Maßgeschneiderte Mobilfunknetze für die Industrie

„P5G ist zweifellos die Zukunft der Industrie und vieler anderer Branchen“, betont Marcus Giehrl, Practice Director Innovations and Smart Technologies bei NTT Ltd. – auch wenn im Moment nicht alle Unternehmen ein eigenes Campusnetz realisieren können oder wollen. Dennoch sei es wichtig, das Thema nicht aus den Augen zu verlieren. Der richtige Moment für den Einstieg dürfe nicht verpasst werden, warnt der Experte.

Grundsätzlich lohnt sich der Aufbau eines Campusnetzes besonders für Industrieunternehmen, die neben dem Übergang zur Industrie 4.0 auch die Digitale Transformation und Automatisierung in der eigenen Firma voranbringen möchten. „Aber auch Hochschulen und Universitäten sowie medizinische Einrichtungen, Flughäfen oder der Einzelhandel können von einem privaten 5G-Netz profitieren“, weiß Samuel Buttarelli, VP Sales EMEA & APAC, DAS & Small Cell Solutions bei Commscope.

Dr. Claudius Noack, IT-Consultant bei Lufthansa Industry Solutions, zählt jedes Unternehmen mit einer erhöhten Anforderung an mobiler Konnektivität und einer gewissen Unternehmensfläche von mehr als 3.000 m3 zu den Profiteuren von Campusnetzen – „wobei es auch kleinere Unternehmen gibt, die privates 5G einsetzen, um sich mit speziellen Anwendungsfällen komplett vom bestehenden WiFi zu lösen“, so der 5G-Experte.

Effizient, nachhaltig und sicher

Im Gegensatz zu WiFi-Netzen, die in einem unlizenzierten Frequenzspektrum betrieben werden, arbeiten Campusnetze, die auf 4G-/5G-Mobilfunktechnologie basieren, im lizenzierten Spektrum. Das bedeutet laut Buttarelli, „dass Betreiber einen eigenen Frequenzbereich erhalten, der nur ihnen zur Verfügung steht“. Das lizenzierte Spektrum garantiere somit störungsfreie Verbindungen, so dass Campusnetze in Bezug auf Leistungen wie Durchsatz und Latenzzeit deterministischer seien. Außerdem bliebe die Datenverbindung dank der 5G-Mobilfunktechnologie auch bei vielen gleichzeitigen Teilnehmern schnell und stabil. Aufgrund der geringeren Interferenzen mit der 5G-Mobilfunktechnologie könne der gesamte Campus mit einer geringeren Anzahl an Funkpunkten im Vergleich zu WiFi kontinuierlich versorgt werden.

Typische Anwendungsbeispiele für Campusnetze sind etwa Transportfahrzeuge in einer Fabrikhalle, die Kommunikation zwischen zwei Robotern oder einem Roboter und einem Menschen entlang der Produktionsstraße oder hochauflösende Video-, Virtual-Reality- (VR) oder Augmented-Reality-Verbindungen (AR) zwischen den Fabrikarbeitern und einem zentralen Support-Büro. Doch das sind noch längst nicht alle Anwendungsmöglichkeiten, weiß Thomas Hainzel: „Energieversorger verbinden Windparks zur vorausschauenden Anlagenwartung mit einem Campusnetz, im Bergbau werden Baggerfahrzeuge aus der Ferne in Echtzeit gesteuert und in der maritimen Industrie werden große Containerverladekräne über ein sichereres Campusnetz navigiert.“ Grundsätzlich helfe ein privates Mobilfunknetz Unternehmen, Prozesse zu automatisieren, um die Produktion im Idealfall effizienter, nachhaltiger und sicherer zu gestalten, so der Head of Digital Industries Evolution & Partnerships bei Nokia.

Detaillierte Funkplanung erforderlich

Bei all den Vorteilen und Möglichkeiten: Wie groß ist das tatsächliche Interesse der Unternehmen an solch einem Netz? Eine repräsentative Umfrage des Digitalverbands Bitkom unter mehr als 500 Industrieunternehmen ab 100 Beschäftigten in Deutschland stellt fest: Ein Viertel der deutschen Industrieunternehmen möchte ein 5G-Campusnetz installieren oder hat dies bereits getan. Sieben Prozent planen die Umsetzung eigenständig und 19 Prozent gemeinsam mit einem Mobilfunkanbieter. Laut Claudius Noack haben bereits alle größeren Unternehmen entsprechende Netze installiert oder planen diese aufzubauen. „Aktuell sind über 321 Anträge bei der Bundesnetzagentur (BNetzA) für private 5G-Campusnetze genehmigt worden. Das Interesse ist also groß“, stellt der Experte fest. Mittelfristig werden sich private 5G-Campusnetze zusätzlich zu den bestehenden WiFi-Netzen als Standard in jedem Unternehmen etablieren, da der Bedarf an kabelloser und flexibler Datenübertragung weiterhin stark steigen werde.

