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Konnektivität von morgen in Industrie, Handel und Gesundheitswesen Was Wi-Fi 6, 5G und SD-WAN im Zusammenspiel leisten können

Autor / Redakteur: Simon Scholl / Dipl.-Ing. (FH) Andreas Donner

Nicht nur in der Industrie nimmt die Vernetzung stetig zu, auch im Handel und dem Gesundheitswesen von morgen wird der Datenverkehr dichter. Neue Technologien für die Konnektivität samt passender Hardware sind gefragt.

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Leistungsstarke Netzwerkstrukturen sind für die digitalisierte Welt von morgen wesentlich.
Leistungsstarke Netzwerkstrukturen sind für die digitalisierte Welt von morgen wesentlich.
(Bild: © metamorworks - stock.adobe.com)

Viele Unternehmen in der Industrie kommen an leistungsfähigen Netzwerkumgebungen nicht mehr vorbei: Produktionsgeräte sind über das Internet of Things (IoT) miteinander verbunden, die gesendeten Nutzungsdaten ermöglichen Predictive Maintenance und automatisierte Prozesse. Autonome Transportfahrzeuge, die Bauteile aus dem Lager in die Fertigungshalle bringen, sind bei der Navigation ebenfalls auf das Netzwerk angewiesen. Und in den Verwaltungsräumen sorgt eine schnelle Internetverbindung für flüssige Videokonferenzen mit Kunden und Lieferanten.

Im Handel erwarten indes immer mehr Kunden zuverlässiges WLAN; digitale Kassensysteme erhalten aktuelle Preise direkt aus der Cloud. Und auch im Gesundheitswesen nimmt der Grad der Vernetzung weiter zu, zum Beispiel, damit Stationen in einem Krankenhaus Patientendaten künftig papierlos untereinander austauschen oder künstliche Intelligenz Tumore in Gewebeaufnahmen erkennen kann.

Nachteile der Vergangenheit, Vorteile der Zukunft

IEEE 802.11ax oder einfacher Wi-Fi 6 ist einer der Eckpfeiler für die Netzwerke der Zukunft. Ein Nachteil der Vorgänger ist die zunehmende Latenz bei hoher Verbindungsdichte, problematisch zum Beispiel bei zeitkritischen Produktionsabläufen in der Industrie 4.0. Der neue WLAN-Standard bringt bessere Performance, unter anderem durch eine höhere Modulationsdichte mit 1024-QAM (Quadratur-Amplituden-Modulationen) – viermal mehr als bei 802.11ac. Dies steigert die Datenrate und reduziert die Latenz um bis zu 75 Prozent.

Ob nun zahlreiche Kunden in einem Geschäft mit ihrem Smartphone im Internet surfen, in einem Produktionsbetrieb Dutzende Maschinen drahtlos miteinander kommunizieren oder in einer Klinik Röntgenaufnahmen in hoher Auflösung das Netzwerk durchqueren: Mit Wi-Fi 6 sind solche Anwendungen problemlos möglich. Hinzu kommt die allgemein höhere Geschwindigkeit von Wi-Fi 6, mit theoretischen Spitzenwerten von 9,6 Gbit/s verglichen mit 3,5 Gbit/s bei Wi-Fi 5.

Das Aushängeschild des neuen WLAN-Standards ist jedoch OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Diese Technologie kommt bereits beim LTE-Mobilfunk zum Einsatz und sorgt dafür, dass sich Funkkanäle effizienter nutzen lassen. Während zuvor bereits eine einzelne Datenübertragung ausreichte, um einen Kanal zu blockieren – auch dann, wenn sie die verfügbare Bandbreite nicht voll ausreizte –, können bei Wi-Fi 6 mehrere Signale simultan einen WLAN-Kanal passieren. Hierfür sind die Kanäle in Subträger aufgeteilt, sowohl im Downstream als auch im Upstream. Besonders IoT-Anwendungen profitieren davon. Immerhin ist im Internet of Things je nach Situation eine Vielzahl von Geräten miteinander vernetzt, seien es Fertigungsroboter in einem Industrieunternehmen oder digitale Preisschilder in Kaufhäusern.

