Unternehmen müssen ständig die Anpassungsfähigkeit, die Flexibilität und die Effizienz ihrer Geschäftsprozesse verbessern. Ein Schlüssel für die digitale Wertschöpfung ist die drahtlose Vernetzung. Die Angebotspalette an Netz-Technologien ist breit. Doch nicht jede Art der Vernetzung eignet sich für jedes Anwendungsszenario.
In Branchen wie der Industrie oder der (Intra-)Logistik setzen selbstfahrende Roboter, vorausschauende Wartung oder der Einsatz von Augmented Reality eine zuverlässige, schnelle und sichere Datenübertragung voraus. Die smarten Dinge benötigen ein Kommunikationsnetz, in dem sie weitestgehend ohne Verzögerungen navigieren können. Kabel zu verlegen, ist aufwendig und für mobile Szenarien ungeeignet. WLAN-Technologie stösst an ihre Grenzen – es kann nämlich passieren, dass das Transportsystem auf seinem Weg in eine andere Funkzelle wechselt und zunächst wieder eine neue Verbindung aufbauen muss, ehe es weiterfahren kann.
Eine deutlich höhere Performance und eine einfache Vernetzungsmöglichkeit liefert der Mobilfunk. LTE beziehungsweise 4G und perspektivisch 5G sind in der smarten Welt interessant für die lokale Unternehmensvernetzung. Mit so genannten Campus-Netzen erhalten Unternehmen direkt an ihrem Standort eine private Mobilfunk-Versorgung mit zugesicherter hoher Kommunikations-Qualität und -zuverlässigkeit. Im gleichen Zuge wird auch die öffentliche Mobilfunkversorgung lokal verbessert. Dank 5G Network Slicing lassen sich zukünftig mehrere virtuelle Netze auf derselben physikalischen Netzinfrastruktur anlegen. Auf diese Weise werden Daten jeder Anwendungsklasse über ein eigenes virtuelles Mobilfunknetz übertragen, das speziell für diese Anwendungsklasse optimiert wurde. So können einzelne Datenströme sich nicht gegenseitig stören und die Anwendungen können auf der jeweils optimalen Netzfunktionalität aufsetzen. Das ist erfolgskritisch für viele Anwendungen.
Eine Infrastruktur – zwei Funknetze
Die einfachste schon heute realisierbare Variante ist das Dual-Slicing, also die Schaffung einer gemeinsamen Infrastruktur, bestehend aus einem öffentlichen und einem privaten Netzwerk, die per LTE oder 5G Werksgelände auf zwei getrennten Frequenzen mit Mobilfunk versorgt.
Die verbesserte öffentliche Mobilfunkversorgung kommt Mitarbeitenden und Gästen auf dem Gelände zugute. Sie bekommen deutlich höherwertigen Empfang für Sprach-, Daten- und Bürokommunikation.Externe Dienstleister und Zulieferer können über das öffentliche Netz gleichermassen angebunden werden, um zum Beispiel Wartungsszenarien zu gewährleisten und diese Partner noch enger in die Wertschöpfungsprozesse einzubinden. Hierfür ist lediglich der Einsatz einer 5G-fähigen SIM-Karte nötig. Bei Bedarf kann diese Verbindung auch separat abgesichert werden.
Daneben erhalten die Unternehmen ein privates, lokales Netz, das logisch komplett vom öffentlichen Mobilfunknetz getrennt ist. Unternehmen nutzen es exklusiv, zum Beispiel ausschliesslich für kritische IoT- oder Maschinenkommunikation. Dafür wird je nach Bedarf des Unternehmens und lokaler Funkversorgung indoor oder optional outdoor zusätzliche Funktechnik auf dem Firmengelände installiert, die neben erhöhter Sicherheit durch das private Netzwerk hohe Bandbreite, Zuverlässigkeit und kurze Latenzzeiten mit sich bringt. Dank reservierter Frequenzen und Quality-of-Service-Mechanismen sind bei den privaten Funkverbindungen definierte Übertragungsqualitäten sichergestellt. So können Unternehmen auch Echtzeitanwendungen im Internet der Dinge (IoT), wie zum Beispiel zentral gesteuerte Industrieroboter und fahrerlose Transportsysteme, einfach, leistungsstark und sicher per Funk steuern und überwachen.
