Illustration: Absmeier

Mangelnder Breitbandausbau, das Fehlen von schnellem Internet und 5G-Mobilfunk sorgen seit langem für Diskussionsstoff im Kontext der zunehmenden Digitalisierung. Deutschland liegt beim Thema Datenautobahn im Vergleich weit zurück. Benötigt wird eine Breitband-Infrastruktur, die mit der Digitalisierung Schritt hält – und dies nicht nur in Großstädten, sondern flächendeckend auch in ländlichen Gebieten. Doch gerade in dünn besiedelten Gegenden ist ein Ausbau und wirtschaftlicher Betrieb der Netze oft schwierig und wenig lukrativ für die Betreiber. Telekommunikationsexpertin Nermin Mohamed, Head of Telecommunications Solutions bei Wind River Systems erläutert, wie Intelligent-Edge-Technologien helfen können, den Netzausbau zu beschleunigen.

Trotz der Bemühungen, die flächendeckende Netzversorgung außerhalb der großen Metropolen zu verbessern, hat die Covid-19-Pandemie deutlich gemacht, wie viel Arbeit nötig ist, um die digitale Kluft zwischen Stadt und Land zu schließen. Im Informationszeitalter ist der Zugang zu schnellem Internet unerlässlich. Er stellt sicher, dass Studenten über Online-Klassenräume und Angestellte per Home Office arbeiten können oder dass Patienten Zugang zu telemedizinischen Diensten haben.

Schwierigkeiten bereiten uns dabei die Versäumnisse beim flächendeckenden Breitbandausbau in Deutschland. In ländlichen Gebieten haben aktuell nur rund 9,1 % der Haushalte einen Glasfaseranschluss. In halbstädtischen Gebieten sind es 9,4 % und in Städten sind es 17,9 % [1]. Doch erst bis zum Jahr 2030 soll laut Beschluss der EU-Kommission jeder Haushalt über eine Gigabit-Anbindung und alle bevölkerten Gebiete über 5G-Abdeckung verfügen [2].

Das Ende von Funklöchern und schlechtem Internet

Es gibt bereits einige Vorstöße, um das Problem zu beheben: so wollen Telekom, Vodafone und Telefónica (O2) an einer gemeinsamen Initiative für die Abdeckung ländlicher Netzabdeckungslücken arbeiten [3], um die Funklöcher in 2400 sogenannten »grauen Flecken« im Bundesgebiet zu stopfen – also in Gebieten, in denen 4G LTE nicht in allen drei Mobilfunknetzen zu empfangen ist und viele Verbraucher im Funkloch stecken. In »weißen Flecken«, wo Verbraucher noch gar kein Netz empfangen, wollen die drei Konzerne insgesamt 6000 Mobilfunkstandorte errichten. Auch 1&1/Drillisch will den Ausbau des Mobilfunknetzes für nationales Roaming und den schnellen Mobilfunkstandard 5G in Deutschland vorantreiben [4].

Das sind zwar vielversprechende Ansätze, doch der Netzausbau könnte Jahre dauern. Eine Lösung des Problems sehen Experten im Aufbau eines »Intelligenten ländlichen Netzwerks«. Intelligente Netze ermöglichen einen schnellen, zuverlässigen und sicheren Internetzugang. Darüber hinaus sind sie ein Ausgangspunkt, um ländliche Gebiete zukünftig mit voll vernetzten »Smart Cities« zu verbinden oder ein landesweites Wirtschaftsnetz aufzubauen, das eine Vielzahl von Möglichkeiten für alle bietet – unabhängig davon, wo sie leben.

Das Potenzial von 5G erschließen

Damit intelligente ländliche Netze ihr Potenzial voll ausschöpfen können, müssen notwendige Investitionen in die 5G-Technologie getätigt werden, um die Geschwindigkeit, Netzwerkkapazität und Zuverlässigkeit der heutigen 4G-Netzwerke zu erweitern. Das größte Hindernis ist bislang die Rentabilität. In dünn besiedelten Gegenden ist ein wirtschaftlicher Betrieb der Antennen schwierig. Bei geringerer Bevölkerungsdichte können die Betreiber nicht die gleichen Skalenerträge wie in städtischen Gebieten erzielen. Angesichts des steigenden Drucks, einen ROI für 5G-Investitionen zu erzielen, ist es für sie wenig attraktiv, die Abdeckungsbereiche zu erweitern. Die Alternative besteht darin, die Kosten für den Hochgeschwindigkeits-Internetzugang an den Endkunden weiterzugeben, wodurch wiederum die Akzeptanz in ländlichen Gemeinden sinkt.

