Wohin die digitale Revolution führt

Im Jahr 2022 werden weltweit 14 Mil­liarden Geräte mit Datennetzen verbunden sein – mehr als doppelt so viele wie heute, so die Schätzungen von Machina Research und Bosch Software Innovations. Die Gartner Group prognostiziert sogar 26 Milliarden vernetzte Geräte. Zu den bekanntesten Dingen, die vernetzt werden, zählen Autos: Sie stehen heute schon in Interaktion mit ihren Insassen und werden bald mit Ampeln, Strassensensoren und anderen Autos kommunizieren.

In Gebäuden werden Sensoren die Thermostate mit Stromzählern und Gebäudesteuerungen verbinden. In der Logistik geben RFID-Tags Auskunft darüber, was in Verpackungen, auf Paletten und in Containern steckt. Moderne Kücheneinrichtungen mit intelligenten Kühlschränken und Mikrowellen nutzen schon heute die Kommunikation mit dem Internet. Und weil jedes dieser Geräte eine eigene IP-Adresse haben wird, spricht man vom Internet der Dinge (Internet of Things, IoT).

Hypervernetzung

Hinzu kommen Milliarden von Smartphones, Tablets und Computern, die nahezu ständig online sind. Nach Studien der OECD wird ein durchschnittlicher Familienhaushalt 2022 rund 50 internet­fähige Geräte nutzen – fünfmal mehr als heute. Die Zukunftsforscher von Z-Punkt in Köln haben dafür den Begriff Hypervernetzung geprägt.

Aus Sicht von Netzwerkplanern sind dies interaktive Systeme, die ständig drahtlos oder kabelgebunden kommunizieren. So entstehen intelligente Organismen, die teilweise autonom in Echtzeit arbeiten. Es handelt sich aber auch um heterogene Systeme, da in der Entwicklungsphase dieser Geräte oftmals noch gar nicht klar ist, mit welchem Gegenüber diese künftig kommunizieren werden. Netzwerktechniker müssen also weitsichtig planen und dabei verlässliche Infrastrukturen schaffen, die dem künftigen Datenwachstum langfristig standhalten.

Denn rechnet man die Daten für die Videoübertragung heraus, besteht heute schon mehr als 20 Prozent des Internet-Datenverkehrs aus der Kommunikation zwischen Geräten und Maschinen, so der Tenor verschiedener Studien. Jährlich steigt der IP-Datenverkehr laut Cisco Visual Networking Index um 21 Prozent. Die Kommunikation zwischen Maschinen im IoT nimmt sogar um 84 Prozent zu.

Die Vernetzung geht weiter

Aus mehreren Gründen ist damit zu rechnen, dass die Vernetzung und damit das Marktwachstum anhalten. Geräte intelligent, das heisst mit Sensorik und Embedded Software aufzurüsten, wird immer kostengünstiger. Multifunktionale Mikrosensoren kosten nur noch zwischen 50 Cent und ein paar Dollar. Zudem schreitet die Miniaturisierung voran. Kleinste Chips können schon ganze Webserver aufnehmen. So entstehen Innovationen wie Datenbrillen oder Wearables – digitale Systeme am Handgelenk oder in der Kleidung. Auch die Grundlage für die Vernetzung ist mittlerweile grenzenlos: Das neue Internetprotokoll IPv6 kann 340 Sextillionen (1 Sextillion ist 1036 oder eine 1 mit 36 Nullen) IP-Adressen vergeben. Damit können jede Mülltonne, jede Verpackung und jedes Kleidungsstück ein Teil des Internets werden.

Das eröffnet verschiedenen Wirtschaftszweigen ein enormes Potenzial für die kommenden Jahre. IT-Entwickler beispielsweise müssen die Verbindungslogik für die neuen Geräte schaffen und Monitoring- und Sicherheitsfunktionen einbauen. Crisp Research schätzt das globale Marktpotenzial allein in der IT-Branche auf rund 160 Milliarden Euro bis Ende 2016. Das Internet der Dinge bringt unzählige Ansätze für neue Produkte und Services hervor. Chancenreiche Marktsektoren sind industrielle Fertigung und Warenlogistik, intelligente Gebäude und Smart Cities sowie Versorgung und Energie. Hinzu kommen Automobilwirtschaft und Verkehrswesen, öffentliche Sicherheit, Landwirtschaft, Medizin und Gesundheitswesen. Prognosen besagen, dass sich 2022 rund um das Internet of Things weltweit ein Umsatz von annähernd 600 Milliarden Euro erzielen lassen wird.

