das Verhältnis von Top-Down zu Bottom-Up Use Cases (derzeit etwa 10:90) in den kommenden Jahren zu Gunsten von Top-Down-Ansätzen maßgeblich verschieben wird. Denn immer mehr Unternehmen werden IoT-Anwendungsfälle identifizieren und ihre Produkte um Sensoren und damit um die Machine-2-Machine Kommunikation erweitern. Was wir derzeit im Markt für Fitness-„Wearables“ sehen – mit der immer mehr Menschen eine Selbstvermessung vornehmen – wird sich exponentiell auf andere Industrien ausweiten.

Für die Cloud-Anbieter bedeutet dies, das sie sich nicht auf ihrem vorhandenen Portfolio ausruhen können, sondern ihre Attraktivität selbst erhöhen müssen, indem sie bestehenden und potentiellen Neukunden IoT-Enablement-Services in Form von Micro-Services und Modules bereitstellen müssen. Denn das Wachstum der Cloud und der Fortschritt des Internet of Things sind eng miteinander verbunden.