{"id":2144,"date":"2016-10-04T13:02:09","date_gmt":"2016-10-04T11:02:09","guid":{"rendered":"http:\/\/electronic-trends.de\/?p=2144"},"modified":"2017-06-16T16:18:08","modified_gmt":"2017-06-16T14:18:08","slug":"kommunikationsnetze-in-staedten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/markets-technology\/kommunikationsnetze-in-staedten\/","title":{"rendered":"Kommunikationsnetze in St\u00e4dten"},"content":{"rendered":"<p><strong>Kommunikationsnetze sind die Basis einer jeden Smart City. Je nach Anforderungen bedarf es verschiedener Technologien, um Daten effizient zu erfassen und zu &uuml;bertragen. <\/strong><\/p>\n<p>Das R&uuml;ckgrat eines jeden Kommunikationsnetzes einer Smart City bildet das <a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/breitband\/\" target=\"_blank\" title=\"Sammelbegriff f&uuml;r den Internetzugang &uuml;ber Netze mit verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig hoher Daten&uuml;bertragungsrate, die als DSL, TV-Kabel oder&hellip;\" class=\"encyclopedia\">Breitband<\/a>. Hier&uuml;ber kann jeder B&uuml;rger, jede Institution und jedes Unternehmen Zugang zum Internet erlangen und Daten mit der Smart-City-<a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/cloud\/\" target=\"_blank\" title=\"IT-Ressourcen werden &uuml;ber das Internet bedarfsgerecht bereitgestellt und nach dem tats&auml;chlichen Verbrauch abgerechnet.\" class=\"encyclopedia\">Cloud<\/a> austauschen. Die <a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/breitband\/\" target=\"_blank\" title=\"Sammelbegriff f&uuml;r den Internetzugang &uuml;ber Netze mit verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig hoher Daten&uuml;bertragungsrate, die als DSL, TV-Kabel oder&hellip;\" class=\"encyclopedia\">Breitband<\/a>-Infrastruktur l&auml;sst sich &uuml;ber klassische Kupferkabel, Glasfasernetze und auch Funknetze realisieren. Gerade bei den Funk- oder Mobilfunknetzen schreitet die Entwicklung in den letzten Jahren z&uuml;gig voran. So demonstrieren die Deutsche Telekom und Huawei bei einem Live-Versuch Anfang 2016, wie mit Millimeter-Wellen-Technologie Verbindungsgeschwindigkeiten von bis zu 70 Gbit\/s im Multi-User-Betrieb erzielt werden k&ouml;nnen. Bei der 5G-Demonstration wurde eine verbesserte Multi-Richtstrahl-Technologie eingesetzt, die in Geb&auml;uden wie auch an sehr bev&ouml;lkerten Orten f&uuml;r eine leistungsf&auml;hige <a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/breitband\/\" target=\"_blank\" title=\"Sammelbegriff f&uuml;r den Internetzugang &uuml;ber Netze mit verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig hoher Daten&uuml;bertragungsrate, die als DSL, TV-Kabel oder&hellip;\" class=\"encyclopedia\">Breitband<\/a>anbindung sorgt. Dr. Wen Tong, 5G Chefentwickler und Huawei Wireless CTO: &bdquo;Mit der Millimeter-Wellen-Mu-MIMO-Technologie k&ouml;nnen bislang nie dagewesene glasfaser&auml;hnliche Geschwindigkeiten f&uuml;r den mobilen <a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/breitband\/\" target=\"_blank\" title=\"Sammelbegriff f&uuml;r den Internetzugang &uuml;ber Netze mit verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig hoher Daten&uuml;bertragungsrate, die als DSL, TV-Kabel oder&hellip;\" class=\"encyclopedia\">Breitband<\/a>zugang erreicht werden.