Industrie 4.0 braucht vernetzte Intelligenz und Sicherheit

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Industrie 4.0 braucht vernetzte Intelligenz und Sicherheit

Vernetzung ist der Schlüssel zur Smart Factory und zur Industrie 4.0. Echte Fortschritte in Produktivität, Effizienz und Ressourcenschonung gelingt nur, wenn die Möglichkeiten künstlicher Intelligenz genutzt werden. Und bei allem muss die Sicherheit der Systeme gewährleistet werden. o2 Telefónica zeigt auf der Hannover Messe 2022 mit konkreten Beispielen, wie das gelingt.

Das Thema Sicherheit galt lange als Bremser bei der Einführung von Technologien aus IT und Telekommunikation in die Produktion. Das ist nur verständlich, könnten doch die Folgen beispielsweise von kriminellen Hackerangriffen unmittelbar Menschen gefährden. Nicht umsonst werden Dinge im Internet der Dinge oft auch Cyber-physische Systeme genannt: Sie arbeiten an der Schnittstelle von Datenwelt und physischer Welt – bei einem Fehler in der Datenwelt kann etwa ein ferngesteuerter Roboterarm physische Schäden anrichten und auch Menschen gefährden. Doch was über Jahrzehnte an Sicherheits-Know-how und -technologien gewachsen ist, macht die Vernetzung von Sensoren und Aktoren, von Geräten, Maschinen und ganzen Produktionshallen verantwortbar. Und beim hohen Kosten- und Wettbewerbsdruck sowie den Ansprüchen an Effizienz und Nachhaltigkeit wird die Vernetzung auch zur Notwendigkeit. Damit Unternehmen im internationalen Wettbewerb bestehen können.

Alias Robotics schützt Industrieroboter vor Cyber-Sicherheitsbedrohungen

Doch eine besondere Herausforderung besteht darin, dass viele industrielle Anlagen und Anwendungen bisher nicht auf die speziellen Anforderungen der Vernetzung zum industriellen Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) ausgelegt sind. Sie waren und sind oft als unabhängig arbeitende Systeme konzipiert, die wie auf einer Insel losgelöst von anderen Systemen, von anderen Inseln, „air gapped“ arbeiten. Deshalb muss das Thema Sicherheit für Industrieroboter neu gedacht werden – wie es Alias Robotics macht. Das Unternehmen definiert sich als weltweit führendes Roboter-Cybersicherheits-Unternehmen und arbeitet mit führenden Roboterhersteller wie ABB und Kuka zusammen.

Wenn Roboter als IIoT-Gerät nicht gegen die Gefahren aus dem Internet gut geschützt sind, kann das in der Produktion zu Chaos führen oder in Krankenhäusern die Gesundheit von Patienten beeinträchtigen“, sagt Endika Gil-Uriate, CEO von Alias Robotics.

Sein Unternehmen hat ein Robot Immune System (RIS) entwickelt. Es wird direkt im Roboter installiert und schützt die Maschine ähnlich wie eine IT-Sicherheits-Suite auf dem Computer. Zielgruppe sind in erste Linie Nutzer von Robotern. Das Unternehmen arbeitet mit verschiedenen Herstellern zusammen, damit diese wiederum ihren Kunden eine erweiterte Sicherheit für die vernetzten Geräte anbieten können.

Robot Immune System von Alias Robotics (Quelle: Alias Robotics)

Industriekunden, die eine ganze Anlage planen, müssen sich darauf verlassen können, dass jedes Teil ihrer Produktion sicher und geschützt vor Cyberangriffen ist. Sie haben deshalb ein großes Interesse daran, dass ein derartiger Schutz bereits in jedem angreifbaren Asset installiert ist, Roboter eingeschlossen“, erklärt Gil-Uriate. Sein Unternehmen beschränkt sich nicht nur auf seine Software, die jeweils individuell auf einem Roboter installiert und implementiert werden muss, sondern berät Unternehmen auch in Sachen Cyber-Security für Industrieunternehmen und erbringt verschiedene Sicherheitsdienstleistungen.

Auf der Hannover Messe stellt Alias Robotics sein Lösungsangebot für Cyber-Security am Stand von o2 Telefónica vor, und zwar ganz praktisch am Arm eines Cobots (kollaborativer Roboter), wie er in vielen europäischen Fabriken arbeitet und vor unrechtmäßigen Nutzern geschützt wird.

Echtzeitreaktion für autonome Drohnen im 5G-Netz

Die Plattform von Unmanned Life ist in der Lage, Schwärme verschiedener Robotertypen und Dronen zu steuern, zu koordinieren und zu verwalten (Quelle Unmanned Life)

Automatisierung und Reaktionen in Echtzeit spielen gerade auch im Industrieumfeld eine große Rolle. Nicht nur klassische Roboter, sondern alle autonom arbeitende oder sich fortbewegenden Maschinen müssen sofort reagieren können, wenn etwas Ungeplantes in ihr Wirkungsfeld eintritt. Dann müssen sie entweder anhalten oder ausweichen, aufhören zu arbeiten oder in eine sichere Position fahren. Als ein Beispiel, wie zuverlässig und schnell dafür Informationen und Steuerungsbefehle in einem 5G-Netz übertragen werden, zeigt das Unternehmen UM Autonomous Systems („Unmanned Life“) autonom fliegende Drohnen. Das britische Unternehmen hat eine Softwareplattform zur Orchestrierung autonomer Robotik entwickelt. Als Hardware-unabhängige Software sorgt sie für Interoperabilität, Offenheit und Flexibilität bei der Steuerung von Robotern.

Wir beobachten ein explosionsartiges Wachstum bei der Einführung von Robotern im Bereich Industrie 4.0. Während dies für die Automatisierung großartig ist, sehen wir eine Fragmentierung der Robotiksoftware, die das Erreichen einer gemeinsamen Aufgabe erschwert“, sagt Kim Clement, Chief Technology Officer von Unmanned Life.

Wir von Unmanned Life stellen eine Softwareplattform bereit, die es individuellen Robotern unterschiedlicher Art und mit unterschiedlichen Funktionen ermöglicht, als autonome Arbeitskräfte zusammenzuarbeiten. So machen wir betriebliche Anwendungsfälle für Unternehmen möglich, damit sie die Leistung der Robotik nahtlos und zentralisiert nutzen können.

Unmanned Life stellt seine Lösung für Anwendungen in den Bereichen Industrie 4.0 und Smart Citys bereit. Ganze Flotten hybrider autonomer Roboter können damit gestartet und gesteuert werden. Künstliche Intelligenz und Edge-Computing in einem 5G-Netz kommen zum Einsatz, um durch Echtzeitanalysen Datenfluss sowie Steuerung und Kontrolle zu verbessern.

Auf der Hannover Messe zeigt Unmanned Life die Leistungsfähigkeit seiner Plattform am Beispiel einer Live-Demo mit Drohnen, wie sie beispielsweise in der Logistik oder zur automatisierten Überwachung eingesetzt werden können. Am Telefónica Headquarter in Spanien ist die Lösung als ein Baustein in der Sicherung der kritischen Infrastruktur im Einsatz.

5G-Campus-Netz im praktischen Einsatz

Das 5G-Campus-Netz baut Telefónica mit Technologiepartner Ericsson (linkto: https://www.ericsson.com/de/) auf. Darin läuft neben den Anwendungsbeispielen von Alias Robotics und Unmanned Life auch eine Demonstration von CGI (linkto: https://www.cgi.com/de/de), wie per 5G praktische Hilfe von Experten kommen kann, die nicht direkt vor Ort sind – nämlich per verzögerungsfreier Datenübertragung mit Brillen für Augmented oder Virtual Reality.

o2 Telefónica informiert insbesondere über die Schwerpunkte Managed IoT Connectivity, SD-WAN, Cyber Security, 5G Campus Networks, Things Ready und Business Innovation.

Besuchen Sie O2 Telefónica auf der Hannover Messe vom 30.05. bis 02.06.2022, Halle 8 Stand D 07

Neben den Use Cases von Alias Robotics und Unmanned Life, informiert O2 Telefónica auf der Hannover Messe unter anderem über IIoT, 5G-Campus-Netze und andere vernetzte Anwendungen.

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5G – schnelle Vernetzung für Remote-Expert-Services

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5G – schnelle Vernetzung für Remote-Expert-Services

Wäre es nicht großartig, wenn teures Fachpersonal ohne lange Anfahrtszeit bei anfallenden Reparaturen aus der Ferne assistieren könnte? Wenn Mediziner einer Fachklinik einen Landarzt „fernsteuern“ könnten, damit der eine komplizierte Behandlung vor Ort ohne Patiententransport vornehmen kann? Das ist keine Zukunftsmusik mehr, sondern dank Remote-Expert-Services heute schon möglich – und Mobilfunk der 5. Generation sorgt dafür, dass selbst große Datenmengen quasi in Echtzeit übertragen und schnelle Reaktionen möglich werden. Das gilt insbesondere in 5G-Campus-Netzen, denen derartige Services nach Kundenwunsch priorisiert werden können.

Gerade noch lief die Produktion unter Volllast, nun steht sie still. Von einer Sekunde auf die andere. Jetzt heißt es schnell handeln, um die Fertigung wieder ans Laufen zu bringen. Da aber eine Spezialmaschine am Stopp schuld ist, braucht es für die Fehlerbehebung Spezialwissen, welche das Team vor Ort nicht hat. Die Anreise des Experten wird Stunden dauern, in denen das Band stillsteht. Damit wird guter Rat buchstäblich teuer: Produktionsausfälle, Reisekosten, Arbeitslohn summieren sich schnell zu einem hohen Euro-Betrag.

