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Private 5G: Treiber für die Transformation zur Industrie 4.0
Industrielle Anwendungen erfordern garantierte Latenzzeiten und Bandbreite. Große Unternehmen benötigen zudem länderübergreifende Konnektivität. Ein Fall für (Private) 5G.
Die Welt ist auf dem Weg in ein viertes Industriezeitalter und neue Technologien geben ihm die Richtung vor. Die industrielle Revolution wurde vor etwa zweihundert Jahren eingeleitet, aber erst in den 1990er Jahren wurde das dritte Industriezeitalter, die digitale Revolution, ausgelöst. Die Fertigungsindustrie hat zwar neue Technologien eingeführt, aber in der Realität werden sie meist nur als Hilfsmittel zur Verbesserung bestehender Prozesse eingesetzt. Unternehmen, die in der Industrie oder im Handwerk tätig sind, wie zum Beispiele im Bergbau, in der Fertigung und der Logistik, haben im Großen und Ganzen so weitergemacht wie bisher.
Diese Entwicklung ist jedoch im Begriff, dies rasch zu ändern. Die Fortschritte im Bereich der digitalen Konnektivität und künstlichen Intelligenz (KI) werden in vielen Industriezweigen zu umfassenden Produktivitäts- und Effizienzsteigerungen führen, vor allem dank immer intelligenteren Maschinen. Aber dieses neue industrielle Zeitalter wird sich erst dann voll entfalten, wenn schnelle und zuverlässige Verbindungen alltäglich sind, die auch die entlegensten Orte erreichen können.
Die Herausforderung
In der heutigen digitalen Welt haben Unternehmen Schwierigkeiten, die Konnektivität, Servicequalität, Kontrolle und Skalierbarkeit zu gewährleisten, die von ihnen verlangt wird, insbesondere wenn es um industrielle IoT-Anwendungen und -Systeme geht.
Ein multinationales Fertigungsunternehmen möchte beispielsweise die Infrastruktur seiner Fabriken von einer weitgehend kabelgebundenen auf eine drahtlose Infrastruktur umstellen, um seinen Produktionslinien mehr betriebliche Flexibilität zu verleihen. Wie lässt sich dieser Übergang mit den vorhandenen Lösungen realisieren?
Nehmen wir an, sie entscheiden sich für eine bestehende Lösung wie WLAN. Da Wi-Fi uneinheitliche Latenzzeiten und Bandbreitenleistungen aufweist und keine angemessene Abdeckung über große Gebiete, ganz zu schweigen über die Grenzen unterschiedlicher Länder hinweg liefern kann, wird es eine Herausforderung sein. Diese Einschränkungen beeinträchtigen die Leistungsfähigkeit der Technologie, die für Echtzeitanalysen erforderlich ist, und erschweren es Unternehmen, die eine verbesserte Visibilität und zentralisierte Kontrolle an jedem ihrer Standorte erreichen wollen.
Transformieren mit 5G
Hier kommt 5G ins Spiel: Es verfügt über die Kapazität, die Abdeckung und die hohe Signalpenetration, um Geräte zu verbinden, die sich in schwierigen Funkumgebungen frei bewegen müssen. Außerdem hat es eine geringere Latenzzeit, was bei Einsätzen, die eine Echtzeitkonnektivität erfordern, von entscheidender Bedeutung ist.
Darüber hinaus ermöglicht 5G den Netzbetreibern die Aufteilung des Netzes in einzelne Teile, das sogenannte Network Slicing, und bietet vor allem den Unternehmen etwas Neues: die Möglichkeit, eigene schnelle und sichere drahtlose Mini-Netze zu betreiben. Dies kann entweder durch den Erwerb lizenzierter Frequenzen von Betreibern oder durch die Beantragung einer eigenen Zuteilung realisiert werden.
Private 5G
Die Möglichkeit, ein eigenes drahtloses Netzwerk zu haben, wird als Private 5G bezeichnet. Doch auch wenn diese Netze privat sind, müssen sie nicht in einem Vakuum leben. Bei der Einführung müssen die Unternehmen sicherstellen, dass 5G neben anderen Konnektivitätsoptionen wie 4G und WLAN funktioniert. Außerdem müssen sie den Übergang ihrer angeschlossenen Geräte von einem separaten privaten 5G-Slice zu einem öffentlichen 5G-Netzwerk verwalten. Die Fähigkeit privater 5G-Netze, sich in öffentliche Netze zu integrieren, ist wichtig, da viele kritische Dienste, zum Beispiel im Gesundheitswesen, beim Wechsel von einem Netz zum anderen die Kontinuität der Dienste erfordern. Es kann eine Herausforderung sein, die Konnektivität und Sicherheit während dieses Austauschs zu gewährleisten. Mit der richtigen Partnerplattform lässt sich dies jedoch leicht bewerkstelligen.