Fünf Handlungsfelder

In diesem komplexen Umfeld ist es für Planer, Installateure und Betreiber öffentlicher und privater Netze eine grosse Herausforderung, den Überblick zu behalten. Sie können jedoch auf fünf wichtige Handlungsfelder fokussieren, die R&M aufgrund eigener Marktuntersuchungen identifiziert hat:

Ubiquitous Intelligence
Die Digitalisierung wird allgegenwärtig (ubiquitous) sein. Das erfordert leistungsfähige, flächendeckende Internetzugänge und Datennetzwerke. Mit Funktechnik allein ist das nicht zu realisieren. Im Hintergrund gibt es immer eine leistungsfähige Verkabelung. Daher ist künftig bei jeder Baumassnahme, bei jeder technischen Anschaffung zu beachten, ob ausreichend Netzwerkanschlüsse zur Verfügung stehen. Vielleicht weiss man bei der Planung noch nicht, wozu sie verwendet werden. Aber Steckverbindungen können schnell knapp werden.

Machine-to-Machine-(M2M-)Kommunikation
In autonomen Systemen kommunizieren Maschinen künftig vermehrt untereinander. Produktionsleiter müssen au-
tonome Fertigungsanlagen auf der anderen Seite der Erde in Echtzeit übers Internet überwachen und gegebenenfalls steuern können. Jedes Paket, jede Palette, jedes Produkt wird mit einem interaktiven Chip ausgestattet sein, der Status, Funktion und Ziel kommuniziert. Daher müssen Netzwerke durchgängig und hoch belastbar sein. Ideal wäre, das einheitliche, bewährte Ethernet / IP-Konzept möglichst konsequent einzusetzen, um Medienbrüche im Informationsfluss zu vermeiden.

Kommunikation in Megacities
Viele Menschen leben künftig in hochverdichteten Agglomerationen. Sie wollen ununterbrochen an jedem Aufenthaltsort Online-Dienste nutzen, sei es zum Arbeiten oder zum Vergnügen, Videos übertragen, Nachrichten verfolgen oder Wohnungen fernüberwachen. Die Mobilfunkprovider müssen ihre Funkzellen auf wenige Hundert Meter Durchmesser komprimieren und die Basisstationen mit leistungsstarken Backhaul-Glasfasernetzen ver-
binden. Unabhängig davon wächst der Wunsch der Stadtbewohner nach Anschlüssen mit Gigabit-Geschwindigkeit bis zur Wohnung und zum Arbeitsplatz.

In neu entstehenden Siedlungen kann die entsprechende Verkabelung von vornherein mit einbezogen und komplett neu aufgebaut werden. In mehreren namhaften Projekten konnte R&M die Investoren dabei begleiten, ganzheitliche Infrastrukturen professionell zu planen und schlüssig aufzubauen. Zwei Beispiele: Lavasa in Indien und Telal El Alamein in Ägypten.

In historisch gewachsenen Städten sind die Herausforderungen ungemein grös­ser. Will man hier Netze für den IoT-
Bedarf ausbauen und unterhalten, muss die Verkabelungstechnik hochgradig anpassungsfähig sein. Man kann die Netze nur sukzessive aufrüsten. Von der Planung über die Logistik bis zur Installation sind enorme Flexibilität und vorausschauendes Denken erforderlich. R & M hält auch für diese Herausforderungen die entsprechenden Expertisen und Verkabelungslösungen bereit.

Kommunikation in interaktiven Arbeitswelten
Berufstätige arbeiten immer öfter im Home-Office und unterwegs mit mobilen Geräten. Geschützte Highspeed-Verbindungen zwischen Wohnung, Büro, Auto und Sportstätte gestatten Wissensarbeitern eine flexiblere Gestaltung ihrer Tätigkeit. Kollaboratives Arbeiten rund um die Welt und simultanes Engineering in virtuellen Teams werden alltäglich. Das reduziert Reisen und Kosten massgeblich.

In Bürogebäuden und auf dem Firmencampus erwarten die Nutzer allerdings völlige Bewegungsfreiheit für Geräte und Applikationen. Dazu müssen Schranken zwischen Mobilfunk, WLAN und sonstigen Netzzugängen fallen. Konvergenz und Datenbündelung sind angesagt. Heterogene Netzwerke (HetNets) werden multiple Breitbandzugänge anbieten müs­sen. Verdichtete WLAN Access Points be­nötigen Rückhalt durch eine leistungsfähige Verkabelung.

Smart Grids und Smart Buildings
Die Ressourcen der Erde sind begrenzt. Der Verbrauch von Wasser, Energie und Rohstoffen lässt sich durch intelligente Fernsteuerung bedeutend effizienter managen. Stromnetze werden zu Smart Grids, indem sie digitale Steuersignale und Verbrauchsdaten zwischen Gebäuden, Verteilerstationen und Kraftwerken übermitteln. Auch dies erfordert engmaschige, verlässliche Kommunikationsinfrastrukturen – einschliesslich der nötigen Verkabelung.