Genau hier kommt die Intelligent-Edge-Technologie ins Spiel. Ein Intelligent-Edge-Netzwerk ermöglicht die Verlagerung von Echtzeit-Rechenleistung in die Nähe des Ortes, an dem sie erzeugt wird – an den Netzwerkrand. Das ermöglicht eine einfachere Bereitstellung und damit geringere Betriebskosten. Die manuelle Wartung und Verwaltung des Netzwerks gehört der Vergangenheit an, da die smarten Endgeräte an der Edge automatisch eingerichtet werden können und das gesamte Netzwerk mit einer entsprechenden Verwaltungssoftware überwacht und gesteuert werden kann. Die Kombination von 5G mit Intelligent-Edge-Technologien ermöglicht die gleiche Rechenleistung mit geringerem Betriebsaufwand, was zu erheblichen Kosteneinsparungen sowohl für den Netzbetreiber als auch für den Endkunden führt.

Intelligent Edge in der Praxis

Es gibt mehrere Bereiche, in denen sich ein 5G-gestütztes intelligentes ländliches Kommunikationsnetz als besonders vorteilhaft für ländliche Gemeinden erweisen könnte.

Smart Farming: Im Bereich Agrar- und Ernährungswirtschaft nutzen Landwirte heute digitale Tools wie Drohnen, Sensoren und Geräte, um die Ernte zu überwachen, Entscheidungen über den besten Erntezeitpunkt zu treffen oder GPS-gesteuerte Landmaschinen fernzuwarten. Diese Anwendungen generieren große Datenmengen und mit ihnen steigt die Nachfrage nach 5G, um die Daten in Echtzeit zu verarbeiten. Auch KI, Machine Learning und Big Data werden schon erfolgreich eingesetzt. Aber mangels leistungsfähiger Netze ist dies auch in vielen Gegenden noch nicht möglich. Durch den Einsatz eines mit 5G betriebenen intelligenten ländlichen Edge-Netzwerks könnten Landwirte künftig diese Tools nutzen, die großen Datenmengen verarbeiten und ihre landwirtschaftlichen Betriebe effizienter und produktiver führen.

Bildungszugang: Mit der zunehmenden Verbreitung von Homeschooling und virtuellem Unterricht, insbesondere im Zuge der Pandemie, ist es entscheidend, dass Schüler und Studenten in abgelegenen Gebieten Zugang zu virtuellen Klassenzimmern haben. Auch Augmented Reality und Virtual Reality sind Technologien, die von der 5G-Konnektivität profitieren und die Klassenzimmer von morgen prägen können. Durch die Kombination von 5G und der intelligenten Edge könnten Schulen im ländlichen Raum damit beginnen, AR/VR-Lehranwendungen einzuführen, ohne durch Latenzzeiten oder Probleme mit der Netzwerkzuverlässigkeit behindert zu werden.

»What’s next?«

Netzbetreiber in Deutschland arbeiten bereits an der Verbesserung der Konnektivität im ländlichen Raum. Wichtig ist jedoch, dass dies über die 4G-LTE-Konnektivität hinausgeht und in Richtung einer vollständigen 5G-Netzwerkbereitstellung für alle ländlichen Standorte zielt. Darüber hinaus sollten Netzbetreiber über die Nutzung neuer Ansätze wie Open RAN und vRAN nachdenken, um die Kosten für die Bereitstellung von 5G-Netzen zu senken, insbesondere auf der »letzten Meile«. Sie sind gefordert, »Smart Countryside«-Netze aufzubauen, die KI, Analytik, Automatisierung und verteilte Edge-Clouds nutzen und den Traum von Konnektivität auf dem Land Wirklichkeit werden lassen. Andernfalls werden ländliche Gemeinden sowie deren Bewohner und Wirtschaftsbetriebe zurückgelassen.

Nermin Mohamed ist Head of Telecommunications Solutions bei Wind River.

[1] https://www.handelsblatt.com/technik/it-internet/telekommunikation-glasfaser-und-5g-die-telekom-will-so-viel-investieren-wie-nie-zuvor/26955298.html?ticket=ST-13021504-EeDXqOcQKQ6huxBEcqB6-ap3

[2] https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/de/IP_21_983

[3] https://www.chip.de/news/Telekom-Vodafone-und-Telefonica-kooperieren-So-sollen-Nutzer-davon-profitieren_183245581.html

[4] https://www.businessinsider.de/wirtschaft/kommt-bald-das-5g-von-11-drillisch-wie-united-internet-telekom-und-vodafone-angreift-d/

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