Echtzeit-Internet verheißt neue Ideen VDE prognostiziert Innovationsschub ab 2020

Redakteur: Franz Graser

Der VDE (Verband der Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik) hat auf der CeBIT 2014 ein Positionspapier zum Thema „Taktiles Internet“ vorgestellt. Darin fordert der Kommunikationsnetze mit einer Reaktionszeit im Millisekundenbereich sowie eine enge Kooperation zwischen Forschung und Wirtschaft.

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Taktiler Sensor am Beispiel einer Gummiente: Der Einsatz taktiler Sendoren in technischen Systemen eröffnet neuartige Ansätze im Bereich der Mensch-Maschine Interaktion, Systemsicherheit und Prozessüberwachung.
Taktiler Sensor am Beispiel einer Gummiente: Der Einsatz taktiler Sendoren in technischen Systemen eröffnet neuartige Ansätze im Bereich der Mensch-Maschine Interaktion, Systemsicherheit und Prozessüberwachung.
(Bild: Fraunhofer IAO)

Das sogenannte taktile Internet erlaubt es, Menschen und Objekte wie Roboter, Maschinen oder Autos in Echtzeit zu steuern. Die drahtlose Technologie erfordert minimale Antwortzeiten zwischen Bewegung und Reaktion. Im Automobilbau, in der Industrieautomation, in Gesundheit und Bildung sowie im Bereich intelligenter Stromnetze gibt es vielfältige Anwendungen.

Um das Zukunftspotenzial dieser Technologie optimal für den Standort Deutschland zu nutzen, fordert der VDE verstärktes Engagement und Forschungsaktivitäten für das Internet der Zukunft. Ziel ist es, die Technologiehoheit auf diesem Innovationsfeld auszubauen und die Chancen für die deutsche Wirtschaft zu nutzen.

Forschungsbedarf diagnostiziert

Forschungsbedarf sieht der VDE vor allem bei der digitalen Infrastruktur: Robuste Kommunikationsnetze mit Reaktionszeiten von nur wenigen Millisekunden, zuverlässige Sicherheitskonzepte zum Schutz von Nutzern, Daten und Maschinen sowie Chips führen die Prioritätenliste an. In dem auf der CeBIT in Hannover vorgestellten Positionspapier plädiert der VDE außerdem für eine enge Kooperation zwischen Forschung, Anwendern, Herstellern und Netzwerkbetreibern bei der Entwicklung der Infrastruktur aus. Ohne ein leistungsfähiges taktiles Internet könnten wichtige deutsche Branchen den Anschluss verpassen, heißt es in dem Papier.

Als strategisch besonders wichtiger Innovationsbereich wird die Ausweitung des breitbandigen, mobilen Internets und des Internets der Dinge auf bewegte Objekte und Echtzeitanwendungen gesehen. Das taktile Internet prägt somit insbesondere Trends wie Industrie 4.0, vernetzte Mobilität, das Smart Grid in der Elektrizitätsversorgung, Bildung oder innovative medizintechnische Anwendungen prägen.

Voraussetzung sind deutlich geringere Reaktionszeiten von Ende zu Ende, also von einer Eingabe an einem Sensor/Eingabegerät bis zur Reaktion am Aktor an einem anderen Ort (etwa ein Bildschirm oder Roboterarm). Der VDE betont, dass Deutschland diese Entwicklung mitbestimmen und damit seine führenden Positionen im Automobil- und Maschinenbau, in der Fabrikautomation oder der Medizintechnik sichern sowie neue Innovationsfelder erschließen kann. Dazu aber muss die Weiterentwicklung von Informations- und Kommunikationstechnik und Mikroelektronik in ähnlicher Weise unterstützt werden, wie es an anderen Standorten selbstverständlich ist.

Zu langsam

Bereits jetzt wird mit Hochdruck an der nächsten Mobilfunk-Generation gearbeitet, um ab 2020 für die mobile Datenübertragung möglichst flächendeckend größere Bandbreiten und Übertragungsraten zu ermöglichen. Für viele Anwendungen der Zukunft sind diese Mobilfunknetze der 5. Generation prädestiniert.

Allerdings ist für die nachgelagerten Netze und nationalen Backbones weiterhin mit Antwortzeiten von 10 bis 40 Millisekunden zu rechnen. Es ist also unmöglich, Anwendungen mit Antwortzeiten im Millisekundenbereich von zentralen Rechenzentren aus zu steuern. Letztendlich ist die Signallaufzeit auf der Glasfaser der limitierende Faktor.

Daher müssen künftige Echtzeit-Anwendungen nahe an den Nutzer herangeführt und lokal gehalten werden. In einer ersten Stufe kann einem lokalen Cluster von Mobilfunkstationen zukünftig ein lokales kleines Rechenzentrum eine sogenannte Mini-Cloud zugeordnet werden. Diese Mini-Cloud bietet die gesamte im Cluster benötigte Funktionalität des Mobilfunknetzes sowie die in diesem Cluster angebotenen, zukünftig auch taktilen, Services.

Ein solcher lokaler Cluster könnte zum Beispiel die Robotik eines Industriekomplexes steuern. In einer weiteren Stufe kann zukünftig eine sogenannte „Mobile Edge Cloud“ mit Services und Netzfunktionen zum Rand der Infrastruktur des Mobilfunksystems, also direkt zu den einzelnen Mobilfunkstationen gebracht werden.

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