Smart City – Lösungen für eine zukunftsfähige Stadtentwicklung

Blog

Entdecken Sie die neusten Trends und Wissenswertes über das Internet der Dinge und die digitale Transformation.

Smart City – Lösungen für eine zukunftsfähige Stadtentwicklung

Die Digitalisierung hilft Städten, Energie zu sparen, Warenströme zu optimieren oder Verkehrsmittel besser zu vernetzen. Mobilfunk – insbesondere der neue Standard 5G – das Internet der Dinge (IoT), Künstliche Intelligenz (KI) und Big Data spielen hier eine Schlüsselrolle.

In den Metropolen wird es eng. Laut den Vereinten Nationen lebt schon heute mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung in Ballungszentren. In Europa liegt der Anteil sogar bei 74 Prozent. Der Trend zur Urbanisierung lässt auch deutsche Großstädte immer weiter wachsen: Berlin wird in zehn Jahren mehr als 3,925 Millionen Einwohner (2018: 3,748 Mio.) haben. Und München könnte dann eine Einwohnerzahl von 1,724 Millionen (2018: 1,571 Mio.) erreichen.

Der enorme Bevölkerungszuwachs stellt vor allem die 81 deutschen Großstädte (mit mehr als 100.000 Einwohner) vor ernst zu nehmende Probleme: Erhöhter Energiebedarf, Mangel an bezahlbarem Wohnraum, zunehmende Luft- und Umweltverschmutzung und Überlastung der Verkehrsinfrastruktur drohen die Lebensqualität der Bürgerinnen und Bürger massiv zu beeinträchtigen. Große Hoffnungen setzen viele Stadtväter daher auf die digitale Transformation, die im kommunalen Bereich unter dem Label „Smart City“ zusammengefasst wird.

Smart Citys also „intelligente Städte“, zeichnen laut Professor Chirine Etezadzadeh , Leiterin des SmartCity.institute, folgende Aspekte aus:

  • Smart Citys sind konsequent auf Nachhaltigkeit ausgerichtet
  • Smart Citys haushalten effizient mit ihren Ressourcen
  • Smart Citys sind insgesamt vernetzter und kooperative
  • Smart Citys bedienen sich dafür der Digitalisierung und der modernen Technik, ohne dass diese das Leben und die menschliche Urteilskraft dominieren oder unbeherrschbar werden
  • Smart Citys bieten eine Vielzahl von Potenzialen, um das Leben von Bürgerinnen und Bürgern nachhaltig zu verbessern und einfacher zu machen

Die Idee der Smart City zielt auf die technologische Weiterentwicklung von Städten und Gemeinden ab. Das Bundesministerium des Inneren, für Bau und Heimat (BMI) stellt dazu fest, dass „die Entwicklung und die Nutzung digitaler Technologien in fast allen Bereichen auf kommunaler Ebene“ stattfindet. Betroffen sind die Verkehrssteuerung, die Energieversorgung, das Gesundheitssystem, die öffentliche Verwaltung, Polizei und Rettungskräfte, das Bildungswesen und viele andere Bereiche.

Digitalisierung der Städte und Gemeinden

Wie das schon heute konkret aussehen kann, zeigen viele Modellprojekte in ganz Deutschland: Hamburg, das im aktuellen Smart-City-Index des Branchenverbands Bitkom unter den 81 deutschen Großstädten Platz eins einnimmt, hat schon vor Jahren Projekte wie den Smart Port, die „E-Culture-Agenda“ und die „Digitale Verwaltung“ gestartet. Mittlerweile setzt die Hansestadt im Bereich Mobilität rund 60 Projekte um, die den städtischen Verkehr sicherer, effizienter und umweltfreundlicher machen. Und über die Datenplattform Urban Data Hub will Hamburg städtische Daten aus Bereichen wie Verkehr, Umwelt, Soziales und Wirtschaft verknüpfen und Auswertungen in Echtzeit ermöglichen.

Andere Städte treten mit innovativen Smart-City-Lösungen wie die emissionsfreie Paketzustellung im Pilotprojekt „logSPAZE“ für die Stuttgarter Innenstadt hervor. Oder mit der Entwicklung der Multifunktions-App „digital@KA“, die für die Bürger alle für relevanten Informationen rund um das städtische Leben bündelt. Diese reichen vom Apotheken- und Tankstellenfinder über Echtzeitinformationen zur Verkehrslage und Parkplatzmöglichkeiten bis hin zu Kultur- und Freizeittipps.