Reparaturen aus der Ferne mit Remote-Expert-Service

Doch dazu gibt es eine Alternative, die stark im Kommen ist: Remote-Expert-Services. Dabei handelt es sich um eine Anwendung, mit der sich Fachpersonal aus der Ferne gemeinsam mit dem Reparaturteam vor Ort des Problems annehmen kann. Eine Spezialbrille mit Kamera, die der Techniker an der Maschine trägt, überträgt in Echtzeit, was dieser sieht. Der aus der Ferne zugeschaltete Experte kann so alles auf einem Bildschirm verfolgen und hat die Möglichkeit, Hinweise und Anweisungen direkt in das Sichtfeld des Monteurs vor Ort einzublenden. Wichtig für das reibungslose Funktionieren ist die schnelle Datenübertragung. Und hierfür leistet der Mobilfunk der 5. Generation hervorragende Dienste. Mit seiner geringen Latenz, seiner Verzögerung im Netz und seiner großen Bandbreite ermöglicht er die Übertragung der erforderlichen Daten quasi in Echtzeit. Weitere Vorteile sind die hohe Ortungsgenauigkeit per 5G und die hohe Dichte an Nutzern und Geräten. In einem 5G-Campus-Netz lässt sich das sogar noch an die Anforderungen des Unternehmens optimieren.

CGI MaEVA ist eine videounterstützte Remote-Collaboration-Plattform (Quelle: CGI)

Telefónica Deutschland hat erst vor kurzem eine solche Anwendung bei einem Automobilhersteller installiert. Dort kommt von CGI, einem der größten Unternehmen für IT und Business-Consulting, die Lösung MaEVA zum Einsatz. Sie nutzt Augmented-Reality (AR), also die Überlagerung der realen Umgebung mit einem virtuellen Bild. So lassen sich Anweisungen des Remote-Experten einblenden und die Kommunikation zwischen geografisch verteilten Teams vereinfachen. Der Remote Expert wurde vom Industriepartner für die Fahrzeugentwicklungsphase genutzt, um standortübergreifend und sehr schnell einen interaktiven Austausch direkt am Produkt sicherzustellen – die Verbesserungen oder auch Verbesserungsvorschläge konnten und können direkt am Produkt besprochen, visualisiert und dokumentiert werden – der Weg zum Meisterbüro entfällt.

Die größte Nachfrage erhalten wir derzeit tatsächlich aus dem Bereich Manufacturing, gefolgt von der Gesundheitsbranche“, sagt Gerrit-Imme Seehase, Director Consulting Services bei CGI in Deutschland. Ein Remote-Expert-Service kann beispielsweise Ärzte zusammenschalten, sodass komplizierte Operationen auch fern der Ballungsräume durchgeführt werden können, wo häufig medizinisches Fachpersonal fehlt. Dabei assistiert der erfahrene Chirurg während der Operation aus der Ferne oder kann mittels eines Operations-Roboters sogar selbst aktiv eingreifen. Egal, wie die medizinische Assistenz im Detail aussieht: Sie erspart dem Patienten den belastenden Transport in eine spezialisierte Klinik und dem Fachpersonal die Anreise.

Seehase erkennt Potenziale für den Einsatz von Remote-Expert-Services auch in anderen als den erwähnten Branchen: So habe das Militär schon seit einiger Zeit die Vorteile einer videounterstützten Remote-Kollaborationssoftware auf dem Schirm. In der Gesundheitsbranche kann darüber für Diagnose und Operation die Expertise eines Spezialisten schnell und einfach hinzugezogen werden. „Außerdem kann ich mir Anwendungen beispielsweise in der Energiebranche gut vorstellen. Eigentlich überall, wo es um Fernüberwachung, -wartung oder -reparatur geht“, fährt sie fort.

Schulungen bekommen mehr Praxisbezug

Schulungen über Remote-Expert und AR

Selbst Schulungen oder Ausbildungen kann ein Remote-Expert-System verbessern. So können Auszubildende aus der Ferne zusehen, wie ein Spezialist eine Reparatur an einer Maschine durchführt. Dabei sehen sie alles genau so, als würden sie selbst am defekten Apparat stehen. „Remote-Experte-Service ist eine sehr gute Methode, um Fachwissen schnell und einfach an vielen Stellen verfügbar zu machen. Das geht viel schneller, als das mit dem bisherigen Ansatz des Experten vor Ort möglich wäre“, fasst Seehase die Vorteile im Ausbildungsbereich zusammen.

Der Aufwand für die entfernte Person für den Remote-Expert-Service ist gering. „Alles was sie benötigt, ist eine Augmented-Reality-Brille, die über ein schnelles Kommunikationsnetz Zugang zur Kollaborationssoftware hat, welche selbst in der Cloud gehosted werden kann“, erläutert Seehase. Eine Remote-Expert-Lösung kann innerhalb weniger Wochen in Betrieb gehen und ihre Vorteile ausspielen – selbst wenn man den eventuell anfallenden Aufwand für Anpassungen der Software an vorhandene IT-Anwendungen und für die Aufbereitung von vorhandenen Daten wie Handbücher berücksichtigt. Zuallererst verringern sich Kosten und Reaktionszeiten, da die Anfahrt der Experten entfällt. Hinzu kommt, dass in Zeiten des Fachkräftemangels Spezialisten rar sind; der Remote-Expert-Service könnte dem Engpass entgegenwirken. „Mehr Einsatzfelder, mehr Interessenten“, bringt Seehase dann auch die aktuelle Marktentwicklung für Remote-Expert-Services auf den Punkt.

Besuchen Sie O2 Telefónica auf der Hannover Messe vom 30.05. bis 02.06.2022, Halle 8 Stand D 07

O2 Telefónica informiert auf der Hannover Messe unter anderem über IoT, 5G-Campus-Netze und andere vernetzte Anwendungen.

Am Stand von o2 Telefónica führt Technologiepartner CGI vor, wie per 5G praktische Hilfe von Experten kommen kann, die nicht direkt vor Ort sind – nämlich per verzögerungsfreier Datenübertragung mit Brillen für Augmented oder Virtual Reality.

Hannover Messe 2022 – Transformation gelingt durch Vernetzung

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Hannover Messe 2022 – Transformation gelingt durch Vernetzung

Den entscheidenden Innovationsschub für alle industriellen Bereiche bringt die Vernetzung. Sie ist die Grundlage für Information in Echtzeit, clevere Analyse und Steuerung sowie künstliche Intelligenz und neue Geschäftsmodelle. Sie macht die Industrie von heute zur Industrie 4.0. Dementsprechend zieht sich das Thema Vernetzung durch alle Veranstaltungen und Ausstellung auf der Hannover Messe 2022. Telefónica Deutschland zeigt auf der weltweit wichtigsten Industriemesse vom 30. Mai bis 2. Juni ganz konkret, wie moderne Vernetzung funktioniert.

Nichts ist überzeugender als die Praxis. Deshalb stellt o2 Telefónica seine Lösungen und Services für die Vernetzung von Industrieunternehmen auf der Hannover Messe aus und führt gemeinsam mit ihren Partnern vor, wie sie in der Praxis funktionieren, was sie leisten und wie Kunden davon profitieren.

5G-Campus-Netze für eine sichere Vernetzung

5G Campus Networks – auf der Hannover Messe 2022

Wichtiger Ausstellungsschwerpunkt wird der Mobilfunkstandard der 5. Generation. 5G ist wie geschaffen, die digitale Transformation zu voranzutreiben: 5G ermöglicht nicht nur schnellere Datenübertragung, hohe Zuverlässigkeit und kürzeste Reaktionszeiten. In einem 5G-Campus-Netz lassen sich digitale Dienste individuell auf Unternehmens- und Anwendungsanforderung sicher vernetzen. Entsprechende 5G-Campus-Netze hat Telefónica Deutschland bereits für Mercedes Benz Cars im Werk Factory 56, für Dataport in einem 5G-Labor mit Innen- und Außenbereich für Anwendungen einer smarten City und für den Gesundheitskonzern Helios auf einem Klinikgelände in Leipzig realisiert. Solche Netze basieren auf dem neuesten 5G-Standalone-Standard; zum Einsatz kommt typischerweise ein vollständiges 5G-Standalone-Kernnetz, bei dem alle Komponenten und Funktionen vor Ort angesiedelt sind. So verlassen sensible Daten das Unternehmen nicht und die Funktionalitäten des Netzes können so festgelegt werden, dass etwa wie bei der Anwendung von Helios eine genaue Ortung von Gegenständen bis auf zehn Zentimeter genau möglich wird.

Auf der Hannover Messe baut Telefónica mit Ericsson, einem weltweit führenden Anbietern von Kommunikationstechnologien und -dienstleistungen, ein 5G-Campus-Netz auf und zeigt damit seine Campus-Netz-Lösung Ericsson Private 5G. In diesem Netz führt Technologiepartner CGI vor, wie per 5G praktische Hilfe von Experten kommen kann, die nicht direkt vor Ort sind – nämlich per verzögerungsfreier Datenübertragung mit Brillen für Augmented oder Virtual Reality.

SD-WAN – auf der Hannover Messe 2022

SD-WAN – per Software Vernetzung definieren

Vernetzung betrifft heute selbstverständlich nicht nur einzelne Standorte. Vielmehr erfordern viele moderne Anwendungen die Vernetzung über viele Standorte verteilt, national wie international. Nicht überall stehen dieselben Vernetzungstechnologien zur Verfügung. Unternehmen, die nicht selbst zu Netzwerkspezialisten werden, sondern sich auf ihre Kernkompetenzen und -anwendungen konzentrieren wollen, brauchen einen verlässlichen Partner, der die möglichen Vernetzungstechnologien bündelt zu einer einheitlichen Infrastruktur. Telefónica bietet derartige Services als SD-WAN, als Software Defined Wide Area Networks an. Sie machen Vernetzung so dynamisch, wie Unternehmen es bereits von leistungsstarken Cloud-Services gewohnt sind. o2 Business zeigt auf dem Messestand, wie SD-WAN für eine sichere und intelligente Verbindung mehrerer Unternehmensstandorte sorgt.