Campus-Netze skalieren und individuell zuschneiden
Die Einflussfaktoren für das Design und die Implementierung eines Campus-Netzes sind vor allem die individuelle Campus-Grösse, die abgedeckt werden soll, die Kapazitätsanforderungen und die gewünschten Servicezeiten. Daraus lassen sich verschiedene «Pakete schnüren», die sich zudem in der Auswahl an einzubindenden Übertragungstechniken, Verfügbarkeiten, Latenzen, Entstörzeiten oder die benötigten Frequenzen skalieren lassen. Je nach gewählter Service-Variante werden die Daten vom privaten Funknetz mit sehr geringer Latenz direkt am Standort an eine Edge beziehungsweise an das lokale Firmennetz (LAN) übergeben, zu einem standortnahen Operator Edge im Mobilfunknetz transportiert oder verschlüsselt zur IT des Unternehmens übertragen. Damit eignen sich die Campus-Netze perfekt für anspruchsvolle und mobile digitale Szenarien wie den autonomen Transport und andere übertragungstechnisch anspruchsvolle Anwendungen. Zudem sind Campus-Netze mit der neuesten 5G-Mobilfunktechnologie sinnvoll, wenn perspektivisch eine hohe Anzahl an Geräten am Standort per Funk vernetzt werden soll.
Campus-Netze sind für Unternehmen im Bezug attraktiv. Die Installation der Infrastruktur bedingt einmalige Investitionskosten. Der Betrieb des Netzes hingegen kann mit Service Level Agreements auf der Basis von Monatspauschalen und in Abhängigkeit vom benötigen Datenverkehr abgegolten werden. Per «Managed Service» kommen Unternehmen so zu einer sehr vorteilhaften Lösung für die mobile Kommunikation in der Smart Factory, der modernen Intralogistik und überall dort, wo die Anforderungen an Performance, Reichweite und Sicherheit die Möglichkeiten bestehender (WLAN-) Netze übersteigen.
Edge Computing – sinnvolle Ergänzung
Mit 5G-Campus-Netzen wird die Smart Factory endgültig Realität. Denn mit der hohen Anschlussdichte kann eine Vielzahl der in der Produktion erforderlichen Geräte wie Sensoren, vernetzte Fahrzeuge, Roboterarme, Computer oder Smartphones gleichzeitig mit Mobilfunk versorgt werden. Möglich wird dies durch die niedrige Latenz für Echtzeitverarbeitung hoher Datenvolumina. Um die Latenz für zeitkritische Anwendungen zusätzlich zu senken, können Unternehmen die 5G-Campus-Netze um Edge Computing ergänzen.
Die Reduktion der Latenz ergibt sich aus der Verkürzung der Übertragungsstrecke zwischen der Computing-Infrastruktur und dem Campus. Im Vergleich zu einer meist weit entfernten zentralen Cloud befindet sich beim Edge Computing die dezentral gelegene Edge entweder direkt auf dem Campus (Near Edge) oder in der Nähe von diesem (Far Edge). Der Latenzvorteil macht es möglich, Anwendungen mit Echtzeitanforderung auf der Edge zu betreiben. Darüber hinaus bietet eine Near Edge neben dem Latenzvorteil noch den Vorteil, dass Daten vor Ort gespeichert und verarbeitet werden. Dies gewährleistet höchste Datensicherheit und Autonomie beziehungsweise Verfügbarkeit der Infrastruktur. 5G-Campus-Netze und Edge Computing ermöglichen in Kombination Lösungen, die vorher nur aufwendig oder überhaupt nicht umsetzbar waren. Die Kombination der Treibertechnologien manifestiert sich beispielsweise in hochflexibler autonomer Intralogistik, Komplexitätsreduktion der Mensch-zu-Maschine-Kommunikation mit Augmented und Virtual Reality oder auch in Computer Vision zur Optimierung von Prozessen und zur Qualitätssicherung.
Der Autor
Peter Lenz ist seit Januar 2020 Vorsitzender der Geschäftsleitung für
T-Systems Österreich und Schweiz. Im Januar 2017 begann Lenz seine Karriere bei T-Systems Austria als VP Delivery und übernahm im Januar 2018 den Vorsitz der Geschäftsführung bei T-Systems Austria. Zuvor hatte er Führungspositionen bei Magna oder ÖBB inne. Die Alpine Region von T-Systems bietet ICT- und Digitallösungen mit Schwerpunkt auf Cloud & Infrastruktur, Konnektivität und Security.
