Over-the-Air-Updates über das IoT

Was ist ein Over-the-Air-Update (OTA)? Warum ist es wichtig?

Der Einsatz des IoT zur digitalen Transformation Ihres Unternehmens bietet zahllose Vorteile - höhere Umsätze, schnellere Innovationen, höhere Qualität und niedrigere Kosten. Jedes Unternehmen steht jedoch vor einzigartigen Herausforderungen, wenn es seinen IoT-Fußabdruck skalieren und die Vorteile maximieren möchte. Geografisch unterschiedliche Organisationen, schnelle Expansionsinitiativen, unzuverlässige regionale und lokale Infrastrukturen oder drohende Sicherheitsbedrohungen machen es oft erforderlich, dass Unternehmen ihre Taktik für den Einsatz von IoT-Ressourcen neu überdenken. 

Wenn Ihr Unternehmen mit Hindernissen oder Risiken für einen zuverlässigen physischen Zugang konfrontiert ist, bieten IoT-fähige Over-the-Air-Updates entscheidende Unterstützung für Remote-Software-Updates für Ihre angeschlossenen Geräte. Dies strafft die Skalierung des IoT-Betriebs und stellt sicher, dass Ihr Unternehmen Hindernisse für die digitale Transformation und die Agilität des Marktes überwinden kann.

Geschichte der OTA-Updates

Um die Geschichte der IoT-Over-the-Air-Updates zu verstehen, muss man den Boom der Mobiltelefone auffrischen. 1999 kam der BlackBerry 850 auf den Markt; seine Unterstützung für drahtlose E-Mails machte ihn zum unverzichtbaren Geschäftszubehör.  Die Telekommunikationsunternehmen erkannten, dass ihre derzeitige drahtlose Datenkapazität die Fähigkeit des Geräts zur Übertragung von Texten, E-Mails, synchronisierten Kalendern und anderen Daten nicht unterstützen konnte, was zu einigen berüchtigten Netzwerkausfällen führte. Im Juni 2007 stellte Apple das iPhone vor, das sofort zu einem kulturellen Phänomen wurde und datenintensive Medien wie Musik, Fotos und Videos übertrug. Konkurrierende Angebote erweiterten in der Folge den Markt. Apps, die auf eine ständige Datenübertragung angewiesen sind (z. B. GPS-Ortung, soziale Medien), und Cloud-fähige Dienste (wie drahtlose Betriebssystemaktualisierungen) trieben den Netzwerkverkehr weiter in die Höhe.

Was hat diese Geschichtsstunde mit den Over-the-Air-Updates für das IoT zu tun? Da Mobiltelefone das erste drahtlose IoT-Gerät auf dem Massenmarkt waren, gab es noch keine Infrastruktur, die diesen Bedarf decken konnte. Die Telekommunikationsunternehmen haben sich beeilt, drahtlose Netzwerke in einem noch nie dagewesenen Umfang aufzubauen. Fast über Nacht wurde die Kerninfrastruktur geschaffen, um die drahtlose Übertragung über große Entfernungen zu ermöglichen. Die durch den Markt für mobile Geräte ausgelöste Umstellung der Netzwerke war für die Entwickler des industriellen IoT von entscheidender Bedeutung. Diese Unternehmen erkannten, dass sie Daten in großem Umfang übertragen konnten, und sahen über die von den Geräten abgerufenen Daten hinaus den Wert in der Weitergabe von Daten zur Verwaltung, Aktualisierung und Wartung dieser Geräte aus der Ferne.

Mitte der 2010er Jahre begannen IoT-Updates über die Luftschnittstelle für verschiedene Geräte, wie z. B. Industriesensoren, medizinische Geräte und vernetzte Autos. Diese Fernaktualisierungen wurden für die Aufrechterhaltung der Gerätesicherheit, der Funktionalität und der Konformität mit sich weiterentwickelnden Standards unerlässlich. Heute sind IoT-Over-the-Air-Updates in vielen Branchen ein Standardmerkmal. Der Schwerpunkt von OTA-Updates hat sich auf die Verbesserung von Sicherheit und Effizienz verlagert - und die Verbreitung von 5G, Edge Computing, KI und Machine Learning hat die Tür zu Predictive Maintenance und Problemlösungen in Echtzeit geöffnet.