Damit macht o2 Telefónica Vernetzungstechnologie, die vorher nur großen Unternehmen zur Verfügung stand, auch für kleine und mittelständische Unternehmen verfügbar, wie beispielsweise für die Höcker Project Managers.

Konnektivität für das industrielle IoT

Managed IoT Connectivity – auf der Hannover Messe 2022

Offensichtlich ist es, dass es auf der Hannover Messe vor allem um die Vernetzung von Dingen, als um das Internet der Dinge (IoT) und das Industrielle IoT (IIoT) gehen muss. Viele Kunden von o2 Telefónica profitieren bereits von der Kompetenz des Unternehmens und der Leistungsfähigkeit seiner Netze. Zahlreiche Kunden erklären in Referenzartikeln, wie sehr sie ihr Unternehmen voranbringen konnten mit Managed IoT Connectivity von Telefónica. Dazu gehören nicht nur Mobilfunkservices, sondern auch die vielfach preisgekrönte IoT-Plattform Telefónica Kite. Sie ermöglicht die umfassende Verwaltung und Analyse von Konnektivität, ganz gleich über welchen Mobilfunkstandard, ob per GPRS und LTE oder über die neueren Niedrigenergievernetzungsstandards LTE-M und Narrowband-IoT läuft. Sie ist bestens vorbereitet auf Anwendungen von Massive-IoT. Zu den weiteren Stärken von Kite zählt nicht nur der eigene Funktionsumfang, sondern insbesondere auch die Offenheit mit API-Schnittstellen zu wichtigen Cloud-Services wie Cumulocity IoT, AWS und Microsoft Azure.

Cyber Security – auf der Hannover Messe 2022

Mit Sicherheit vernetzt

Als Telekommunikationsunternehmen mit unmittelbarer Kundennähe und hoher Beratungskompetenz kennt Telefónica selbstverständlich auch die neuen Herausforderungen in Sachen Sicherheit, wenn ehemals unabhängig und unvernetzt arbeitende Maschinen miteinander verbunden und sogar per Internet weltweit zugreifbar gemacht werden. Deshalb hat Telefónica mit Alias Robotics, Spezialist für Cyber-Sicherheit von Robotern, im Innovation-Hub Wayra in München ein Innovationslabor eröffnet. Mit der Kompetenz von o2 Telefónica für die sichere Vernetzung und der Spezialisierung von Alias Robotics auf die Absicherung von Robotern bekommt das Thema Sicherheit auch im industriellen Umfeld einen bedeutenden Schub.

Things Ready – auf der Hannover Messe 2022

Damit die Dinge ins IoT kommen

Wie Dinge ins Internet der Dinge gebracht werden können, die zunächst keine Vernetzungsfunktionalität besitzen, zeigt Telefónica mit „Things Ready“. Mit Things Ready schafft Telefónica die Möglichkeit, eine Vielzahl von Geräten und Anlagen mit Informationssystemen zu verbinden, von Kühlschränken bis zu Industrieanlagen. Telefónica unterstützt Geschäftskunden bei der Auswahl der passenden Modems, Router und Gateways bis hin zur Entwicklung von individuellen Lösungen. Things Ready richtet sich an Unternehmen, die ihre Geräte und Anlagen vernetzen und Geschäftsprozesse digitalisieren möchten, und an Systemintegratoren, die Lösungen für Überwachungs- und Prozessautomatisierung entwickeln. Zusätzlich zeigt auf dem Messestand von Telefónica Technologiepartner RoundSolutions seine Lösung IO-Gate, die die wichtigsten Schnittstellen mitbringt, um IIoT-Projekte nach vorne zu bringen.

Business Innovation – auf der Hannover Messe 2022

Innovationen durch Kooperation.

Ebenfalls auf dem Messestand von Telefónica vertreten ist Unmanned Life, eine Lösung, die auch im Wayra Techlab vermittelt zwischen den Telefónica Geschäftseinheiten und Start-ups aus Bereichen wie Internet of Things (IoT), Data Analytics, Cyber Security und Artificial Intelligence (AI). Außerdem bietet die Innovationseinheit mit ihrem einzigartigen 5G Tech Lab eine herausragende Möglichkeit für Unternehmen, ihre eigenen 5G-Anwendungen zu entwickeln und zu testen.

Nicht zuletzt informiert Telefónica über seinen IoT-Marktplatz und über Lösungen aus dem Wayra-Kosmos. Dort finden sich auch weitere spannende Lösungen wie Insider Navigation und Oculavis (Remote Video Support).

Besuchen Sie O2 Telefónica auf der Hannover Messe vom 30.05. bis 02.06.2022, Halle 8 Stand D 07

Alle beschriebenen Use Cases werden von O2 Telefónica Deutschland auf der Hannover Messe in der Praxis und anhand von realen Projekten vorgestellt. In Halle 8 zeigt nicht nur O2 Telefónica selbst, sondern auch Technologiepartner wie der Netzwerkausrüster Ericsson Lösungen und praktische Anwendungen für Unternehmen.

NB-IoT und LTE-M: Sparsam und preiswert zum Booster für das Internet der Dinge

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NB-IoT und LTE-M: Sparsam und preiswert zum Booster für das Internet der Dinge

Dem Internet der Dinge wird ein sagenhaftes Wachstum vorhergesagt. Wenn aber viele Dinge vernetzt und ins IoT gebracht werden sollen, müssen massiv Niedrigenergie-Techniken zum Einsatz kommen – aus Gründen der ökologischen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeit. Die Mobilfunkstandards Narrowband-IoT (NB-IoT) und LTE-M sind genau darauf ausgelegt. Sie bringen zwar gewisse Einschränkungen mit sich, können aber wichtige Stärken ausspielen – um so zum Booster für das Internet der Dinge zu werden.

Alternative Stromversorgung über Solar für abgeschiedene IoT Sensoren.

Ohne Strom funktioniert in unserer hoch technisierten Welt so gut wie nichts. Das gilt gerade auch für das Internet der Dinge, nicht nur für die Netzinfrastruktur, sondern für jedes einzelne Gerät, jeden Sensor, jeden Aktor. Deshalb spielt die Stromversorgung eine große Rolle bis an die Endpunkte des IoT. Zwar verfügen wir über stabile Stromnetze – doch sie reichen eben nicht überall hin. Oft lohnt auch der Aufwand einer Verkabelung nicht an jeder Stelle, an der hin und wieder Messdaten erhoben und weitergeleitet werden sollen. Beispiele hierfür gibt es viele: Sensoren für Parkplätze oder Regallager, Füllstandmesser von Tanks und Fässer, Ortungstechnik für Ladungsträger in der Logistik, Schlüssel oder Gepäck, Umweltsensoren an Wetterstationen, Feuchtigkeitsmesser für den Boden in der Landwirtschaft, … Der Fantasie sind kaum Grenzen gesetzt.

Dass nicht an all diesen Stellen die komplette Technik eines Smartphones zum Einsatz kommen kann, weiß jeder, der mit dem Akku seines wichtigsten Begleiters nur knapp über einen Arbeitstag kommt. Das ist aber auch nicht nötig, denn im Internet der Dinge geht es vielfach um weit weniger fordernde Anwendungen als etwa Streamen von hochaufgelösten Videos oder Computerspiele mit Echtzeitreaktionen.

Oft brauchen die IoT-Anwendungen nur wenige Bits und Bytes an Daten vielleicht einmal pro Stunde oder pro Tag zu erfassen und zu senden. Andere Anwendungen wie Bewegungsüberwachungen benötigen vielleicht nicht die Spitzenauflösung von Fotos und Videos, die zur Analyse gesendet werden.

Genau auf die Anwendungsbandbreite im Internet der Dinge haben die entscheidenden Standardisierungsgremien Vernetzungstechnologien für Low Power Wide Area (LPWA) entwickelt und die Mobilfunkstandards Narrowband-IoT und LTE-M als wichtige Ergänzung ausgelegt. Sie kommen mit vergleichsweise wenig Energie aus, sodass sie mit Akkus oder Batterien relativ lange unabhängig betrieben werden können. Zehn Jahre Laufzeit und mehr sind mit der neuesten Gerätegeneration durchaus möglich. Auch mit dem benötigten Funkfrequenzspektrum gehen sie sparsam um, sodass beispielsweise im 5G-Netz bis zu einer Million von Geräten in einer Funkzelle vernetzt werden können. Entsprechende Funkmodule lassen sich massentauglich preiswert produzieren, sodass dem massiven Ausbau des Internet der Dinge von der technischen Seite nichts im Wege steht.

Unterschiede zwischen NB-IoT und LTE-M

Die Vorteile der beiden Standards werden aber natürlich mit Einschränkungen an anderer Stelle „erkauft“: So werden Daten langsamer übertragen, die Bandbreite ist eingeschränkt, und Telefonieren, also beidseitige Sprachübertragung, ist bestenfalls eingeschränkt möglich. Und bei mobilen Anwendungen kommt es im NB-IoT-Standard mit dem Wechsel der Funkzelle zur Unterbrechung der Mobilfunkverbindung, bei LTE-M wird sie übergeben und bleibt erhalten.

Wer eine eigene IoT-Anwendung plant, tut deshalb gut daran, sich mit den Funkstandard genauer zu beschäftigen. Damit später kein Frust entsteht, muss er vorher genau wissen und festlegen, welche Anforderungen seine IoT-Anbindung erfüllen muss, um dann den passenden Mobilfunkstandard zu wählen. Das gilt im Übrigen auch für die Wahl des passenden IoT-Tarifs und Mobilfunk-Providers. Nicht jedes Telekommunikationsunternehmen bietet alle Funktionalitäten und Standards.

Geschäftskunden von o2 Telefónica können beide LPWA-Technologien flächendeckend in Deutschland und im Ausland nutzen, denn das Unternehmen baut seine Partnerschaften mit Roaming-Partnern entsprechend aus. Infos zur Netz- und Länderabdeckungen für NB-IoT und LTE-M finden sich auf unsere IoT-Webseite.

