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Donnerstag, 14. Dezember 2017

Mobile World Congress

Tierisch vernetzt

Von Regine Bönsch | 9. März 2017 | Ausgabe 10

In Barcelona spannen die Mobilfunker viele Netze fürs Internet der Dinge.

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Foto: R. Bönsch

Robben mit kleinen Mobilfunkmodulen auf dem Kopf könnten vor Schottlands Küste ein Unterwasserrätsel lösen. 

Andrew Parker schaut im Trubel der weltgrößten Mobilfunkmesse (27. 2. bis 2. 3.) sehr ernst auf eine ausgestopfte Robbe: „Sealia braucht unsere Hilfe“, erklärt der Direktor der weltweiten Mobilfunkorganisation GSMA. Sealia, das ist die Vertreterin einer Robbenart, die rund um die nördlichen schottischen Inseln lebt.

Doch sie lebt dort nicht mehr gut. Im Osten ging die Population in den letzten Jahren um 70 % zurück, während im Westen alles beim Alten blieb. Grund genug für die schottische Regierung, Alarm zu schlagen und die Forschungseinrichtung zur Überwachung von Meeressäugern (Sea Mammal Research Unit, SMRU) und die Universität von St. Andrews mit einem fünfjährigen Forschungsprojekt zu beauftragen.

Die Antwort für das Unterwasserrätsel liefert möglicherweise neueste Mobilfunktechnik, die in Barcelona vorgestellt wurde. Im Genick der Robben wird sie montiert – kleine Module, die in Narrowband-IoT-Technik (NB-IoT) einige wenige Daten an die Uni funken. Sensoren erfassen u. a. den Aufenthaltsort, die Tauchtiefe der Tiere, geben Auskunft über Wassertemperatur und Salzgehalt. Das Ganze mit Technik der vierten Mobilfunkgeneration, mit LTE, in einem lizenzierten Frequenzspektrum. Sealia steht stellvertretend dafür, wie kleine Datenmengen – wenige Kilobytes – energiesparend über große Entfernungen transportiert werden können. Über ein Huawei-Modul und das Vodafone-Netz.

Und, Sealia ist nicht allein. Nur wenige Meter entfernt haben andere ihre NB-IoT-Exponate aufgebaut. Ein Anbieter von Euro-Paletten beispielsweise oder die Koreaner von KT Telecom, die in den Jacken von Wanderern die Technik integrieren wollen. Das Ziel in beiden Fällen: die bessere Auffindbarkeit (Tracking) von Transportmitteln und Menschen – und damit Sicherheit.

„NB-IoT ist supersexy“, so formuliert es Claudia Nemat, Vorstand Technologie & Innovation bei der Deutschen Telekom, mit leuchtenden Augen auf dem Messestand des Betreibers. Ihr Unternehmen will „seine Technologieführerschaft mit dieser Technik unter Beweis stellen“. Pilotversuche gibt es bereits in den Bereichen Smart Metering, Smart Parking und Tracking. In Deutschland will die Telekom NB-IoT ab dem zweiten Quartal 2017 kommerziell anbieten. In den Niederlanden, in Österreich, Kroatien, Griechenland, Ungarn, Polen und der Slowakei soll die Technik, die bei rund 900 MHz funkt und schon in den Netzen integriert ist, ausgebaut werden.

Für die Bonner steht fest: Die schmalbandige Funktechnik öffnet den Weg zu unzähligen Anwendungen im Internet der Dinge – zwischen Parkplätzen, Mülltonnen, Tieren, aber auch Menschen. Sie ist aber vor allem auch ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur fünften Mobilfunkgeneration (5G). Und so gibt sich Nemat selbstsicher: „Wir hier in Europa haben die Chance, den zweiten Teil des Rennens um den kommenden Mobilfunk zu gewinnen“, sagt Nemat.

Foto: R. Bönsch

Der Zweiarmroboter wird bei Nokia durch ein 5G-Vorläufernetz gesteuert. Doch bis 5G in die Fabriken zieht, könnte unlizenzierte LTE-Technik für Vernetzung sorgen.

Davon sind auch Europas Netzausstatter überzeugt. Am Stand von Ericsson hängen ganz unspektakulär zwei gelbe Druckluftschrauber an der Wand. Sie sind nur zwei aus Tausenden in Nanjing, der einstigen Kaiserresidenz und heutigen Millionenstadt in China. Die Schweden haben dort in ihrer größten Fabrik zur Produktion von Funkbasisstationen ein NB-IoT-Netzwerk aufgebaut. Die Aufgabe der integrierten Sensorik: Zum einen werden die Schraubendreher auf das richtige Drehmoment kalibriert, zum anderen die eigentlichen Schraubvorgänge gezählt.