Wie funktionieren Over-the-Air-Updates?

IoT-fähige Over-the-Air-Updates nutzen drahtlose Kommunikationstechnologien wie Satellit, Wi-Fi, Mobilfunknetze oder andere Funkfrequenzen, um Updates direkt an die Geräte zu liefern. Jedes Gerät ist in der Lage, die Authentizität des Update-Pakets zu überprüfen und nach der Aktualisierung zu bestätigen, dass das Update erfolgreich war.

OTA-Updates vs. manuelle Updates 

In der Vergangenheit war für jede Software- oder Firmware-Aktualisierung eine direkte Interaktion mit dem Gerät erforderlich, was in der Regel physische Verbindungen oder Aktionen auf jedem Gerät erforderte. Mit der OTA-Bereitstellung können Updates auf alle angeschlossenen Geräte gleichzeitig und ohne physische Interaktion angewendet werden. Dies bietet mehr Komfort, Skalierbarkeit und Sicherheit als manuelle, arbeitsintensive und fehleranfällige Aktualisierungen. Ein einfaches Beispiel für die Auswirkungen dieses Wandels sind IT-Updates. Noch vor zehn Jahren mussten viele IT-Abteilungen Betriebssysteme und Anwendungen mühsam Maschine für Maschine aktualisieren. Heute verfügen die meisten großen Unternehmen über sichere Remote-Rollouts, die die Geschwindigkeit, die Sicherheit und die Zuverlässigkeit dieser Arbeiten verbessert haben.

Häufige OTA-Update-Szenarien

Jede IoT-Umgebung ist einzigartig. Ein iOS-Update hat andere Anforderungen als ein Update für ein industrielles Gerät, das ganz anders aussieht als ein Update für ein angeschlossenes Auto. Glücklicherweise können OTA-Updates auf verschiedene Weise implementiert werden, je nach den spezifischen Anforderungen und Einschränkungen des IoT-Ökosystems. Verschiedene Szenarien nutzen einzigartige Netzwerkarchitekturen, um eine effiziente und zuverlässige Bereitstellung zu gewährleisten.

Edge to Cloud 

IoT-Geräte, die "on Edge" oder "am Rande" betrieben werden, d. h. in der Nähe des physischen Standorts, an dem die Daten benötigt werden, erhalten Updates direkt von einem Cloud-Server. Dieser Ansatz ist zwar einfach, aber jedes Gerät muss über eine konsistente, zuverlässige Internetverbindung verfügen, damit er funktioniert.

Zugang zur Cloud 

Ein zentrales Gateway-Gerät empfängt Cloud-Updates und verteilt sie an die angeschlossenen Geräte. Dieser Prozess reduziert die Bandbreitennutzung und ermöglicht die lokale Verwaltung von Updates, selbst wenn die Edge-Geräte nicht direkt mit der Cloud verbunden sind.

Edge zu Gateway zu Cloud 

Edge-Geräte senden ihre Daten an ein lokales Gateway, das dann mit der Cloud kommuniziert. Dieses Setup ermöglicht eine effiziente lokale Verarbeitung und Verwaltung, während die Cloud eine zentrale Steuerung und Analyse ermöglicht. 

Anlage OTA

Bestimmte Geräte wie Autos oder Telefone erhalten Updates direkt, in der Regel über Mobilfunknetze. Dieses Szenario ist bei groß angelegten Bereitstellungen üblich und stellt sicher, dass alle Geräte unabhängig vom Standort auf dem neuesten Stand bleiben. 

Was sind die Herausforderungen bei der Entwicklung eines OTA-Update-Systems? 

IoT-Over-the-Air-Updates bieten zwar erhebliche Vorteile für die Verwaltung und Wartung einer Flotte von IoT-Geräten, doch die Entwicklung eines effektiven Update-Systems birgt Herausforderungen. Die Bewältigung dieser Hindernisse gewährleistet die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Effizienz des Aktualisierungsprozesses. 