Netzwerk mobil erweitern

Wi-Fi 6 ist jedoch nur ein Bestandteil der Konnektivität von morgen. Oftmals ist es erforderlich, das lokale Netzwerk durch Mobilfunk zu erweitern. So lassen sich zum Beispiel Campus-Netzwerke von Unternehmen nicht allein mit WLAN abdecken. Hier kommt 5G ins Spiel: Mit niedriger Latenz, hoher Verbindungsdichte, Netzwerkeffizienz und Geschwindigkeit bietet es ähnliche Vorteile wie Wi-Fi 6. In Zukunft könnten Firmen zum Beispiel auf ihrem gesamten Betriebsgelände autonome Fahrzeuge einsetzen. Im Gesundheitswesen kann medizinisches Personal den Patientinnen und Patienten umfangreiche Telemedizin-Services anbieten und AR- sowie VR-Anwendungen auch dort nutzen, wo kein WLAN verfügbar ist. Ähnliches gilt für den Handel, wo 5G, AR und VR das Kundenerlebnis ortsunabhängig verbessern könnten. Zudem ermöglicht es die Funktechnologie, Smart-Building- und IoT-Lösungen schnell und mit wenig Verkabelungsaufwand zu installieren, zu nutzen und zu verwalten.

Flexibilität ist Trumpf

Der dritte Baustein im Netzwerk der Zukunft ist schließlich das SD-WAN (Software-Defined Wide Area Network). Flexibilität und Agilität sind für Unternehmen aus den verschiedensten Branchen heute und morgen entscheidend: Neue Standorte müssen sie oft in kürzester Zeit in das eigene Netzwerk integrieren. Klassische MPLS-Leitungen sind dafür nicht ideal. Hier bieten sich SD-WANs an, da sie beispielsweise mehrere Verbindungswege wie 5G, LTE oder DSL nutzen können. Neue Standorte lassen sich so schnell anbinden, selbst wenn keine MPLS-Leitung vorhanden ist.

Zudem sind SD-WANs in der Lage, Datenströme von verschiedenen Applikationen zu priorisieren, sodass sich jede Anwendung mit der bestmöglichen Performance und Latenz nutzen lässt. Da Clouddienste wie CRM-Applikationen oder DSGVO-konforme Speicherressourcen für Healthcare-Daten immer wichtiger werden, ein wertvoller Vorteil.

Komplettlösungen bieten Vorzüge

Kombinieren Unternehmen und Organisationen aus Industrie, Handel und Gesundheitswesen die technischen Möglichkeiten von Wi-Fi 6, 5G und SD-WAN miteinander, schaffen sie eine leistungsstarke und zukunftssichere Netzwerkumgebung. Doch die Voraussetzung dafür ist die richtige Hardware. Diese sollte nicht nur die gewünschte Performance liefern, sondern im besten Fall auch ideal miteinander harmonieren – und das bei minimalem Verwaltungsaufwand.

Einige Anbieter fassen daher Lösungen zu Wi-Fi 6, SD-WAN, 5G und Datacenter Network in einem Gesamtpaket zusammen. Die Vorteile der aufeinander abgestimmten Komponenten sind unter anderem bessere Quality of Service (QoS) und verringerte Latenzen – bei Huawei im WLAN zum Beispiel nur noch 10 statt 30 Millisekunden.

Außerdem kommt bei Huawei die AI-Fabric-Technologie zum Einsatz. Sie ermöglicht eine Datenübertragung ohne Paketverlust, geringe Reaktionszeiten und hohen Datendurchsatz. Hierzu verfügt die Hardware, zum Beispiel Network Switches, über einen KI-Chip, der Datenverkehr und Netzwerkstatus durchgehend analysiert und Netzwerkparameter dynamisch in Echtzeit anpasst.

KI effizient einsetzen

Vor allem KI-Anwendungen können von der AI-Fabric-Technologie profitieren. Laut dem Digitalverband Bitkom betrachten zwei Drittel der deutschen Unternehmen künstliche Intelligenz als wichtigste Technologie der Zukunft. Doch um das Potenzial von KI ausschöpfen zu können, muss das Netzwerk, das die Daten dafür meist an unterschiedlichen Stellen sammelt und zentral bereitstellt, bestimmte Anforderungen erfüllen.

Oft sind KI-Anwendungen auf niedrige Latenzen angewiesen, erfordern gleichzeitig jedoch möglichst große Datenmengen. Um also die benötigte Menge an digitalen Informationen verlustfrei und in so kurzer Zeit wie möglich den Algorithmen zuführen zu können, muss die Netzwerkarchitektur die nötige Performance bieten und effiziente Datenzentrums-Verbindungen (Data Center Interconnect, DCI) ermöglichen.

Simon Scholl.
Simon Scholl.
(Bild: Palmer Hargreaves)

Über den Autor

Simon Scholl ist seit 2021 als Editor für IT- und TK-Themen bei Palmer Hargreaves beschäftigt. Zuvor war er für verschiedene Publikationen im Print- und Onlinebereich tätig und berichtete unter anderem über aktuelle Entwicklungen im E-Commerce. Zurzeit widmet er sich insbesondere den Feldern Cloud Computing, künstliche Intelligenz und digitale Wirtschaft.

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