&ldquo;<br>\nMithilfe der Multi-Richtstrahl-Technologie werden lenkbare, bleistiftf&ouml;rmige Strahlen zwischen der Antennengruppe und den Ger&auml;ten der Kunden erzeugt. Diese k&ouml;nnen zur selben Zeit auf derselben Frequenz senden und empfangen, unterscheiden sich jedoch durch ihre Strahlensignaturen. Die beim Rekord benutzte mmWave-Multi-User-MIMO-Technologie kann jedem der damit verbundenen Nutzer hohe Verbindungsraten von 20 Gbit\/s zur Verf&uuml;gung stellen. Das ist rund 60-mal schneller, als die aktuell schnellste mobile <a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/breitband\/\" target=\"_blank\" title=\"Sammelbegriff f&uuml;r den Internetzugang &uuml;ber Netze mit verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig hoher Daten&uuml;bertragungsrate, die als DSL, TV-Kabel oder&hellip;\" class=\"encyclopedia\">Breitband<\/a>verbindung. Der Download von 100 GB hochaufl&ouml;sendem Videomaterial dauert dabei gerade mal 40 Sekunden.<\/p>\n<h2>Gleiche Infrastruktur, verschiedene Eigenschaften<\/h2>\n<p>Das ausschlaggebende Unterscheidungsmerkmal der 5G&shy;-&Auml;ra wird allerdings die F&auml;higkeit sein, &uuml;ber virtuelle Netzabschnitte unterschiedlichste Bed&uuml;rfnisse mit ein und der&shy;selben Infrastruktur effizient und zuverl&auml;ssig bedienen zu k&ouml;nnen. Dazu werden <a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/virtualisierung\/\" target=\"_blank\" title=\"Herstellung einer virtuellen (anstatt einer tats&auml;chlichen) Version, losgel&ouml;st von den konkreten Betriebsmitteln, etwa einer Hardwareplattform,&hellip;\" class=\"encyclopedia\">Virtualisierung<\/a>s-Technologien genutzt, um auf derselben Infrastruktur parallel mehrere virtuelle Netze nach dem Prinzip des Network Slicing laufen zu lassen. Dieses gibt vor, welche Topologie, Protokolle und Netzressourcen genutzt werden sollen. So kann zum Beispiel der eine virtuelle Netzabschnitt Echtzeitkommunikation garantieren, w&auml;hrend der andere mit derselben Infrastruktur gro&szlig;e Datenmengen in Rekordzeit &uuml;bertr&auml;gt. Das Netz &auml;ndert wie ein Cham&auml;leon seine Eigenschaften. Claudia Nemat, Vorstandsmitglied bei der Telekom: &bdquo;Ziel bei 5G ist es nicht nur, mehr Leistungen zu bieten. Die neue Mobilfunktechnik wird auch individueller auf die Anforderungen der Kunden eingehen: Der eine braucht hohe Datenraten, andere eher kurze Latenzen oder energiearme Massenanwendungen.&ldquo;<\/p>\n<h2>Neue Alternative f&uuml;r Sensoranbindung<\/h2>\n<p>Doch das Gros der Signale in einer Smart City stammt nicht von Smartphones oder Notebooks, sondern von Millionen von Sensoren, die das <a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/internet-der-dinge\/\" target=\"_blank\" title=\"Internet of Things (IoT) Verkn&uuml;pfung physischer Objekte (Dinge) mit einem virtuellen Abbild im Internet. Allt&auml;gliche&hellip;\" class=\"encyclopedia\">Internet der Dinge<\/a> (IoT &ndash; Internet of Things) bilden. Die meisten dieser Sensoren m&uuml;ssen dazu nur winzig kleine Datenmengen senden &ndash; hierf&uuml;r ist das <a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/breitband\/\" target=\"_blank\" title=\"Sammelbegriff f&uuml;r den Internetzugang &uuml;ber Netze mit verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig hoher Daten&uuml;bertragungsrate, die als DSL, TV-Kabel oder&hellip;\" class=\"encyclopedia\">Breitband<\/a>netz v&ouml;llig &uuml;berdimensioniert. Auch andere klassische Kommunikationswege wie <a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/wlan\/\" target=\"_blank\" title=\"Wireless