Virtual Reality, Augmented Reality und das IoT

Neue Anforderungen treiben das Internet der Zukunft

| Autor / Redakteur: David Eden / Andreas Donner

Extreme Bandbreitenanforderungen im Internet verlangen nach neuen Konzepten.
Extreme Bandbreitenanforderungen im Internet verlangen nach neuen Konzepten. (Bild: © Konstantin Yuganov - Fotolia.com)

Virtual Reality, Augmented Reality, HD-Video und das Internet der Dinge sind nur ein paar Beispiele, die den Bandbreitenbedarf im Internet radikal nach oben schrauben. Um den damit verbundenen Herausforderungen in den Bereichen Netzwerk-Konzeption und -Management sowie dem Thema Sicherheit zu begegnen, wird künstliche Intelligenz (Artificial Intelligence, AI) eine wachsende Rolle spielen.

Wenn man das Internet heute betrachtet, ist es nur schwer vorstellbar, dass es pro Sekunde riesige Mengen an Daten kreuz und quer über den ganzen Globus schicken kann. Schon allein die Zahlen sind beeindruckend: Heute gibt es etwa eine Milliarde WhatsApp-Nutzer und mehr als 80 Millionen Netflix-User weltweit. Jeder von uns verbringt etwa vier Stunden am Tag auf seinem Mobiltelefon. Eine Welt ohne globale Netzwerkinfrastruktur – heute nicht mehr vorstellbar.

Dies verleitet uns sogar dazu, das Internet als eine Art Grundversorgung anzusehen, ähnlich wie Strom, Wasser und Gas. Aber mit dem Aufstieg neuer Technologien, Geräte und Anwendungen, die auf Internetkonnektivität angewiesen sind, geraten die weltweiten Netzwerke immer mehr unter Druck. Die schiere Menge an Geräten und Daten, die eine extrem schnelle Internetverbindung benötigen, bedeutet andersherum, dass sich das Internet weit über seine ursprüngliche Form hinaus weiterentwickeln muss. Aber wie wird das Internet der Zukunft aussehen? Und liegt die Zukunft in kabelloser oder kabelgebundener Konnektivität?

Bandbreiten-intensive Anwendungen werden mobil

Eine der größten Herausforderungen für die Netzwerke weltweit ist die stetig steigende Nachfrage nach Bandbreite. Dies wird vor allem durch Video-Anwendungen noch verstärkt: Im Jahr 2020 werden Video-Inhalte mehr als 80 Prozent des gesamten Internetverkehrs ausmachen, wobei pro Sekunde fast eine Million Minuten an Video-Content über das Internet übertragen wird. Dank neuer immersiver Inhalte für die neuesten VR-Headsets wird VR-Traffic bis 2020 um mehr als das 60-fache ansteigen. Da Virtual-Reality-Anwendungen (VR) fünfmal so viel Bandbreite wie HDTV benötigen, wird die Belastung für die Netzwerke auf der ganzen Welt weiter erheblich steigen.

Dabei sind VR und AR (Augmented Reality) wie beispielsweise Pokémon Go geradezu prädestiniert für den Einsatz auf mobile Endgeräten. Um die Ansprüche an die Konnektivität dieser Technologien zu erfüllen und eine nahtlose Nutzererfahrung zu gewährleisten, hat die Telekommunikationsindustrie große Erwartungen an 5G. Die Hoffnung: Mobilfunkkunden werden bereit sein, für zusätzliche Geschwindigkeit und Bandbreite in der Datenübertragung mehr zu zahlen. So soll der Weg für datenhungrige Anwendungen für unterwegs geebnet werden. Gleichzeitig rechtfertigen die Mobilfunkbetreiber damit die hohen Investitionskosten des 5G-Rollouts.

Aber ist diese Annahme nicht ein bisschen zu mutig? Die Europäische Kommission sieht vor, dass Mobilfunkanbieter bis 2020 in der Lage sein werden, 5G anzubieten. Aber die Nutzer könnten die Kosten als zu hoch empfinden, vor allem am Anfang, wo viele Mobilfunkkunden noch 4G-Netzwerke nutzen werden. Die wirtschaftlichen Voraussetzungen, um 5G-Konnektivität anzubieten, machen es schwierig für die Anbieter, die Kosten so niedrig zu halten, dass der Wechsel zu 5G für die Verbraucher attraktiv genug ist. Mobilfunkbetreiber investieren bereits hohe Summen in die Realisierung von 5G und auch die Behörden beginnen nun, die notwendigen Frequenzen für 5G zu versteigern.

Doch wenn die Betreiber bereits horrende Summen für den Erwerb der Frequenzen ausgeben (und 5G benötigt bei weitem mehr Platz als 4G), müssen sie diese Kosten an die Verbraucher weitergeben – oder ihre Margen schrumpfen. Doch immer preissensiblere Kunden könnten Preiserhöhungen nicht akzeptieren und stattdessen bei der Nutzung von 4G bleiben. Datenhungrige Anwendungen, die für eine 5G-Umgebung entwickelt wurden (also VR, AR und HD-Streaming beispielsweise), werden stattdessen nur stationär genutzt, wenn WLAN verfügbar ist. Weniger datenintensive Apps werden weiterhin mobil genutzt werden. Während 5G sicherlich die Tür für neue Dienste öffnet, bleibt abzuwarten, wie schnell es tatsächlich verfügbar sein und von den Verbrauchern akzeptiert werden wird.