Weitere Vorteile von Private 5G sind:
- Effiziente Einrichtung und Flexibilität bei der Verlagerung von Geräten (insbesondere im Vergleich zu einer Kabelinstallation)
- Verfügbarkeit der erforderlichen Abdeckung und Kapazität mit hoher Qualität und Zuverlässigkeit
- Anforderungen an Sicherheit, Datenschutz und Datenisolierung sind möglich
- Möglichkeit zur Bereitstellung von Echtzeitdiensten
- Zeitkritische Anwendungen werden durch die in 5G-Netzen verfügbaren Funktionen des Zeitsynchronisationsnetzes (TSN) ermöglicht, die die Integration älterer Ethernet-TSN-Netze unterstützen.
Verwendung einer Netzwerkmanagement-Plattform
Ein privates 5G-Standardnetz kann für ein einzelnes Unternehmen ausreichend sein. Aber was passiert bei multinationalen Unternehmen, wenn der COO die vielen Fabriken des Unternehmens automatisieren und harmonisieren möchte, um Transparenz und Kontrolle über die Leistung der einzelnen Fabriken zu erhalten? Wie lassen sich mehrere Fabriken in mehreren Ländern möglichst effizient verwalten?
„Konnektivität mit hoher Bandbreite bedeutet, dass intelligente Geräte mehr kommunizieren können, sowohl als Teil des Produktionsprozesses als auch mit anderen Geräten.“
Viswanathan Ramaswamy, Tata Communications
Angesichts der obigen Ausführungen liegt der Gedanke nahe, an jedem Standort private 5G-Netzwerke zu installieren. Dies würde jedoch nur zu mehreren 5G-Inseln führen, ohne zentrale Kontrolle oder Sichtbarkeit der Abläufe in jeder Fabrik.
Der COO kann jedoch mit einer spezialisierten Netzwerkmanagement-Plattform zusammenarbeiten, die über eine übergreifende Orchestrierung und Automatisierung der 5G-Edge- und Rechenzentrumskomponenten verfügt. Diese Partnerschaft ermöglicht es dem Unternehmen, alle Legacy-Technologien sowie die private 5G-Technologie an jedem Standort effizient zu verwalten. Es gibt einen zentralen Zugriff auf jede einzelne Fabrikanlage, während diese autonom arbeiten können. Außerdem bietet es einen vollständigen Überblick über die Konnektivität, die Geräte und die Edge-Anwendungen sowie die Kontrolle über alle Produktionsstandorte, während die einzelnen Standortleiter ihre eigenen Produktionslinien betreiben können.
Die digitale Transformation bewegt sich von der Welt der Bytes zur Welt der Dinge. Konnektivität mit hoher Bandbreite bedeutet, dass intelligente Geräte mehr kommunizieren können, sowohl als Teil des Produktionsprozesses als auch mit anderen Geräten. Diese Entwicklung hat transformative Auswirkungen auf zahlreiche Branchen, von der Rohstoffindustrie über die Fertigung bis hin zur Logistik und darüber hinaus. Implementierung von standortübergreifendem privatem 5G, zusammen mit Edge Compute und der Verbindung von privater zu öffentlicher Konnektivität, ist alles Teil der neuen industriellen Revolution.
Über den Autor:
Viswanathan Ramaswamy (Vishy) ist Vice President für 5G und Digital Solutions Incubation bei Tata Communications. Mit mehr als dreieinhalb Jahrzehnten Erfahrung ist Vishy eine führende Persönlichkeit in der Telekommunikationsbranche und ein Experte für diverse Netzwerktechnologien und die damit verbundenen IT-Lösungen. Als Vordenker auf dem Gebiet der Technologiekonvergenz und der industriellen Anwendung von Mobilfunktechnologien hat Vishy in der Vergangenheit auch mit Unternehmen wie Wipro, Vodafone India, AT&T und Crompton Greaves Ltd. zusammengearbeitet.
Die Autoren sind für den Inhalt und die Richtigkeit ihrer Beiträge selbst verantwortlich. Die dargelegten Meinungen geben die Ansichten der Autoren wieder.