„Intel inside“, verrät Hanna Maurer Sibley, Leiterin Netzwerk-Produkte für West- und Mitteleuropa bei Ericsson, stolz und ergänzt: „Wir wissen, dass die Schraubenzieher, die immerhin 1000 $ pro Stück kosten, nach einer definierten Zeit wieder Öl brauchen. Sonst gehen sie kaputt.“ Innerhalb von nur sechs Monaten habe sich so das NB-IoT-Netz amortisiert. Einmal am Tag senden die Werkzeuge ihre Informationen an eine Zentrale, Zeitverzögerungen spielen keine Rolle.

Foto: R. Bönsch

Druckluftschrauber werden in Ericssons größter Fabrik für Funkbasisstationen in Nanjing, China, vernetzt. So lässt sich u. a. die Wartung optimieren.

Die Technik ist also reif für die Industrieproduktion. Allerdings nur dort, wo auch wirklich kleine Bandbreiten ausreichen. Am Stand von Nokia legt munter ein kleiner ABB-Zweiarmroboter symbolisch die Bestandteile einer Basisstation zusammen. Eine Käfighaltung ist nicht mehr notwendig. Eine Videokamera überwacht den Prozess. Falls ein Bauteil nicht exakt in der dafür vorgesehenen Form landet, wird der Prozess augenblicklich abgebrochen. „Video“ und „augenblicklich“, das bedeutet hohe Bandbreiten und geringe Zeitverzögerung – Attribute, die für 5G sprechen. Und tatsächlich: Nokia hat – wie viele Ausstatter und Betreiber in Barcelona – ein 5G-Testnetz aufgebaut. Doch auch die Finnen wissen genau, es dauert noch Jahre, bis die fünfte Generation in die Fabriken einzieht.

„5G oder Internet der Dinge – die Industrien macht diese Debatte zurzeit konfus“, erklärt Thorsten Robrecht, Vice President Advanced Mobile Networks Solutions bei Nokia. „Sie wollen jetzt Lösungen und nicht auf 5G warten. Schließlich werden die Fabriken jetzt digitalisiert, läuft Industrie 4.0 jetzt an.“ WLANs in der Fabrik bieten ihnen dafür zu wenig Zuverlässigkeit. Oder anders gesagt: In die 2,4-GHz-Falle (s. VDI nachrichten 7/15), in der Smartphones und Tablets Maschinensignale stören können, möchte niemand mehr tappen.

Robrechts Lösung dagegen klingt einfach: Nokia nutzt das unlizenzierte LTE-Band zwischen 3 GHz und 6 GHz, um beispielsweise in Australien Maschinen in riesigen Minen zu vernetzen. LTE-U (U steht für unlizenziert), wie die Mobilfunker die Technik nennen, überwacht für die Branchengiganten Rio Tinto und BHP Billiton die Aktionen von gigantischen Caterpillars beim Abbau von Eisenerz, seltenen Erden und anderen Rohstoffen. „Autonomes Fahren, Drohnenflüge, Video-Analytics laufen darüber, und das alles über bekannte LTE-Technik“, erklärt Robrecht.

Die Technik bietet Datenraten bis zu 1 Gbit/s und Verzögerungsraten, die sogenannte Latency, von 20 ms. Das entspricht nicht ganz den Echtzeitanforderungen einiger Industrien, kommt ihnen aber schon nahe. Damit einher, so Robrecht, gehe eine sichere, garantierte Bandbreite, die alles habe, was klassische Datenübertragung etwa über Smartphones biete. Ein weiterer Vorteil: Für Anwendungen im unlizenzierten Bereich sind im Gegensatz zu NB-IoT keine Netzbetreiber nötig – Telekom, Vodafone & Co. dürfte das in den nächsten Jahren noch beschäftigen.

Schon jetzt sei man mit vielen unterschiedlichen Industrien im Gespräch, verrät Robrecht. Darunter die Chemieindustrie, die allein wegen Anforderungen wie kabelloser Datenübertragung oder schnellen Umrüstzeiten auf Mobilfunk setze. Aber auch die Automobilindustrie und klassische Maschinenbauer seien interessiert.

Aktuell steckt die industrielle Vernetzung mit LTE-Technik in Europa noch in den Kinderschuhen, in Deutschland dürfte sie sich erst 2018 so richtig durchsetzen. Anders in den USA: Dort wollen Google und Amazon ihre Drohnenflotten im unlizenzierten Band fliegen lassen.

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