Local Area Network Lokales Funknetz, der vor allem auf dem IEEE-Standard 802.11 im 2,4&hellip;\" class=\"encyclopedia\">WLAN<\/a>, <a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/bluetooth\/\" target=\"_blank\" title=\"International standardisierte Datenschnittstelle per Funk. Sie schafft die Voraussetzung, dass sich unterschiedliche tragbare Ger&auml;te wie&hellip;\" class=\"encyclopedia\">Bluetooth<\/a> und <a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/lte\/\" target=\"_blank\" title=\"Long Term Evolution Mobilfunkstandard der vierten Generation. LTE basiert auf dem &Uuml;bertragungsverfahren, das zum Beispiel&hellip;\" class=\"encyclopedia\">LTE<\/a> bieten daf&uuml;r oftmals nicht die n&ouml;tige Reichweite, Objektdurchdringung oder sind f&uuml;r viele Kleinanwendungen zu kostenintensiv. Um Sensoren und damit Alltagsgegenst&auml;nde innerhalb einer Stadt an das Kommunikationsnetz anzubinden, ist daher in den letzten Jahren eine neue Netz-Technologie entwickelt worden: Low Power Wide Area (LPWA). Unter diesem Begriff werden verschiedene Systeme zusammengefasst. Eines davon ist Narrowband IoT: Die Technologie nutzt bestehende Netze in einem lizenzierten Spektrum &ndash; wie das 5G-Netz &ndash; und unterst&uuml;tzt eine Vielzahl von IoT-Ger&auml;ten. Sie ist insbesondere f&uuml;r Anwendungen mit niedrigem Bandbreitenbedarf (von 100 bit\/s bis zu wenigen Kbit\/s) wie etwa intelligente Parksysteme, Stromz&auml;hler und Abfallmanagement konzipiert. Die Technologie erm&ouml;glicht innerhalb von Geb&auml;uden au&szlig;erdem einen weitaus besseren Empfang als zum Beispiel der Mobilfunkstandard <a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/gsm\/\" target=\"_blank\" title=\"Global System for Mobile Communications Digitaler Mobilfunkstandard f&uuml;r Mobilfunknetze, der 1992 in Deutschland eingef&uuml;hrt wurde.\" class=\"encyclopedia\">GSM<\/a>. Dank des niedrigen Energiebedarfs betr&auml;gt die Batterielebenszeit bis zu zehn Jahren.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-2348 size-full\" src=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/wp-content\/uploads\/2016\/10\/SmartCity_Market_network-2.jpg\" alt=\"SmartCity_Market_network\" width=\"523\" height=\"350\" srcset=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/wp-content\/uploads\/2016\/10\/SmartCity_Market_network-2.jpg 523w, https:\/\/future-markets-magazine.com\/wp-content\/uploads\/2016\/10\/SmartCity_Market_network-2-299x200.jpg 299w, https:\/\/future-markets-magazine.com\/wp-content\/uploads\/2016\/10\/SmartCity_Market_network-2-300x201.jpg 300w, https:\/\/future-markets-magazine.com\/wp-content\/uploads\/2016\/10\/SmartCity_Market_network-2-320x214.jpg 320w, https:\/\/future-markets-magazine.com\/wp-content\/uploads\/2016\/10\/SmartCity_Market_network-2-224x150.jpg 224w, https:\/\/future-markets-magazine.com\/wp-content\/uploads\/2016\/10\/SmartCity_Market_network-2-468x313.jpg 468w\" sizes=\"auto, (max-width: 523px) 100vw, 523px\"><\/p>\n<h2>Anbindung ohne Mobilfunknetz<\/h2>\n<p>Andere LPWA-Systeme arbeiten v&ouml;llig unabh&auml;ngig vom Mobilfunknetz und nutzen das unlizenzierte Funkspektrum. Die bekanntesten dabei sind sicherlich LoRa, Sigfox &ndash; beide stammen &uuml;brigens aus Frankreich &ndash; sowie das Start-up Ingenu.