IoT-Whitepaper für Entwickler und Entscheider

Die IoT-Experten von o2 Telefónica haben in einem Whitepaper „Wissenswertes über LTE-M, NB-loT und LPWA für Entwickler und Entscheider“ alle wichtigen Grundlagen zusammengeschrieben, die Sie für Ihre IoT-Vorbereitung benötigen. Das Whitepaper können Sie über den Telefonica IoT LinkedIn-Kanal kostenlos herunterladen.
Alternativ können Sie uns auch gerne eine E-Mail mit dem Betreff „Whitepaper LTE-M & NB-IoT“ und Ihren Kontaktdaten an cc.iot@telefonica.com senden.

Übrigens: Auf der Hannover Messe können Sie live erleben, wie moderne Vernetzung für das Internet der Dinge und das Industrial IoT (IIoT) ganz praktisch funktioniert, z.B. mittels LTE-M, NB-IoT, 5G und Campus-Netze.

Seien Sie gespannt und besuchen Sie o2 Telefónica am Stand D07 in Halle 8 vom 30. Mai bis 2. Juni 2022.

O2 Telefónica und Ericsson bauen 5G-Campus-Netz für Dataport und unterstützen damit die digitale Daseinsvorsorge

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O2 Telefónica und Ericsson bauen 5G-Campus-Netz für Dataport und unterstützen damit die digitale Daseinsvorsorge

Die öffentliche Verwaltung steht vor der Aufgabe, Dienstleistungen der Daseinsvorsorge (*Was ist die digitale Daseinsvorsorge?) zu digitalisieren. Private 5G-Campus-Netzwerke bieten auch dem öffentlichen Sektor eine zukunftssichere Möglichkeit, stationäre und mobile Services gleichermaßen sicher und zuverlässig anzubieten. O2 Telefónica und Ericsson arbeiten in einer Technologie- und Business-Partnerschaft zusammen und haben gemeinsam für Dataport, IT-Dienstleister der Öffentlichen Hand, ein leistungsstarkes 5G-Campus-Netz in Hamburg errichtet, das nun öffentlichen Einrichtungen und privaten Interessenten als Test- und Entwicklungslabor zur Verfügung steht.

Joe Wilke, Head of „Center of Excellence Campus Solutions“, Ericsson
Quelle: Ericsson

Auch wenn die Industrie momentan der wichtigste Treiber für die Anwendung privater 5G-Campus-Netze ist, so spielt auch der öffentliche Sektor beim Thema „Private 5G“ eine wichtige Rolle. „Wir sehen in der öffentlichen Verwaltung einen hohen Digitalisierungsbedarf, der förmlich nach privaten 5G-Netzen schreit“, sagt Joe Wilke, Head Center of Excellence Campus Solutions bei Ericsson in Deutschland. Motivation für die 5G-Campus-Projekte der öffentlichen Hand sind häufig Datenschutz- und -sicherheitserwägungen, weiß Wilke aus Projekten im europäischen Ausland zu berichten. Technische Anforderungen wie die für Industrieanwendungen relevanten kurzen Latenzzeiten hält er dagegen weniger für Treiber der Entwicklung bei der digitalen Daseinsvorsorge. „Die Motivation ist eine andere, die technische Lösung aber die gleiche“, fasst er zusammen: „Die unterschiedlichen Anforderungen kann man jeweils mit privaten 5G-Netzen sehr gut erfüllen.

Dataport nimmt für sein neues 5G-Testlabor das erste private 5G-Standalone-Campusnetz in Hamburg in Betrieb. Quelle: Dataport

Vernetzung für die öffentlichen Verwaltungen

Den Bedarf der öffentlichen Hand hat Dataport erkannt. „Die Digitalisierung erfordert vom Staat eine neue Art der Daseinsvorsorge – es geht darum, staatliche Leistungen in Bereichen wie Gesundheit oder Bildung in den digitalen Raum zu bringen“, sagt Dr. Johann Bizer, Vorstandsvorsitzender von Dataport. Um den Boden für digitale Daseinsvorsorge und Innovationen im Bereich der Vernetzung öffentlicher Verwaltungen und Smart-Citys zu bereiten, hat der IT-Dienstleister für die öffentliche Verwaltung in Hamburg jüngst zusammen mit O2 Telefónica ein 5G-Campus-Netzwerk in Betrieb genommen. Das Unternehmen lädt nun öffentliche und private Interessenten ein, die sichere, geschlossene Forschungs- und Entwicklungsumgebung im 5G-Labor zu nutzen. Dort können sie neue Dienstleistungen entwickeln und diese unter Realbedingungen testen.

Das Campus-Netz der Dataport basiert auf Ericsson Private 5G und bietet eine Kapazität von 10 Gbit/s“, erklärt Ericsson-Manager Wilke. „Es ist damit eines der leistungsfähigsten 5G-Campus-Netze in Europa.

Nahtlose User-Experience trotz verteilter Standorte

Zum Start ist das Dataport-Campus-Netz auf einen Standort beschränkt, wo mehrere In- und Outdoor-Antennen in Laborräumen und auf einem Freigelände für die notwendige 5G-Coverage sorgen. Bei entsprechender Nachfrage lässt sich das 5G-Labor von Dataport jedoch schnell auf andere Standorte in interessierten Liegenschaften in Hamburg, Schleswig-Holstein, Bremen und Sachsen-Anhalt erweitern, dem Tätigkeitsbereich der Dataport. „Man kann viele kleinere Netze einfach miteinander koppeln, ohne den Aufbau eines sehr großen überspannenden privaten Netzes“, erläutert Wilke eine mögliche Vorgehensweise bei der Erweiterung. Technische Funktionen wie die Registrierung und Authentifizierung der Geräte lassen sich nämlich in einer Infrastruktur mit verteilten Campus-Netzen zentralisieren. So wird es möglich, dass Geräte, die in einer Instanz bereits angemeldet sind, ohne zusätzliche Registrierung auch in den anderen eingebundenen privaten Netzen funktionieren – ohne Replikation der Datenbanken.

Es sind im Prinzip alles Stand-alone-Netze, die lediglich auf organisatorischer Ebene miteinander gekoppelt sind“, fasst Wilke zusammen und blickt voraus: „Wir erwarten, dass die Nachfrage nach einer solchen nahtlosen User-Experience steigt.

O2 Telefónica realisiert gemeinsam mit Partnern individuelle Lösungen für Ihr maßgeschneidertes 5G Campus Network

Hohes intrinsisches Sicherheitsniveau

Bezüglich des Zusammenschlusses von mehreren kleinen privaten Netzwerken weist Wilke auf einen weiteren Vorteil hin, ein privates Campus-Netz zusammen mit einem Netzbetreiber wie O2 Telefónica zu betreiben: O2 Telefónica kann über sein öffentliches Mobilfunknetz einen nahtlosen Service bereitstellen, der auch zwischen zwei Campus-Netzen funktioniert. So kann beispielsweise ein Krankenwagen bei der Fahrt zur Klinik wichtige Daten für die Weiterbehandlung eines Patienten über das öffentliche Mobilfunknetz übertragen. Die besonders schützenswerten Gesundheitsdaten werden aber erst übermittelt, sobald das Fahrzeug den Einzugsbereich des Campus-Netzes im Krankenhaus erreicht. „Bei 5G kann man die Sicherheitseinstellungen für jede Anwendung separat festlegen und zum Beispiel auf einem Endgerät einer Anwendung die Datenübermittlung in einem öffentlichen Netz erlauben, einer anderen jedoch grundsätzlich untersagen. So erhält man ein sehr hohes intrinsisches Sicherheitsniveau“, sagt Wilke.

Mit dem neuen Campus-Netz in Zusammenarbeit mit O2 Telefónica ist Dataport als Dienstleister für die öffentliche Verwaltung in Hamburg also gut für den Ausbau der digitalen Daseinsvorsorge aufgestellt. Digitalen Gesundheitsanwendungen, Smart-City-Dienstleistungen, Online-Verwaltungsservices und dem schnellen und sicheren Breitbandanschluss von Liegenschaften ohne Glasfaserzugang stehen in der Hansestadt damit Tür und Tor offen.

Besuchen Sie O2 Telefónica auf der Hannover Messe vom 30.05. bis 02.06.2022, Halle 8 Stand D 07

Campus-Netze stehen neben IoT, LTE-M, NB-IoT und 5G auch im Zentrum der Ausstellung von O2 Telefónica Deutschland auf der Hannover Messe. In Halle 8 zeigt nicht nur O2 Telefónica selbst, sondern auch Technologiepartner wie der Netzwerkausrüster Ericsson Lösungen und praktische Anwendungen für Unternehmen.

Technologiepartner Ericsson finden Sie in Halle 8 an Stand D23.


*Was ist die digitale Daseinsvorsorge?
Die Daseinsvorsorge verpflichtet die öffentliche Verwaltung, alle zum Leben wichtige Güter und Leistungen bereitzustellen. Das umfasst unter anderem die Wasser- und Energieversorgung, Müll- und Abwasserentsorgung, Bildung, öffentliche Transportsysteme und die Bereitstellung von Gesundheitsdienstleistungen. Diese Dienstleistungen in die digitale Welt zu bringen, ist die Aufgabe der digitalen Daseinsvorsorge.

Hannover Messe 2022 – Mit Digitalisierung und Vernetzung hin zur Industrie 4.0

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Hannover Messe 2022 – Mit Digitalisierung und Vernetzung hin zur Industrie 4.0

Digitalisierung, künstliche Intelligenz, Automatisierung und nachhaltige Energiekonzepte sind die Topthemen der Hannover Messe 2022. In der praktischen Umsetzung funktionieren all diese Schwerpunkte nur mit der richtigen Vernetzung. Deshalb nimmt auch Telefónica Deutschland an der weltweit wichtigsten Industriemesse vom 30. Mai bis 2. Juni teil und zeigt, wie Industrieunternehmen von modernen Netzinfrastrukturen profitieren können.