Interdisziplinär und vernetzt

Schaltzentrale am Flughafen München (Foto: Flughafen München GmbH)

Funktionieren können Smart Citys nur, wenn alle Bereiche miteinander vernetzt werden. Nur so lassen sich Abhängigkeit wie Energieverbrauch, E-Mobilität, Bus und Bahn, Warenströme, aber auch städtische Dienstleistungen nutzen, um die Wirtschafts- und Lebensbedingungen in Städten auf einen neuen Level zu bringen. Der Mobilfunk spielt dabei eine zentrale Rolle. Das stellt gerade auch das IT-Sicherheitsunternehmen Kaspersky in einem spannenden Artikel heraus: 5G und IoT: Chance und Herausforderung für die Smart City. 5G ermöglicht eine massive Ausweitung des Internets der Dinge, durch das gerade auch Städte smart werden können. Dafür benötigen sie einen kompetenten Vernetzungspartner wie Telefónica Deutschland.

Das Telekommunikationsunternehmen zeigt in Kooperation mit dem Flughafen München bereits heute, wie eine Smart City aussehen kann. Der Airport kann durchaus als Modell einer smarten Stadt gelten – mit Individual- und öffentlichem Verkehr, mit Geschäften und viele ansässigen Unternehmen, (in Nicht-Corona-Zeiten) mit vielen Zehntausend Menschen, Geschäften und Restaurants sowie dem gesamten Service rund ums Fliegen.

Campusnetze – individuelle 5G-Lösung für Unternehmen

Blog

Entdecken Sie die neusten Trends und Wissenswertes über das Internet der Dinge und die digitale Transformation.

Campusnetze – individuelle 5G-Lösung für Unternehmen

Moderne Mobilfunkstandards ermöglichen lokal begrenzte Funknetze, in denen für den Anwender ganz spezifisch die perfekt passenden Leistungsmerkmale festgelegt werden können. Diese „Campusnetze“ bieten hohe Sicherheit sowie definierte Bandbreite und Latenz – damit die gewünschte Anwendung genauso funktioniert, wie der Nutzer sie braucht.

Der neue Mobilfunkstandard 5G vernetzt nicht nur national und international Menschen, Maschinen und Services, sondern auch lokal. 5G – mit Einschränkung auch schon 4G – ermöglicht sogenannte Campusnetze: lokal begrenzte Mobilfunknetzwerke, die beispielsweise auf einem Werksgelände Netzwerkservices bereitstellen, die genau den Anforderungen des Nutzers entsprechen. Damit eigenen sie sich besonders auch für industrielle Anwendungen, bei denen es auf hohe Zuverlässigkeit und produktionstechnische Anforderungen wie festgelegte Service-Levels wie Bandbreite und Latenz ankommt.

Einzigartige Vorteile

Campusnetze können in dreifacher Hinsicht punkten:

  • Sicherheit: Ein Campusnetz ist von außen nicht zugänglich, alle Daten werden auf dem Campus verarbeitet und gespeichert.
  • Geschwindigkeit: Mit Datenraten von bis zu 10 GBit/s und einer extrem kurzen Latenzzeit (bis hinunter unter 1 Millisekunde) ermöglichen 5G-Campusnetze Echtzeitanwendungen wie fahrerlose Transportsysteme (FTS).
  • Verfügbarkeit: Da der Anwender sein Campusnetz exklusiv nutzt, stehen ihm die volle Bandbreite und die erreichbare Datenrate durchgehend zur Verfügung.

Telefónica stellt derartige 5G-Campusnetze auch bereit. Zum Beispiel auf einem der modernsten Testzentren für vernetztes und autonomes Fahren im spanischen Málaga. Auf dem 50.000 Quadratmeter großen Gelände können Automobilunternehmen, -zulieferer und Start-ups ihre 5G-Lösungen und Kommunikationsanwendungen „Vehicle to Everything“ (V2X, Fahrzeug zu anderen Objekten) unter realistischen Bedingungen erproben. Für die wirklichkeitsnahen Tests steht eine vielfältige Verkehrsinfrastruktur aus Straßen, Kreuzungen, Kreisverkehren, Tunnel und unbefestigten Flächen zur Verfügung. Die Kommunikations- und Informationstechnik besteht aus zwei 5G-Antennen, leistungsstarken Servern, einer Vielzahl über das Gelände verteilten Sensoren sowie einem aufwändigen Kamerasystem.

