Industrie 4.0 braucht mehr als 5G-Campusnetze

5G-Campusnetze sind das Rückgrat für Anwendungen der Industrie 4.0. Darauf aufbauend können Technologien wie KI oder maschinelles Lernen Daten aus dem Netzwerk nutzen und Unternehmen dabei helfen, Entscheidungen in Echtzeit zu treffen. Der Chemie-Riese Dow hat zum Beispiel zusammen mit Kyndryl und Nokia große Werke auf private 5G-Netze umgerüstet. Welche Vorteile bietet 5G Unternehmen?

Markus Koerner: Drahtlose Konnektivität ließe sich auch mit WLAN realisieren. Das ist richtig, allerdings bietet 5G Vorteile, die besonders im industriellen Sektor zum Tragen kommen. Der Funkstandard ermöglicht eine bessere Abdeckung im Außenbereich und ist weniger anfällig für Verbindungsunterbrechungen bei beweglichen Objekten.

Ein privates Netz mit einer eigenen Frequenz bringt auch den Vorteil, dass es nicht zu Interferenzen mit anderen Netzen kommt. Außerdem ermöglicht ein proprietäres Mobilfunknetz SIM-basierte Authentifizierung. Dafür teil die Bundesnetzagentur Nummernblöcke der International Mobile Subscriber Identity, kurz IMSI zu. Seit letztem Jahr vergibt sie in 10.000er Teilblöcken des IMSI-Blockes „262 98“ via Antragsverfahren. Durch die SIM erhält jedes Gerät im Netzwerk eine eindeutige Identität und darauf basierend können Rollen und Zugangsberechtigungen vergeben werden.

Frequenzen sind aber wahrscheinlich nicht so einfach zu bekommen?

Das Beantragen der Frequenzen bei der Bundesnetzagentur ist mit relativ wenig Aufwand verbunden und dauert meist maximal einen Monat. Dafür wird unmittelbar über dem Band, das sich die großen Mobilfunkanbieter aufteilen, der Bereich 3.700 bis 3.800 MHz zu Verfügung gestellt. Frequenzen werden außerdem im 26 GHz-Band vergeben. Dort ist die Nutzung zwar lokal – anders als bei den expliziten Campus-Frequenzen – aber nicht auf ein Grundstücksnutzungsrecht und innerbetriebliche Zwecke beschränkt.

Ein privates 5G-Netz bleibt für sich betrachtet nur ein Übertragungsweg für Daten. Was brauchen Unternehmen noch, um einen Nutzen aus dem Netz zu ziehen?

Um die Vorteile, beispielsweise im Rahmen von Industrie 4.0-Anwendungen, voll auszunutzen, sollten Unternehmen weitere Technologien implementieren. Eng verbunden mit der 5G-Konnektivität ist Edge Computing. Das Credo hinter Edge Computing ist es, Rechenleistung möglichst nahe an die eigentliche Anwendung zu bringen. Das kann im industriellen Kontext etwa bedeuten, dass die Datenverarbeitung direkt an einer Maschine erfolgt, anstatt alle Daten, die diese generiert, erst an eine zentrale Stelle zu übertragen. Das entlastet einerseits die Netzwerke und ermöglicht auf der anderen Seite geringe Latenzzeiten.

Sind geringe Latenzzeiten für Echtzeitanwendungen aber nicht immer noch zu lang?

Bei hoher Anforderung an die Latenz müssen die Übertragungswege der Daten möglichst kurzgehalten werden. Wenn es in einer Produktionsumgebung auf Sekundenbruchteile ankommt, um Maschinen, Anlagen, Roboter und mehr aufeinander abzustimmen, kann die Zeit, um Daten in ein zentrales Rechenzentrum zu übertragen, bereits zu lange sein. Außerdem kann es sein, dass sich diese Übertragung bei bestimmten Sensordaten gar nicht lohnt, da sie nur kurzfristig und vor Ort relevant sind. Der Datenstrom, der aus der Koordination von einzelnen Anlagenteilen unablässig entsteht, ist nicht langfristig relevant und eine Übertragung ist nicht sinnvoll. Vielmehr können aggregierte Daten von Edge in die Zentrale übertragen werden, was die Auslastung der Verbindungen senkt.

Kann ein privates 5G-Netz im Alleingang aufgebaut werden?

Die Implementierung privater Mobilfunknetzwerke auf Werksgeländen stellt eine Herausforderung dar, die man nicht unterschätzen sollte. Unternehmen müssen sich eingehend mit der Thematik befassen und sorgfältig planen. Ein All-Inclusive-Paket gibt es nicht. Es kommt vielmehr darauf an, die richtigen Partner zu finden, mit denen gemeinsam eine individuelle Lösung realisiert werden kann. Hard- und Software-Hersteller, Systemintegratoren, Managed Service Provider und andere IT-Dienstleister bis hin zu Maschinenherstellern müssen konstruktiv zusammenarbeiten, um für Kunden die beste Lösung zu realisieren. Wir kooperieren zum Beispiel mit Nokia und haben gemeinsam bereits mehr als 100 Projekte in 24 Ländern umgesetzt. 90 Prozent dieser Projekte bewegen sich dabei im industriellen Bereich.

Markus Koerner

ist Präsident von Kyndryl Deutschland.