Was im Büro schon lange nicht mehr wegdenkbar ist, entwickelt sich auch in der Produktion zum vielleicht wichtigsten Faktor für Effizienzgewinn: die Vernetzung. Doch während die erforderliche Technik für klassische Office-Tätigkeiten längst etabliert und zur Selbstverständlichkeit der Arbeitswelt gehört, müssen viele Unternehmen noch größere Schritte gehen, um ihren Produktionsbereich zu digitalisieren und durchgehend zu vernetzen. Gerade deshalb wird die Hannover Messe in diesem Jahr besonders interessant – denn es stehen aktuelle Entwicklungen und neue Angebot gerade für die Vernetzung als Showcases bereit.

Vieles wird dabei unter dem Schlagwort „Internet der Dinge“, „Internet of Things“, „IoT“ laufen: Die Vernetzung in der Industrie setzt auf Internettechnologie auf und kann Produktion, Logistik, Mobilität, Wartung, Instandhaltung und Services grundsätzlich über das Internet verfügbar machen – sie muss aber höhere Anforderungen an Verfügbarkeit, Energieeffizienz und Sicherheit erfüllen.

Probleme in der Vernetzung dürfen nicht zu Fehlfunktionen in einem Produktionsbetrieb oder zu Unfällen von automatisierten Flurfahrzeugen in einem Logistikzentrum führen. Vernetzte Sensoren müssen auch ohne Anschluss ans Stromnetz mit Batterien möglichst lange Laufzeiten ermöglichen, damit sie nicht ständig geladen oder ausgetauscht werden müssen. Und schließlich müssen Netze gegen Spionage und Angriffe von außen geschützt werden.

Für alle Anforderungen stehen erprobte und etablierte Lösungen bereit: Die Verlässlichkeit der Vernetzung steigt mit der Professionalität und Kompetenz des Netzbetreibers. Telefónica als eines der führenden Telekommunikationsunternehmen weltweit verfügt über herausragendes Know-how und erwiesene Kompetenz in Aufbau und Betrieb von Netzen gerade auch für und als kritische Infrastruktur. Diese Fähigkeiten stellt Telefónica auch Kunden in deren eigenen Projekten zur Verfügung.

Individuelle Campus Network Lösungen von Telefónica.

Niedrigenerige-Vernetzungstechnologienwie LTE-M und Narrowband-IoT (NB-IoT) spielen ihre besonderen Vorteile aus, wenn es darum geht, Sensoren und Aktoren kosteneffizient anzubinden. Für diese neueren Standards baut Telefónica seine Mobilfunknetze aus und ermöglicht Kunden so, flächendeckend Geräte unabhängig von deren Standort zu vernetzen. Mobilfunk der 5. Generation verbessert Bandbreite, Datengeschwindigkeit und Latenz für schnelle, nahezu verzögerungsfreie Übertragung. Und schließlich bietet Telefónica unter dem Stichwort Campusnetze dedizierte Mobilfunknetze für Firmen an: Will ein Unternehmen in einem eigenen, vom öffentlichen Mobilfunknetz getrennten Netz die Vorteile von 5G-Mobilfunk nutzen, stellt Telefónica Deutschland als Partner individuell das bereit, was zu den Anforderungen passt: ein unabhängiges Netz, das nach den Erfordernissen der Unternehmensanforderungen angepasst ist und entweder vom Unternehmen selbst oder als Service von Telefónica betrieben wird.

Sven Koltermann, Leiter Competence Center IoT

Gerade im B2B- und Industriegeschäft kommt es auf hohe Zuverlässigkeit und guten Service an“, sagt Sven Koltermann, Leiter Competence Center IoT bei Telefónica Deutschland. „Wir kennen die besonderen Herausforderungen in der Industrie, den Wettbewerbs-, Kosten- und Innovationsdruck. In vielen Projekten haben wir mit und für unsere Kunden bereits die passenden Vernetzungslösungen in Betrieb gebracht. Genau hierzu zeigen wir wichtige Anwendungen auf der Hannover Messe.“ Insbesondere für die Branchen Energie, Gesundheit, Industrie 4.0, Öffentlichen Sektor sowie Transport & Logistik verfügt Telefónica Deutschland über große Erfahrung.

IoT, LTE-M, NB-IoT, 5G und Campusnetze stehen denn auch im Zentrum der Ausstellung von Telefónica Deutschland auf der Hannover Messe. In Halle 8 zeigt nicht nur Telefónica selbst, sondern auch Technologiepartner wie der Netzwerkausrüster Ericsson Lösungen und praktische Anwendungen für Unternehmen.

Besuchen Sie Telefónica auf der Hannover Messe vom 30.05. bis 02.06.2022, Halle 8 Stand D 07

Weitere Informationen zu unseren Messethemen auf der Hannover Messe 2022 finden Sie auf unserer Messeseite. Es können auch vorab Messetermine vereinbart werden. Hierzu senden wir Ihnen gerne ein kostenfreies Messeticket zu.

Gartner zeichnet Innovation für die Praxis aus

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Gartner zeichnet Innovation für die Praxis aus

Zum achten Mal in Folge sieht das renommierte Marktforschungsunternehmen Gartner Telefónica mit seinem IoT-Angebot in der Spitzengruppe: Telefónica zählt zu den Visionären mit hoher Umsetzungskompetenz für die Praxis. Damit ist das Unternehmen als IoT-Anbieter bereits bestens positioniert für heute und die Zukunft – Kunden profitieren langfristig von vernetzten Dingen und neuen Services. Auf der Hannover Messe können sich Interessierte ganz konkret und vor Ort darüber informieren, warum Telefónica so gut positioniert ist und was sie als Kunden davon haben.

IoT Connect – der Tarif für das Internet der Dinge

Erst Konnektivität macht Sensoren und Aktoren, Maschinen und Anlage zu Teilen des Internets der Dinge (IoT). Vernetzt ermöglichen sie neue Services wie intelligentere Wartung, Remote-Unterstützung, konsequenteres Qualitätsmanagement und auch neue Geschäftsmodelle. Mit der richtigen Verbindung liefern sie die Grundlage für künstliche Intelligenz und eröffnen neue Dimensionen der Effizienz. Deshalb kommt es auf die optimale Konnektivität an. Und die muss intelligent administriert werden, damit die vielen, möglicherweise Tausenden Geräten von deren Betreiber einfach vernetzt, kontrolliert und analysiert werden können.

Telefónica bietet für die Vernetzung im Internet der Dinge seinen spezialisierten Mobilfunktarif IoT Connect sowohl mit Postpaid- als auch mit Prepaid-Option und unter der Marke o2 Business als o2 Business Easy IoT, und für Administration, Kontrolle und Analyse die Kite Plattform.

Das hoch angesehene Analystenhaus Gartner bewertet das IoT-Angebot von Telefónica als führend und als sehr gut in der Praxis einsetzbar. Deshalb erscheint Telefónica im „Magic Quadrant“ zur Managed IoT Connectivity Services Worldwide im Top-Quadranten. Wer es in diese Position schafft, dessen Angebot sieht Gartner als „heute bereits gut ausführbar und gut positioniert für morgen“. Damit bestätigt Gartner: Die Kunden von Telefónica, die das IoT-Angebot des Unternehmens nutzen, nutzen heute bereits eine sehr gute, praktikable Lösung und sind gut auf die Zukunft vorbereitet. Telefónica ist damit ein zukunftssicherer Partner für Unternehmen, die von den Vorteilen des Internets der Dinge kurz-, mittel- und langfristig profitieren können.

Gartner kürt Telefónica bereits zum achten Mal in Folge zu einem der internationalen Top-Anbieter von IoT-Konnektivität. Sowohl in der Umsetzung als auch in der Vollständigkeit seiner Visionen verbesserte sich Telefónica laut Report weiter.

Gonzalo Martín-Villa, CEO von IoT und Big Data bei Telefónica Tech, freut sich über die Auszeichnung: „Wir sind sehr stolz auf diese erneute Anerkennung, die unserer Meinung nach die Fähigkeiten zeigen, die wir im Bereich IoT-Konnektivität haben. Unser Partner-Ökosystem ermöglicht es uns außerdem, unsere Positionierung mit zusätzlichen Fähigkeiten zu stärken, um unseren Kunden die vollständigsten, umfassendsten und innovativsten Lösungen auf dem Markt anzubieten.

Sven Koltermann, Leiter Competence Center IoT

Und Sven Koltermann, Leiter Sales & Competence Center IoT bei Telefónica Germany ergänzt: „Kunden haben heutzutage höchst spezialisierte Projektanforderungen und erwarten zugleich einen sehr schnellen Return of Invest. Wir unterstützen unsere Kunden im gesamten Prozess, IoT-Services zu entwickeln, in die Praxis umzusetzen und effizient zu nutzen. Bereits über viele Jahre haben wir Erfahrung gesammelt und fundierte Kompetenzen entwickelt. Diese verbinden wir mit unserem permanenten Streben nach Exzellenz. All dem verdanken wir das Vertrauen unserer Kunden. Wir wachsen zusammen, wir helfen international zu wachsen und wir gestalten mit.

Koltermann führt fort: „Es freut uns sehr, dass auch die unabhängigen, hoch angesehenen IoT-Experten von Gartner unsere Leistung so hoch bewerten. Flexibilität und Kundenservice zählen zu unseren Stärken, wenn es darum geht, Geschäftskunden bei der Realisierung von IoT-Projekten zu begleiten. Mit unserer Kite Plattform vereinfachen wir zudem nicht nur die Steuerung und zentrale Verwaltung der vernetzten Geräte. Vielmehr ist unsere Plattform für das Zusammenspiel mit Plattformen wie AWS, Cumulocity und Azure ein wichtiger Baustein, um unseren Geschäftskunden die Integration in bestehende IT-Systeme zu vereinfachen.