Unternehmen, die sich für ein Campusnetz entscheiden, können den Aufbau und Betrieb an einen Mobilfunknetzbetreiber oder einen anderen Marktteilnehmer – z.B. Systemintegrator oder Cloud-Dienstleister – auslagern. „Dabei kommt vor allem der Netzplanung und Vor-Ort-Begehung im Vorfeld der Installation eine große Bedeutung zu, da in dieser Phase die Anforderungen der Anwendungsfälle, bauliche Besonderheiten vor Ort und ein störungsfreier Rollout-Plan berücksichtigt werden“, erklärt Thomas Hainzel, und Samuel Buttarelli ergänzt: „Die Einrichtung und der Betrieb eines Campusnetzes unterscheiden sich nicht wesentlich von der Einrichtung und dem Betrieb eines WiFi-Netzes. Die Funkplanung erfordert möglicherweise eine detailliertere Analyse, aber IT-Manager können sich an Unternehmen wenden, die auf 4G-/5G-Funkplanung spezialisiert sind, um die Positionierung der Funkpunkte zu bestimmen.“

Hohe Kosten, schneller ROI

Wie schaut es mit der Stromversorgung des Netzwerks aus? Laut Hainzel verfügen die Netzwerkkomponenten – wie auch andere IT-Systeme, Server und Router – über eine Standardstromversorgung. „Besitzt das Unternehmen eine ununterbrochene Stromversorgung (USV), kann das Campusnetz in diese eingebunden werden, um bei Stromausfällen oder -schwankungen den weiterführenden Betrieb der Kritischen Infrastruktur (KRITIS) zu gewährleisten“, so der Nokia-Experte. Bei den Funkantennen selbst sei die Stromversorgung abhängig von Größe und Installationsszenario. Indoor-Antennen würden teilweise mittels Power over Ethernet (PoE), also über das Netzwerkkabel, mit Strom versorgt. Größere Antennen im Outdoor-Bereich oder auch die Edge-Cloud-Server und Router würden eine separate Stromversorgung benötigen.

Und was kostet das Ganze? Laut Claudius Noack gibt es Projekte, bei denen es für das Unternehmen zu keinen Investitionskosten kommt, sondern stattdessen monatliche Gebühren anfallen. „Beim Bezug eines eigenen Netzes kann es bei 50.000 Euro losgehen“, weiß der 5G-Experte. Natürlich habe dies immer mit dem Anwendungsfall und der abzudeckenden Fläche zu tun. Dass die Installation nicht ganz günstig ist, kann auch Thomas Hainzel bestätigen: „Die Kosten für Campusnetze reichen von zwei bis drei Mittelklassewagen für begrenzte Proof-of-Concept-Installationen, über einen mittleren sechsstelligen Betrag für erste Fabrikhallen bis hin zu mehreren Millionen für ganze Industriegelände.“ Laut einer Studie von Omdia erwarten jedoch 66 Prozent der Unternehmen ein Return on Investment (ROI) innerhalb von zwei Jahren.

Dies ist ein Artikel aus unserer Print-Ausgabe 7-8/2023. Bestellen Sie ein kostenfreies Probe-Abo.

Bei der Auswahl und Evaluation der jeweiligen Dienstleister sollten sich Anwenderunternehmen auf eine Beratung stützen, welche solche Prozesse schon mehrfach erfolgreich im industriellen Umfeld begleitet und umgesetzt hat. Denn Claudius Noack von LHIND warnt: „Nicht alle Dienstleister können alle Funktionen jetzt schon bedienen und zum Teil sprechen die Dienstleister hier ihre eigene Sprache.“ Thomas Hainzel hält generell ein Grundverständnis der Dienstleister für die Bedürfnisse des betreffenden Unternehmens und die branchenspezifischen Anforderungen am wichtigsten. Seiner Ansicht nach muss ein Dienstleister vor allem die Anwendungsfälle durchdringen und in der Lage sein, das private Campusnetz von Ende zu Ende, also ganzheitlich, zu konzipieren und zu planen.

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