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Private 5G-Netzwerke Besser vernetzt mit proprietärem 5G

Ein Gastbeitrag von Ulf-Carsten Geiser* 4 min Lesedauer

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Private Netzwerke, 5G-Inseln oder Campusnetze werden immer stärker zum Treiber für vernetzte Produktion und die Entwicklung der Smart Factory. Ihr Nutzen für große Produktionsstandorte kann enorm sein, daher sollte sich die Industrie mit der Technologie befassen.

Private drahtlose Netzwerke werden sich in den nächsten Jahren nicht nur in der Industrie weiter verbreiten.(Bild: frei lizenziert / Pixabay)
Private drahtlose Netzwerke werden sich in den nächsten Jahren nicht nur in der Industrie weiter verbreiten.
(Bild: frei lizenziert / Pixabay)

Ulf-Carsten Geiser, Director Hybrid IT & Multi Cloud Solutions – Nexgen NW Platforms von Kyndryl

Drahtlose Netzwerke wurden lange als reine Betriebs- und Basistechnologien und weniger als Innovationstreiber betrachtet. Heute ermöglichen sie Einblicke in Echtzeit und verändern die Konnektivität. Die Nutzung nimmt exponentiell zu und Berichten zufolge könnten bis 2027 mehr als 90 Prozent der Netzwerke im Fertigungssektor 5G nutzen.

Für Unternehmen, die noch über den Aufbau eines privaten Netzes nachdenken, gibt es viel ungenutztes Potenzial. Private drahtlose Netzwerke bieten mehr Kontrolle und Sicherheit und dienen gleichzeitig als Kanal für Daten, die künstliche Intelligenz und Machine Learning ermöglichen. Die Technologie wartet mit Hochgeschwindigkeitsabdeckung in großen industriellen Umgebungen auf, erhöht die Sicherheit und Produktivität der Mitarbeiter, steigert die Unternehmenseffizienz und ist die Basis für die Implementierung einer breiten Palette neuer Funktionen wie Augmented-Reality-Anwendungen, autonome Fahrzeuge, Präzisionsrobotik und Übertragung von Sensordaten in Echtzeit.

Vorteile einer 5G-Fabrik

Bei der Nutzung von WLAN waren Unternehmen bisher weitgehend auf die Zusammenarbeit mit Dienstanbietern angewiesen. Ein privates 5G-Netzwerk hingegen basiert auf Frequenzen, die ausschließlich für eine Kundenumgebung reserviert sind, und nutzt Technologien, die von einem Netzbetreiber oder einem anderen Frequenzeigentümer, wie einer Regierung, gemietet werden. In Deutschland beispielsweise erfolgt die Frequenzvergabe im Bereich von 3,7 bis 3,8 Gigahertz und 24,25 bis 27,5 Gigahertz in einem Antragsverfahren.

5G-Netzwerke in Fertigungsstraßen ermöglichen es Unternehmen, sich von Telekommunikationsdienstleistern unabhängig zu machen und die volle Kontrolle über die Verwaltung ihrer Netze zu übernehmen. Sie können genau bestimmen, wer sich mit dem Netz verbinden darf und wie. Sogar Nutzungsrichtlinien dafür, worauf ein Gerät zugreifen darf, sobald es sich im privaten Netzwerk befindet, lassen sich festlegen.

Auf diese Weise erhalten Unternehmen nicht nur die nötige Kontrolle, um ihr Netzwerk an ihre individuellen Bedürfnisse anzupassen, sondern sie sparen auch laufende Kosten. Denn die Gesamtbetriebskosten privater Netzwerke sind deutlich geringer als die herkömmlicher drahtloser Netzwerke. Sie können besonders in Industrieumgebungen nützlich sein, in denen Wi-Fi-Konnektivität nur schwer zu implementieren ist. Sie helfen beispielsweise bei der Lösung des Problems von sogenannten Blind Spots, bei denen das Signal zu schwach oder instabil ist, um eine Verbindung aufrechtzuerhalten. Blinde Flecken können durch Interferenzen, physische Hindernisse und Entfernungen verursacht werden – alles Probleme, die private Netzwerke zu beseitigen versuchen. Daher können sie besonders in Industrieumgebungen mit stark reflektierenden Strukturen oder an Standorten, die mit herkömmlichen Netzwerkinfrastrukturen schwer zu erreichen sind, von großem Nutzen sein.