Campus-Netze beschleunigen die industrielle digitale Transformation

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Campus-Netze beschleunigen die industrielle digitale Transformation

Wirtschaftlichere Prozesse, schnellere Abläufe, flexiblere Massenproduktion, verbesserte Arbeitssicherheit und neue Dienstleistungen: Das ist ein Ausschnitt dessen, was die Verknüpfung der meist noch analogen Maschinen- mit der digitalen Datenwelt bewirken kann. Damit die Daten schnell und sicher zwischen Maschinen und dem IT/OT-Netz fließen, setzen Unternehmen zunehmend auf Campus-Lösungen auf Basis von 5G-Technologie. Telefónica und Ericsson vertreiben bereits seit 2019 gemeinsam eine Lösung für sichere private Mobilfunknetze auf dem Firmengelände.

Dank der digitalen Transformation ist in vielen Branchen die starr auf große Stückzahlen fokussierte Herstellung von Gütern auf dem Rückzug. Sie macht einer flexiblen Produktion Platz, die zwar noch immer auf Masse setzt, aber gleichzeitig verstärkt auf individuelle Kundenwünsche und Konfigurationen eingeht. Man denke nur an die Automobilindustrie, die Fahrzeuge einer Modellserie in vielen verschiedenen Varianten anbietet, die die Kunden passend für ihre Bedürfnisse konfigurieren. In einer digitalisierten Produktion laufen die unterschiedlich ausgestatteten Autos in unverminderter Geschwindigkeit nacheinander von ein und demselben Band.

Das Ziel der industriellen digitalen Transformation ist die Verknüpfung der physikalischen, meist noch analogen Welt der Maschinen mit dem digitalen, datengetriebenen Universum. „Im Grunde sehen wir bei allen Digitalisierungsprojekten immer das gleiche Muster: Die Unternehmen haben eine große Menge an Daten, die möglichst schnell bei den Maschinen abgeholt oder zu den Maschinen hingebracht werden müssen“, erläutert Joe Wilke, Head Center of Excellence Campus Solutions bei Ericsson in Deutschland. Er und sein über mehrere Länder verteiltes Team beschäftigen sich bei dem schwedischen Unternehmen, das zu den weltweit führenden Anbietern von Kommunikationstechnologien und dienstleistungen gehört, mit Lösungen an der Schnittstelle von Kommunikationsnetzen und Industrie 4.0.

„Die Anforderungen, die die Digitalisierung der Industrie an die Netze stellt, sind sehr hoch. Es geht dabei nicht allein um schnelle Datenübertragung. Hohe Datensicherheit, Unterstützung von Mobilität in Gebäuden und im Freien sowie geringe Latenzzeiten von weniger als 10 Millisekunden sind mindestens genauso wichtig“, sagt Wilke. Folgerichtig zieht die Nachfrage nach Campus-Netzen schon seit einiger Zeit stark an.

„Sie kommt vor allem aus Unternehmen der industriellen Produktion, von Betreibern von Berg- und Tagebauen sowie von großen Seehäfen und allgemein Containerumschlagsplätzen“, führt er aus.

Praktisch alle großen europäischen Seehäfen haben bereits ferngesteuerte Transportsysteme (FTS) im Einsatz, um Container möglichst schnell zu verschieben oder zu be- und entladen. Auch in den großen Berg- und Tagebauen übernehmen automatisierte Transportvehikel (ATV) zahlreiche Aufgaben. Dort geht es nicht nur um effizientere Abläufe, sondern auch um einen verbesserten Arbeitsschutz. „Automatisiert fahrenden Lkw bieten Minenbetreibern die Möglichkeit, die Beschäftigten von gefährlichen Bereichen fernzuhalten“, sagt Wilke.

Für den Ericsson-Manager ist 5G die zukunftssichere Kommunikationstechnologie für den Aufbau von Campus-Netzen, die die besonderen Anforderungen im Unternehmensumfeld sehr gut erfüllen: Sie transportiert Daten kabellos mit hoher Bandbreite und mit Übertragungsraten von mehreren Gigabit pro Sekunde auch über größere Entfernungen. Außerdem garantiert 5G für den Transport der Datenpakete vom Sender zum Empfänger eine Laufzeit von unter 10 Millisekunden. Als weiteres Argument führt Wilke die hohe Datensicherheit für Campus-Netze an: „Die ohnehin schon hohe intrinsische Datensicherheit der Mobilfunkstandards 4G oder 5G erhöht sich mit privaten Campus-Netzen noch einmal, da die Daten dann das Unternehmen nicht mehr verlassen, um von A nach B zu kommen.“

Für die Nachfrage nach Campus-Netzen hat das schwedische Technologieunternehmen Ericsson Private 5G entwickelt. Dabei handelt es sich um ein modulares Komplettpaket aus Außen- und Innenantennen zum einfachen, aber dennoch skalierbaren Aufbau eines privaten Funknetzes auf dem Firmengelände, passenden Servern und Software für das Core-Netz sowie einem SIM-Card-Writer. Mit letzterem können Geschäftskunden vom Netzbetreiber überlassene Blanko-SIM-Karten selbst initialisieren und der entsprechenden Maschine zuweisen. Standardisierte Schnittstellen (Application Programming Interfaces, APIs) sorgen für die einfache Anbindung des Kommunikationsnetzes an die unternehmenseigene IT/OT und deren Anwendungen.

5G Campus Networks Lösung von Telefónica

Ericsson vertreibt Ericsson Private 5G nicht selbst, sondern zusammen mit Netzbetreibern wie Telefónica. „Telefónica kann auf Kundenwunsch Ericsson Private 5G auch an das öffentliche o2-Mobilfunknetz anschließen und so das Anwendungsspektrum für Geschäftskunden erweitern“, erläutert Wilke. Er führt ein Anwendungsbeispiel aus der Automobilindustrie für eine solche Verknüpfung an: Fahrzeughersteller können über eine Datendusche im privaten Campus-Netz die Onboard-Systeme in den Autos über die SIM-Karten massenhaft mit der aktuellen Firmware betanken. Hat ein Fahrzeug die Produktionsstätte verlassen, können die Hersteller über dieselbe 5G-SIM-Karte im öffentlichen o2-Netz Software-Updates aufspielen, ohne die Autos in eine Werkstatt zu beordern, oder auch vorausschauende Wartungsdienstleistungen (Predictive Maintenance) anbieten. Mithilfe der zellularen Mobilfunktechnik ist dabei eine flächendeckende Versorgung gewährleistet – dank der Roaming-Abkommen von Telefónica auch international.

Joe Wilke, Head of „Center of Excellence Campus Solutions“, Ericsson
Quelle: Ericsson

Joe Wilke ist Head of „Center of Excellence Campus Solutions“ bei Ericsson, einem der weltweit führenden Anbieter von Kommunikationstechnologien und dienstleistungen. Nach einigen Jahren bei E-plus arbeitet er seit mehr als 27 Jahren bei dem schwedischen Technologieunternehmen. Er bekleidete verschiedene Positionen in Deutschland, Schweden und den USA. Seit 2019 leitet er das Center of Excellence (CoE) Campus Solutions als Teil des Forschungs- und Entwicklungszentrums Ericsson Eurolab in Herzogenrath bei Aachen. Mit einem integrierten Ansatz für Netzlösungen unterstützt das CoE Industriepartner dabei, die Chancen und Möglichkeiten zu nutzen, die das industrielle IoT bietet.

5G-Campusnetz ermöglicht Schub für Effizienz und Innovationen im Gesundheitswesen

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5G-Campusnetz ermöglicht Schub für Effizienz und Innovationen im Gesundheitswesen

Digitalisierung im Gesundheitswesen tut not. Das hat die Coronapandemie an vielen Stellen sichtbar gemacht. Dabei müssen die besonderen Anforderungen berücksichtigt werden: Es geht um sensible Daten – und vor allem um Gesundheit und Leben von Menschen. 5G-Mobilfunk kann dazu beitragen, qualitativ und wirtschaftlich Fortschritte zu ermöglichen. Insbesondere 5G-Campusnetze mit ihren Möglichkeiten zur optimalen Anpassung an die Erfordernisse beispielsweise in einem Krankenhaus gelten als ein Schlüssel zum Erfolg der Digitalisierung für moderne Leistungserbringer. Im Interview erläutern Ole Pauschert, Manager B2B Products & Service Engineering, und Frank Schmidt-Küntzel, Business Owner Campus Networks, beide Telefónica Deutschland, Chancen und Nutzen von 5G im Gesundheitswesen.

Frank Schmidt-Küntzel, Business Owner Campus Networks Telefónica Deutschland

Redaktion: Krankenhäuser sind heute schon hoch technisierte Betriebe und verfügen über kabelgebundene und Funknetzwerke. Wie kann Mobilfunk der 5. Generation hier Neues ermöglichen und Vorteile ausspielen?

Frank Schmidt-Küntzel: Vieles im Krankenhaus läuft noch verkabelt. Wireless LAN dient vor allem den Patienten für ihren Zugang zum Internet und vielleicht auch in der Verwaltung für klassische Büroanwendungen. Aber im direkten Gesundheitsdienst nah am Patienten läuft das Allermeiste statisch verkabelt. Mobilfunk kann hier mehr Flexibilität bringen.

Redaktion: Haben Sie hierfür ein paar Anwendungsbeispiele?