Damit stellen Telefónica und DEKRA alles bereit, was Forschungs- und Entwicklungsteams brauchen, um die Konnektivität von Bord- und Geo-Ortungsdiensten zu testen, große Datenmengen zu verarbeiten sowie Software- und Fahrzeugüberwachungsdienste zu optimieren. Projektpartner können die Kompatibilität ihrer Komponenten und Mobilfunkgeräte sogar in unterschiedlichen Frequenzbändern testen und herausfinden, ob ihre Mobilitätslösungen mit den unterschiedlichen 5G-Frequenzen zurechtkommen – realitätsnäher kann ein Roamingtest auf Basis von Länderszenarien derzeit kaum sein.

Mercedes-Benz Cars errichtet das Campusnetz „Factory 56“ in Zusammenarbeit mit Telefónica Deutschland und Ericsson. (Bild: https://www.daimler.com)

Campusnetz für die smarte Automobilproduktion

Für Mercedes-Benz Cars hat Telefónica in Kooperation mit dem Netzwerkausrüster Ericsson in der „Factory 56“ ein 5G-Campusnetz installiert, das bereits die Testphase hinter sich gelassen hat. Auf dem über 20.000 Quadratmeter großen Areal sollen Pkw der Ober- und Luxusklasse mit Verbrennungsmotor, Hybridantrieb oder rein batterieelektrischem Antrieb sowie selbstfahrende Autos produziert werden. Diese Vielfalt erfordert effiziente Montageprozesse für die Großserienfertigung und zugleich höchste Flexibilität. Die erreicht der Automobilhersteller in „TecLines“ genannten Fertigungsbereichen, in denen das klassische Fließband durch Fahrerlose Transportsysteme (FTS) abgelöst wird.

Dabei sind Maschinen und Anlagen miteinander vernetzt. Ausgewählte Montageanlagen und die Fördertechnik werden zum Bestandteil des „Internet of Things“. Dabei muss der Datenaustausch zwischen den Komponenten und Mitarbeitern fehlerfrei und zuverlässig funktionieren – und dazu noch in Echtzeit – damit keine Fehlproduktionen oder Unfälle passieren. Dafür braucht es ein drahtloses Netzwerk mit durchgängiger Verfügbarkeit, hohen Datenraten und geringen Latenzen – Voraussetzungen, die die 5G-Technologie ideal erfüllt.

In diesem ersten 5G-Campusnetz für die Automobilproduktion gewährleisten mehrere 5G-Small-Cell-Indoor-Antennen sowie ein zentraler 5G-Hub optimale Abdeckung und kurze Übertragungswege. Das lokale Netzwerk für die 5G-Nutzung in einem eigenen Frequenzbereich ist für Datenanwendungen wie die Maschinenvernetzung konzipiert. Neben hoher Verfügbarkeit und Kapazität bietet es auch größtmögliche Sicherheit, denn bei der exklusiven Nutzung der lokalen 5G-Versorgung behält Mercedes-Benz die volle Hoheit über alle Daten.

Für die Umsetzung des innovativen Projekts hat Mercedes-Benz Cars in Telefónica einen erfahrenen Partner gefunden: „Wir läuten das 5G-Zeitalter für den Industriestandort Deutschland ein und bauen das modernste Mobilfunknetz für eine der modernsten Automobilfabriken der Welt“, sagt Markus Haas, CEO von Telefónica Deutschland.

So gewinnt die intelligente Produktion, in der quasi alles mit allem vernetzt ist, an Bedeutung. 5G gilt deshalb als eine Enabler-Technologie für die Smart-Factory der Industrie 4.0.

Wer bereits erleben will, welche Vorteile 5G bringt, kann dies im Basecamp in Berlin selbst ausprobieren. Hier hat Telefónica Deutschland ein 5G-Campusnetz installiert.

Weitere Informationen:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie: Leitfaden 5G-Campusnetze – Orientierungshilfe für kleine und mittelständische Unternehmen.