Kabellose Zukunft?

5G spielt sicherlich eine große Rolle, um die Bedürfnisse von Unternehmen und Verbrauchern in Zukunft abdecken zu können. Doch während die neuesten kabellosen Technologien eine hohe Aufmerksamkeit in den Medien erhalten, werden kabelgebundene Verbindungen noch lange nicht verschwinden. Sogar im Gegenteil: Die Rolle, die ihnen in der Verwaltung des Internets der nächsten Generation zu Teil wird, ist unentbehrlich. Die Anforderungen, die an das Internet gestellt werden, machen Glasfaserkabelnetzwerke umso wichtiger. Dabei wird sich das gesamte Netzwerkökosystem fortlaufend verändern, um mit der Entwicklung neuer Technologien Schritt halten zu können.

Kabelgebundene Verbindungen und physische Glasfaserinfrastrukturen werden nicht verschwinden, da sie bis auf weiteres höhere Workloads als kabellose Alternativen übertragen können. Neue 40G-, 100G- und sogar 400G-Technologien sorgen dafür, dass die Geschwindigkeit und Kapazität vorhanden ist, um den wachsenden Bedarf abzudecken. Und man darf nicht vergessen, dass bereits heute zusätzliche Kapazitäten im weltweiten Netzwerk in der Form von Dark Fibre vorhanden sind – dies sind Glasfaserkabel, die zurzeit ungenutzt sind, aber jederzeit hinzugeschaltet werden können, wenn mehr Kapazität benötigt wird.

Ein Indiz für die zentrale Rolle, die Unterseekabel-Netzwerke in Zukunft spielen werden, sind die Bestrebungen von Unternehmen wie Facebook oder Microsoft, die sogar ihre eigene Infrastruktur aufbauen, um den wachsenden Bedarf der Menschen an Datenvolumen abzudecken.

Und es gibt noch einen Bereich, in dem kabellose Verbindungen nicht an kabelgebundene heranreichen – und zwar in puncto Sicherheit. Es ist nach wie vor einfacher, zu kontrollieren und zu überwachen, welcher Traffic das Netzwerk verlässt oder hineingelangt, wenn eine kabelgebundene Verbindung genutzt wird. Schließlich sind kabellose Verbindungen ein geteiltes Medium, das jeder in Reichweite empfangen und beeinflussen kann.

Sicherheit für die nächste Generation der Netzwerke

Die rapide voranschreitende technische Innovation bringt sowohl viele neue Möglichkeiten, aber auch Herausforderungen mit sich. Ein gutes Beispiel ist das Internet of Things (IoT). IoT-Anwendungen können die Fertigungsindustrie, das Gesundheitswesen oder den Handel revolutionieren. Andererseits zeigen die neuesten DDoS-Attacken, die sich unzählige vernetzte Geräte zu Nutze gemacht haben, um einige der am häufigsten genutzten Webseiten lahmzulegen, dass die Netzwerke immer komplexer und dadurch auch angreifbarer werden. Um die Netzwerke und die auf sie angewiesenen Geräte weltweit zu schützen, muss die Industrie noch einiges aufholen. Dabei könnte Artificial Intelligence (AI) eine wachsende Rolle spielen. Denn bald könnte AI dabei helfen, Netzwerk-Traffic und damit auch DDoS-Attacken umzuleiten und Angriffe zu entdecken, bevor sie Schaden anrichten können.

AI wird auch das Netzwerk-Design revolutionieren. Netzwerke werden immer komplexer aufgrund ihrer globalen und mehrschichtigen Struktur. Darum wird die Konzeption eines Netzwerks eines der komplexesten Ingenieursaufgaben der Menschheit sein. Machine Learning wird uns helfen, Wege zu finden, um schnellere und effizientere Netzwerke zu kreieren, während AI das Netzwerk den wachsenden Anforderungen entsprechend verwaltet, wartet, den Traffic analysiert und sich dabei automatisch selbst immer weiter verbessert.

Während Anwendungen mit hoher Bandbreitenintensität wie VR rasch an Beliebtheit gewinnen und sich das IoT entwickelt, muss das Netzwerk der nächsten Generation auch die Bedürfnisse des Internets der nächsten Generation erfüllen können. Dabei müssen Netzwerke mit größeren Workloads als jemals zuvor klarkommen und ein Sicherheitsniveau bieten, das bereit ist für eine Welt, in der alles „smart“ und vernetzt ist – oder in anderen Worten: angreifbar.

David Eden.
David Eden. (Bild: © CM Howard 2013 / Tata Communications)

Trotz der Fortschritte in der kabellosen Vernetzung wird das Netzwerk noch eine lange Zeit kabelgebunden sein, gestützt durch Glasfaserunterseekabel. Auch wenn diese globale Infrastruktur manchmal als gegeben angesehen wird, wird sie doch essenziell für die Zukunft datenhungriger Anwendungen, unzähliger vernetzter Dinge im IoT und den stets wachsenden Bedarf nach Bandbreite der Verbraucher sein.

Über den Autor

David Eden ist Future Technologist und Product Innovator bei Tata Communications.

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