Schmidt-Küntzel: Das Krankenhausbett zum Beispiel ist ein wichtiger Sammelort für Vitaldaten, Krankenakte, Informationen von Geräten neben dem Bett. Das gehört alles zum Bett und zum Patienten. Gleichzeitig ist das Bett mobil. Wird es bewegt, sind viele Daten getrennt und der Patient kann während der Zeit nicht überwacht werden. Werden Bett, Geräte und Daten per Mobilfunk vernetzt, bleiben sie verbunden. Ein anderes Beispiel: In der Coronapandemie sind Teile von Krankenhausabteilungen umgewandelt worden, um für Covid19-Patienten mehr Notfall- und auch Intensivstationsbetten bereitstellen zu können. Das lässt sich in der Verwaltung nur mit größerem Aufwand abbilden, wenn die Komponenten starr verkabelt sind. Oder: Die Dosierung von Medikamenten über einen so genannten Tropf wird typischerweise manuell vorgenommen. Das wäre aber auch automatisiert in einer modernen Infusionsanlage möglich, die dann per Funknetz kontrolliert und beobachtet werden könnte.

Ole Pauschert, Manager B2B Products & Service Engineering

Redaktion: Viele Anwendungen lassen sich aber doch auch per WLAN realisieren. Welche Vorteile kann denn der 5G-Mobilfunk dabei ausspielen?

Ole Pauschert: Zum einen bietet der Mobilfunkstandard ein sehr hohes Sicherheitsniveau, der deutlich über dem von WLAN liegt. Zum anderen ist es natürlich unerlässlich, etwa die Multimedia-Anwendungen der Patienten von medizinischen Anwendungen des Krankenhauses zu trennen – damit da keine Konkurrenz um Bandbreite entsteht. Besonders sinnvoll ist es, auf einem Klinikgelände ein Campusnetz nach 5G-Standard einzurichten, denn damit lassen sich sehr spezifische Anpassungen vornehmen, etwa extrem kurze Antwortzeiten oder Priorisierung für bestimmte Anwendungen, sodass die Leistung des 5G-Campusnetzes perfekt zu den Anforderungen des Medizinbetriebs passt. Im öffentlichen 5G-Mobilfunknetz wäre das in der Form so nicht möglich.

Schmidt-Küntzel: Ein 5G-Campusnetz kann auch ganz neue Anwendungsfelder eröffnen, die im Krankenhausbetrieb vieles vereinfachen: Über ein 5G-Campusnetz lassen sich beispielsweise auch im Gebäude entsprechend ausgestattete Gegenstände orten. So kann beispielsweise ein Rollstuhl mit 5G-Modul schnell aufgefunden werden, wenn er benötigt wird. Das Krankenhauspersonal erlebt so keine unangenehme Überraschung mehr, wenn etwa ein Besucher oder eine andere Abteilung sich nur kurz einen Rollstuhl ausgeliehen hat. Auch können per 5G Besucher und Patienten durch ein Krankenhaus navigiert werden. Das gäbe mehr Sicherheit und würde Wege häufig verkürzen.

Pauschert: Die Ortungsmöglichkeiten in einem 5G-Campusnetz können auch dazu genutzt werden, sogenannten AGVs, Automated Guided Vehicles, also fahrerlose Fahrzeuge sicher auf dem Klinikgelände und durch die Gebäude zu leiten. Das entlastet das Klinikpersonal, weil sie Material, Medikamente und Unterlagen nicht mehr holen müssen, sondern einfach automatisch zu ihnen kommen.

Redaktion: Beim Thema Gesundheit geht es immer auch um sensible Daten. Wie sieht es mit dem Thema Datenschutz aus?

Pauschert: Datenschutz spielt im Krankenhaus eine sehr große Rolle. Dazu gibt es unterschiedliche Projekte, wie er im digitalen Krankenhaus und mit der digitalen Patientenakte sichergestellt werden kann. Ein 5G-Netz ist ein sehr sicheres Netz, von einem Profi wie Telefónica betrieben, ist es sicherer als ein typisches WLAN. 5G kann deshalb zu mehr Sicherheit und größerem Schutz von Daten beitragen. Ich sehe ein 5G-Campusnetz sogar als Enabler, als Möglichmacher des digitalen Krankenhauses.

Smarte Rettungswagen mit 5G

Schmidt-Küntzel: Ein wirklich digitalisiertes Krankenhaus kann in vielen Bereichen seine Arbeit effizienter gestalten und verbessern. Zum Beispiel auch in der Notaufnahme, in der jede Sekunde zählt: Wenn Rettungswagen am Krankenhaus ankommt und Vitaldaten sowie Informationen zur Erstversorgung des Patienten wireless, per Mobilfunk vom Rettungswagen ans Krankenhaus übergeben werden können – im Idealfall schon bevor der Notfallpatient ankommt –, dann entstehen weniger Fehler, die Krankenhausmitarbeiter können sich besser auf den neuen Patienten einstellen, entsprechende Vorbereitungen treffen. Wenn ein Klinikum ein 5G-Campusnetz hat, können relativ leicht per 5G auch Daten aus dem öffentlichen Mobilfunknetz sicher und verschlüsselt in das digitalisierte Netz des Klinikums übergeben werden. Und weil Akten nicht mehr auf Papier übergeben werden müssen, sind die Daten immer bei dem Dienst verfügbar, der sie gerade braucht. Das kann im Zweifelsfall Leben retten.

Redaktion: Mit Corona haben Videokonferenzen an Bedeutung gewonnen. Spielt diese Technik auch in der Medizin eine Rolle?

Pauschert: Telemedizin ist geradezu eine Paradeanwendung für 5G. Die Technologie ermöglicht eine exzellente Übertragung von Live-Bildern zu einem entfernten Spezialisten, der so auch von außerhalb des Krankenhauses etwa bei einer Operation unterstützen kann. Das haben unsere Kollegen in Spanien schon gezeigt.

Schmidt-Küntzel: Ich bin davon überzeugt, dass sich mit der Einführung von 5G-Campusnetzen in Krankenhaus- und Pflegeeinrichtungen mit großer Geschwindigkeit auch viele neue Anwendungen entwickeln werden. Ist erst einmal die Infrastruktur vorhanden, werden die Mitarbeiter vor Ort neue Ideen entwickeln, wozu sie 5G nutzen können. Das wird einen qualitativen Schub für die Services im Gesundheitswesen bringen.

Redaktion: Vor einigen Jahren war es wegen der Mobilfunkstrahlung und den möglichen Störungen von Elektronik verboten, mit eingeschaltetem Handy in ein Krankenhaus zu gehen. Das hat sich längt geändert. Doch wie sieht es mit der Mobilfunkstrahlung bei 5G aus?

Pauschert: Mobilfunk ist energieoptimiert und sendet energetisch vergleichbar oder sogar unterhalb des WLAN-Standard. Das gilt insbesondere für 5G. Wenn beim Aufbau eines 5G-Campusnetzes auf einem Krankenhausgelände die Topografie und die Gebäude spezifisch berücksichtigt werden, kann das Netz perfekt angepasst und optimiert werden. Das bringt größtmögliche Sicherheit und beste Netzverfügbarkeit auf dem Gelände und die Störung von Anlagen ausschließt. Deshalb sind Campusnetzte eine so attraktive Lösung für das Gesundheitswesen.

Redaktion: Im Gesundheitswesen ist der Kostendruck immer hoch. Wie können da Innovationen finanziert werden, wie sie mit einem 5G-Campusnetz verbunden sind?

Schmidt-Küntzel: Bei einem 5G-Campusnetz mit all seinen Möglichkeiten für den Krankenhausbetrieb wird es sicher immer um eine Mischung von größerer Effizienz und neuen Services von höherer Qualität im Gesundheitswesen gehen. Ein paar Beispiele haben wir genannt: fahrerloser Transport, Ortung von Rollstühlen und anderem Material, aber auch neue Telemedizin-Services, die größere Flexibilität in der Bettennutzung und -zuordnung, die sichere Informationsübergabe in der Notaufnahme – da wird sich noch viel entwickeln.

Redaktion:
Gibt es so etwas wie Vorreiter bei der Nutzung von 5G-Campusnetzen im Gesundheitswesen?

Schmidt-Küntzel: Ja, das Helios Park-Klinikum in Leipzig testet das erste private 5G-Campusnetz in einem Krankenhaus in Deutschland. Dort haben wir von Telefónica Deutschland mit Technologiepartnern ein unabhängiges „5G Standalone“ Netz aufgebaut, also ein 5G-Netz, das sowohl für die übertragenen Daten der Anwender wie auch für die dahinterliegende Signalisierung schon den 5G-Standard verwendet. Das Projekt ist auch für uns sehr spannend und interessant, weil wir hier mit den Kollegen und Partnern vor Ort sehen können, was sich entwickelt und bewährt.

Wir stehen Ihnen für die Planung, den Aufbau und den Betrieb eines leistungsstarken 5G Campusnetzes zur Verfügung.

Entscheidend in der Smart-Factory: Wie synchron ist die Zeit der smarten Systeme?

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Entscheidend in der Smart-Factory: Wie synchron ist die Zeit der smarten Systeme?

Eigentlich klingt es ganz einfach: In einer smarten Produktion arbeiten alle Maschinen vernetzt. Sensordaten werden zusammengeführt, um daraus die Steuerung der Maschinen abzuleiten und die Qualität zu kontrollieren. Doch wie aktuell sind die einzelnen Sensordaten? Warum werden Sensordaten erst zusammengeführt und dann ausgewertet und nicht direkt weiter verwertet? Fakt ist – werden bei der Auswertung Fehler gemacht, kann das teuer oder sogar gefährlich werden. Wie lässt sich das Problem lösen?

Das Problem ist nicht neu. Schon bei der Einführung der Eisenbahn wurde es offensichtlich: Wenn die Zeit in einem Netz nicht hinreichend genau und überall gleich definiert ist, führt das zu Missverständnissen und Fehlern. Damals verwendeten die vielen kleinen Staaten auf dem Gebiet Deutschlands ihre eigenen Ortszeiten. So gab es größere Uhrzeitdifferenzen zwischen Berlin und Köln, zwischen Dresden und Düsseldorf, zwischen München und Stuttgart. Wer mit der Bahn reiste, musste selbst bei kürzeren Fahrten seine Uhr auf die gültige Ortszeit umstellen – sonst hätte er möglicherweise seinen Anschlusszug oder seine Verabredung verpasst.