Sicherheitsrisiken 

Die Sicherung von IoT-Over-the-Air-Updates ist entscheidend, um zu verhindern, dass Unbefugte die Updates abfangen oder manipulieren. Robuste Verschlüsselung, Authentifizierung und sichere Übermittlungssysteme können zum Schutz vor Cyber-Bedrohungen und unbefugtem Zugriff beitragen.

Bricking des Geräts 

Es besteht das Risiko, dass eine Aktualisierung mitten im Prozess fehlschlägt oder kritische Fehler enthält, wodurch das IoT-Gerät funktionsunfähig wird oder "ausfällt". Die Implementierung von Schutzmaßnahmen wie Rollback-Mechanismen und Validierungsprüfungen kann dieses Risiko mindern und sicherstellen, dass sich Geräte von fehlgeschlagenen Updates erholen können. 

Die Wahl des richtigen Anbieters

Es gibt viele IoT-Over-the-Air-Update-Optionen. Daher ist es wichtig, Faktoren wie Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit, Kosten und Kompatibilität mit der bestehenden Infrastruktur zu berücksichtigen. Der gewählte Dienst muss die spezifischen Anforderungen und Herausforderungen Ihrer IoT-Implementierung unterstützen und sollte Gerätetypen, Netzwerkbedingungen und gesetzliche Anforderungen berücksichtigen.

IoT-Plattform

Insbesondere für Unternehmen, die entweder noch mit der Umsetzung ihrer IoT-Strategie beschäftigt sind oder ihre IoT-Infrastruktur ändern möchten, ist es unerlässlich, die Fähigkeiten und den Wert verschiedener IoT-Plattformen genau zu prüfen - sowohl für allgemeine Anwendungsfälle als auch speziell für ihre Fähigkeit, Ihre Anforderungen und Herausforderungen in Bezug auf IoT-over-the-air-Updates zu erfüllen. Ratgeber (für Anwendungen in der Fertigung oder im Dienstleistungsbereich) und Rankings von Lieferanten sind wertvolle Ressourcen.

Vorteile von OTA-Updates für die IoT-Bereitstellung

OTA-Updates sind ein sicherer Weg, um IoT-Implementierungen vom ersten Tag an zu skalieren und zu rationalisieren. Auch wenn Herausforderungen auftreten können, können erfolgreiche IoT-Over-the-Air-Updates wochenlange manuelle Arbeit einsparen und die hohen Kosten für die Implementierung umfangreicher Änderungen reduzieren.

Fortlaufende Aktualisierungen nach der Bereitstellung des Geräts 

Wenn das Hinzufügen neuer Funktionen zu einem Produkt einfach ist, profitieren alle Kunden - frühere und heutige - davon. Unternehmen können OTA-Updates so oft wie nötig bereitstellen, um Systemfunktionen, Sicherheit, Effizienz und Innovation zu verbessern. Das heißt, egal ob jemand das Produkt gestern oder vor einem Jahr gekauft hat, kann er von demselben aktualisierten Gerät profitieren.

Hilfe bei der Innovation

IoT-Over-the-Air-Updates ermöglichen sofortige, gestraffte, kontinuierliche Verbesserungen - ohne dass ein physischer Eingriff erforderlich ist. Diese Flexibilität ermöglicht es Unternehmen, sich schnell an Marktanforderungen anzupassen, mit neuen Technologien zu experimentieren und durch schnelle, iterative Verbesserungen einen Wettbewerbsvorteil zu erzielen.

Weniger Rückrufe und Lkw-Fahrten 

Bei der manuellen Bereitstellung von Updates müssen geografisch verteilte Unternehmen Teams zu jedem Gerät schicken, um die Änderungen physisch zu installieren. Bei IoT-Over-the-Air-Updates müssen die Techniker nicht mehr jedes Gerät persönlich aufsuchen, wodurch sich die Anzahl der LKWs verringert und Produktrückrufe minimiert werden. Durch die rechtzeitige Behebung von Softwareproblemen können Unternehmen sicherstellen, dass die Geräte aktualisiert werden und ordnungsgemäß funktionieren, ohne dass sie in ein Servicecenter geschickt werden müssen. 

Fazit