Proprietäre Netze bieten auch erhebliche Sicherheitsvorteile. Sie erlauben SIM-basierte Authentifizierungsmethoden und starke Verschlüsselung der Drahtlosschnittstellen. Außerdem ist die Zuweisung von Sicherheitsrollen einzelner Geräte möglich, was es für Unternehmen einfacher macht, ihre Systeme zu kontrollieren und sicher zu halten. Diese drahtlosen Umgebungen und die von ihnen kontrollierten Geräte stellen kritische Funktionen dar. Daher muss jedem Versuch böswilliger Akteure, einzugreifen oder zu sabotieren, mit einem robusten Sicherheitssystem begegnet werden.

Technologien wie Edge Computing, Cloud- und Rechenzentrumsnetzwerke werden häufig zusammen mit privaten Netzwerken in Fabriken implementiert, um die Möglichkeiten des IIoT, des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz, die die Konnektivität ermöglicht, voll auszuschöpfen.

Private Netzwerke in der Praxis

Es existieren bereits einige Anwendungsfälle, die die Vorteile der Technologie aufzeigen. Dow Chemical zum Beispiel richtete ein privates Netzwerk ein. Eines der Probleme, die mit dieser Umstellung gelöst werden sollten, war die Verbesserung und Rationalisierung der Betriebs- und Wartungsaufgaben. Der Chemiekonzern wollte sicherstellen, dass den Mitarbeitern auf dem Gelände von Fertigungen die erforderlichen Informationen zur Verfügung stehen, damit sie präzise und zeitnah interagieren, zusammenarbeiten und Probleme lösen können. Letztlich sollten die Betriebsteams in die Lage versetzt werden, effizienter und sicherer zu arbeiten und gleichzeitig die Produktivität und Zuverlässigkeit der Anlagen zu erhöhen.

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Dow begann zunächst mit einem Proof-of-Concept und arbeitete innerhalb von zwölf Monaten mit Kyndryl und Nokia zusammen, um ein privates Drahtlos- und Edge-Netzwerk in einem der größten Chemieproduktionskomplexe mit einer Fläche von über einer Million Quadratmetern zu implementieren und zu skalieren. Die neue Netzwerkinfrastruktur ermöglicht Augmented-Reality-Anwendungen, Audio- und Video-Zusammenarbeit aus der Ferne, intelligente Verfahren in Echtzeit, Personal-Tracking vor Ort, bessere Arbeitssicherheit und Fahrzeugtelematik.

Die Zukunft der intelligenten Vernetzung

Wenn es um Konnektivität geht, gibt es keine Einheitslösung. So wie die Bedürfnisse und Prioritäten eines jeden Kunden einzigartig sind, so sollte auch seine Konnektivitätslösung einzigartig sein. Anbieter müssen offen sein für die Verflechtung von Technologien, wenn sie die Herausforderungen wirklich angehen und die Ziele ihrer Kunden erreichen wollen. Mit der Weiterentwicklung fortschrittlicher Drahtlostechnologien wie Wi-Fi 6 ist auch mit einer Zunahme hybrider Ansätze für die Konnektivität zu rechnen.

Private drahtlose Netzwerke werden sich in den nächsten Jahren weiter verbreiten, nicht nur in der Industrie, sondern auch im Einzelhandel, im Finanzwesen, im Gesundheitswesen und anderen Branchen. Wer zu spät einsteigt, droht gegenüber der Konkurrenz ins Hintertreffen zu geraten. Unternehmen sollten sich daher jetzt mit der Technologie befassen und gemeinsam mit kompetenten Partnern ihre Potenziale eruieren.

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