<br>\nDie von Semtech verbreitete LoRa-L&ouml;sung ist speziell f&uuml;r die &Uuml;bertragung niedriger Datenraten bei gleichzeitig gro&szlig;en r&auml;umlichen Distanzen von bis zu 20 Kilometern konzipiert. Weitere Vorteile sind die kosteng&uuml;nstige Hardware, eine End-to-End-Verschl&uuml;sselung und eine lange Batterielaufzeit der Funkeinheiten von bis zu zehn Jahren. Das Industriegremium LoRa Alliance hat dazu den offenen Standard LoRaWAN definiert. Er garantiert, dass alle Ger&auml;te, die diesen Standard nutzen, im LoRa-Funknetzwerk eingesetzt werden k&ouml;nnen. &bdquo;Insbesondere St&auml;dte k&ouml;nnen auf diesem Weg Kosten sparen und wichtige Erkenntnisse zur Optimierung ihrer Infrastruktur sammeln&ldquo;, sagt Marcus Walena, Gr&uuml;nder von Digimondo. Das Start-up baut in deutschen Metropolen ein LoRa-Kommunikationsnetzwerk f&uuml;r das <a href=\"https:\/\/future-markets-magazine.com\/de\/encyclopedia\/internet-der-dinge\/\" target=\"_blank\" title=\"Internet of Things (IoT) Verkn&uuml;pfung physischer Objekte (Dinge) mit einem virtuellen Abbild im Internet. Allt&auml;gliche&hellip;\" class=\"encyclopedia\">Internet der Dinge<\/a> auf. &bdquo;Mit dieser kosteng&uuml;nstigen Datenkommunikation werden St&auml;dte fit f&uuml;r die Herausforderungen der Zukunft&ldquo;, betont Walena.<br>\nEin &auml;hnliches System, allerdings basierend auf einer anderen Modulationstechnik, ist Sigfox. Auch hierbei handelt es sich um eine einfache wirtschaftliche und energieeffiziente Zwei-Wege-Fern&uuml;bertragung f&uuml;r geringe Datenmengen. Sigfox existiert bereits in 20 L&auml;ndern (oder wird dort gerade eingef&uuml;hrt), in denen heute mehr als sieben Millionen Ger&auml;te &uuml;ber dieses Netzwerk verbunden sind. Im Gegensatz zu den anderen Netzkonzepten hat das US-amerikanische Unternehmen Ingenu mit RPMA (Random Phase Multiple Access) eine Technologie entwickelt, mit der Reichweiten von bis zu 65 Kilometern (auf freier Fl&auml;che) erzielt werden k&ouml;nnen. Pro Funkturm lassen sich unter &bdquo;real-life&ldquo;-Bedingungen immer noch &uuml;ber 700 Quadratkilometer abdecken. Inzwischen existieren bereits 38 private Netzwerke weltweit, die mit dieser Technologie ausger&uuml;stet sind.<br>\nNeben den drei genannten LPWA-Anbietern existieren noch viele andere Firmen, die Funksysteme zur Anbindung von Objekten an das Kommunikationsnetz einer Smart City anbieten. Das birgt das Risiko, dass St&auml;dte keine standardisierten Systeme f&uuml;r ihr IoT einsetzen, sondern fragmentierte L&ouml;sungen. Durch derartige uneinheitliche L&ouml;sungen k&ouml;nnten den Smart Cities bis zum Jahr 2025 Kosten in H&ouml;he von bis zu 341 Milliarden Dollar entstehen, wie Machina Research in einem von dem Mobilfunk- und Forschungsunternehmen InterDigital in Auftrag gegebenen Whitepaper errechnete. Jim Nolan, Executive Vice President IoT Solutions bei InterDigital, kommentiert das so: &bdquo;Die Welt des IoT ist zurzeit charakterisiert durch konkurrierende Technologien und Plattformen und wird zus&auml;tzlich verkompliziert durch zahlreiche Standardisierungs-Organisationen. Diese Fragmentierung verursacht eine Verz&ouml;gerung in der breit angelegten Einf&uuml;hrung des IoT. Wir k&ouml;nnen nicht hoffen, irgendwelche Smart-City-Ambitionen zu realisieren, wenn sich nicht alle Akteure auf ein gemeinsames Set von Standards einigen.&ldquo;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Kommunikationsnetze sind die Basis einer jeden Smart City. 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