In einer Smart Factory sind schnelle Reaktionszeiten wichtig

In Netzwerken ist die Zeitdefinition von großer Bedeutung. Das hat sich von damals bis heute nicht geändert. Allerdings hat sich, je nach Anwendung, die Fehlertoleranz ganz wesentlich reduziert: Gilt bei der Deutschen Bahn heute ein Zug noch als pünktlich, wenn er weniger als sechs Minuten zu spät ankommt, zählen in IT- und Telekommunikationsnetzen Zeitdifferenzen von nur wenigen Millisekunden als akzeptabel. Das Mobilfunknetz der 5. Generation, das häufig als Voraussetzung für die Vernetzung von autonom fahrenden Autos angesehen wird, bietet Verzögerungszeiten, sogenannte Latenzen, von weniger als zehn Millisekunden. Damit sollen schnelle Reaktionen der computergesteuerten Fahrzeuge möglich werden, die Unfälle weitestgehend verhindern. Ähnliche Anforderungen gelten für Produktionsnetzwerke: Wenn eine Maschine auf das Ergebnis einer anderen angewiesen ist, wenn Fehlproduktionen schnell erkannt und unmittelbar korrigiert werden sollen, müssen die Laufzeiten der Daten in der Smart-Factory möglichst kurz sein – und deren Auswertung muss zeitlich präzise zusammenpassen.

Frank Schmidt-Küntzel, Business Owner Campus Networks Telefónica Deutschland

Vernetzungstechnologien von Ethernet bis 5G-Campusnetz

Doch diese Gleichzeitigkeit ist in einem Produktionsnetzwerk nicht so einfach herzustellen. Sensoren und Aktoren in den vielen Maschinen unterschiedlicher Hersteller können mit unterschiedlicher Netzwerktechnik ausgestattet sein. Ethernet, WLAN, private Mobilfunknetze als lokale Campuslösung oder das öffentliche Mobilfunknetz – eine ganze Reihe an verschiedenen Lösungen können Maschinen miteinander vernetzen.

5G-Campusnetze gewinnen im Bereich Produktion an Bedeutung: 5G kann als erste der drahtlosen Technologien Garantien für die unterschiedliche Qualität von Verbindungen übernehmen, und das dynamisch und selbst bei Bewegung. Dadurch können große Teile der Produktionstechnik ohne teure und unflexible kabelgebundene Vernetzung miteinander verbunden werden. „Und wenn ein Campusnetz erst einmal besteht, ergeben sich schnell weitere Anwendungsfälle“, weiß Frank Schmidt-Küntzel, Business Owner Campus Networks bei Telefónica Germany. „So lassen sich in einem Campusnetz relativ einfach Sensoren oder hochauflösende Kameras zur Diagnose für die Instandhaltung schneller und unkomplizierter nachrüsten. In der Logistik geht es eher um die nächste Generation autonom fahrender Transporter und Roboter, sogenannte AGV (Autonomous Guided Vehicles) und AMR (Autonomous Mobile Robots), sowie um die Automatisierung der Inventarisierung.“

Niels König, Abteilungsleiter Produktionsmesstechnik Fraunhofer IPT (Bild: Sarah Thelen)

In den meisten Fabriken werden allerdings, zumindest auf absehbare Zeit, unterschiedliche Vernetzungstechnologien kombiniert. Für die zeitliche Abstimmung der Daten, die in einer vernetzten Produktion gesammelt werden, bringt das eine zusätzliche Herausforderung: Zur spezifischen Latenz, der Übermittlungsverzögerung, in jedem einzelnen Netz einer bestimmten Technologie gesellt sich das Problem, dass die verschiedenen Netze nicht synchronisiert sind.

Am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) beschäftigen sich Wissenschaftler und Techniker intensiv mit den Herausforderungen der Smart Factory, auch mit dem Zeitproblem. Hier ist mit dem 5G-Industry Campus Europe eine viel beachtete Installation entstanden, auf der die Möglichkeiten des 5G-Mobilfunkstandards für die industrielle Fertigung erforscht und erprobt werden. „Grundsätzlich bietet 5G mit seiner geringen Latenz sehr gute Voraussetzungen für den Einsatz in der Produktion“, sagt Niels König, Abteilungsleiter Produktionsmesstechnik. „Wenn beispielsweise in einem Fräswerkzeug etwas bricht, muss man sofort reagieren. 5G ermöglicht solch schnelle Reaktionen.“ Außer einer passenden Netzwerktechnik ermöglicht grundsätzlich auch Edge-Computing schnelle Reaktionen: Statt Daten an einen Server zu senden, dort zu analysieren und daraus resultierend Steuerungsbefehle an die Maschine zu senden – in einem Prozess, der zwangsläufig Zeit erfordert –, werden hierbei Daten gleich vor Ort erfasst, analysiert und zur Steuerung der Maschine verwendet.

Synchronisation erforderlich

Das ermöglicht zwar schnelle Reaktionen, doch das Problem unterschiedlicher Netzwerktechnologien nebeneinander zeitlich zu synchronisieren, lässt sich so nicht lösen. „Wenn wir beispielsweise den digitalen Zwilling einer Fabrik erstellen wollen, müssen wir die Daten aus unterschiedlichen Datenquellen wie beispielsweise Sensoren oder Werkzeugmaschinen zeitlich perfekt abstimmen, egal über welche Technologie die Daten übertragen wurden“, erklärt König. „Alle Daten müssen deshalb einen Zeitstempel bekommen, der sich auch wirklich an allen Quellen auf dieselbe Zeit bezieht.“ Die Lösung für die zeitliche Synchronisation: ein gemeinsames Netzwerk, über das allein die Uhrzeit an allen beteiligten Endpunkten festgelegt wird.

Das Schweizer Unternehmen u-blox hat dafür ein Modul entwickelt, über das ein Mobilfunknetz zur Synchronisation genutzt werden kann. „Ein LTE- oder 5G-Netz muss perfekt synchronisiert sein, damit es funktioniert und beispielsweise Telefongespräche von einer Basisstation an die nächste übergeben kann“, erklärt Ludger Böggering, Senior Principal Application Marketing bei u-blox. „Aufgrund des eigenen Chipsatzes haben wir vollen Zugriff auf alle Ebenen des Systems, sodass wir in der Lage sind, eine hochpräzise Zeitinformation bereitzustellen. Alle Geräte, die damit ausgestattet werden und Verbindung zum entsprechenden Mobilfunknetz haben, können so zeitlich perfekt abgestimmt werden.“ Der besondere Clou dieser Lösung: Mit dem entsprechenden Mobilfunknetz ist die Synchronisation sowohl lokal, also auf kurzen Entfernungen, sowie über große Entfernungen umsetzbar. Auf dem 5G-Industry Campus Europe am Fraunhofer IPT in Aachen sorgt das LTE-M-Netz von Telefónica dafür, dass die Maschinen und ihre Daten synchronisiert werden.

Hochpräzise

„Das System aus Maschine, unseren Mobilfunkmodulen und dem Mobilfunknetz von Telefónica funktioniert nicht nur auf einem überschaubaren Campus, sondern kann beispielsweise auch Energieerzeuger und -verbraucher synchronisieren“, sagt Böggering. Die hochpräzise Zeitsynchronisation kann auch zum Aufdecken von Leckagen in einem Rohrleitungssystem eingesetzt werden: Hochempfindliche Mikrofone zum Beispiel können im Abstand von vielleicht einem Kilometer das Wasserrauschen an unterirdisch verlegten Rohren abhören. Je präziser die beiden Mikrofone miteinander synchronisiert sind, desto genauer lässt sich die Stelle der Leckage ermitteln. „Hierbei kommt es auf wenige Zentimeter an – denn man will ja nicht die Straße auf zehn Meter Länge aufreißen, nur weil ein kleines Loch geflickt werden muss“, erklärt Böggering. Die Technik von u-blox in Verbindung mit dem Telefónica-Netz ermöglicht eine Synchronisation bis auf Mikrosekunden genau.

„Im Rahmen des EU-Projekt 5G-SMART, in dem wir mit mehreren Partner Lösungen von 5G für industrielle Anwendungen entwickeln, kam bei uns die Frage auf, wie wir die Daten eines 5G-Sensors für die Prozessüberwachung beim Fräsen mit den Positionsdaten der Fräsmaschine, die über Ethernet vernetzt ist, fusionieren können. Es war naheliegend, die Lösung von u-blox in den Sensor zu integrieren und gleichzeitig ein kompaktes Stand-alone-System für die Maschine zu entwickeln. Obwohl dies zunächst als Workaround gedacht war, haben wir schnell erkannt, dass diese Lösung überall sinnvoll ist, wo eine Synchronisationslösung zum Beispiel über GPS nicht zur Verfügung steht oder im Falle von Time Sensitive Networking (TSN) zu aufwendig ist. Die Lösung funktioniert überall dort, wo man LTE-M Empfang hat. Durch den sehr genauen Zeitstempel können wir selbst in Fällen mit höherer Latenz wie im öffentlichen 4G- und 5G-Netz quasi-echtzeitfähige Anwendungen umsetzen. Das ist eine drastische Erhöhung des Nutzwerts öffentlicher Netze für industrielle Anwendungen“, gibt sich Niels König überzeugt. „Wir stehen für Anfragen gerne bereit und sind gespannt, welche neuen Applikationen noch von der Synchronisation profitieren können.“

Wir stehen Ihnen für die Planung, den Aufbau und den Betrieb eines leistungsstarken 5G Campusnetzes zur Verfügung.

Weitere Informationen
Fraunhofer IPT: 5G-Comet – Control over Time Sensitive Network