Das Netzwerk ist die Basis der Digitalisierung
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Web-basierte und mobile Anwendungen, Big Data, Cloud Computing und das Internet der Dinge sind Eckpfeiler der Digitalisierung. Doch der „Klebstoff“, der diese Elemente zusammenhält, sind flexible und leistungsfähige Breitband-Netzwerke. Das übersehen leider allzu viele Unternehmen.
Einfach drauf los digitalisieren, funktioniert in der Praxis nicht. Nicht nur deshalb, weil Unternehmen interne Abläufe, Geschäftsmodelle und die Zusammenarbeit mit Partnern anpassen müssen. Ein Punkt, der über den Erfolg von Digitalisierungsinitiativen entscheidet, ist die Netzwerk-Infrastruktur. Das gilt nicht nur für die IT-Infrastruktur im Unternehmen, sondern vor allem für die Anbindung an das Internet und Mobilfunknetze.
Denn mit dem digitalen Wandel ist ein massiver Zuwachs der Datenmengen verbunden, die erfasst, gespeichert, verarbeitet und übermittelt werden. So wird laut dem Visual Networking Index des Netzwerkausrüsters Cisco alleine der geschäftsbezogene IP-Datenverkehr weltweit von 14 Exabyte pro Monat in 2015 bis zum Jahr 2020 auf 32 Exabyte monatlich anwachsen. Das entspricht dem Datenvolumen, das auf 8 Milliarden DVDs Platz hat.
2020 rund 32 Exabyte Geschäftsdaten pro Monat
In den 32 Exabyte IP-Daten, die Unternehmen im Jahr 2020 jeden Monat übermitteln, sind rund 4,5 Exabyte mobile Daten enthalten. Dazu zählen nicht nur E-Mails, die ein Mitarbeiter per Smartphone sendet und empfängt. Auch ein Gutteil der Kommunikation von Maschinen (M2M) oder von „Dingen“ (Internet of Things, IoT) fällt in diese Kategorie. Technologien wie die Fernwartung von Maschinen, autonomes Fahren, der Einsatz von „intelligenter Kleidung“ (Wearables) oder Lösungen im Bereich elektronische Gesundheitsvorsorge (E-Health) sind auf Breitband-Mobilfunkverbindungen angewiesen.
Doch die Netzwerke von Internet-Service-Providern, Mobilfunkunternehmen und Unternehmen müssen sich nicht nur auf eine massive Zunahme des geschäftlichen Datenaufkommens einstellen. Laut dem VNI wird das weltweite IP-Datenaufkommen von privaten Nutzern und Services von 58 Exabyte monatlich (2015) bis 2020 auf 162 Exabyte wachsen. Dies ist insofern für Unternehmen relevant, als sich darin die wachsende Nutzung von digitalen Angeboten widerspiegelt, die auf private Nutzer abzielen – von Video- und Musik-Streaming bis hin zum Smart Metering für die Messung des Stromverbrauchs.
Deutschlands Mittelstand auf der Kriechspur
Doch für diese Datenvolumina ist die Netzwerkinfrastruktur deutscher Unternehmen nur bedingt ausgelegt. Das gilt speziell für mittelständische Unternehmen, wie eine Umfrage des Digitalverbandes Bitkom belegt. Demnach begnügt sich fast ein Viertel der kleineren Mittelständler (weniger als 500 Mitarbeiter) mit einem Internet-Zugang von weniger als 10 Megabit pro Sekunde. Weitere 60 Prozent greifen mit 10 bis 50 Megabit pro Sekunde (MBit/s) auf das Internet, IP-basierte Telefonservices und Cloud-Dienste zu. Nur 7 Prozent der befragten Unternehmen haben eine Internet-Anbindung mit mehr als 50 MBit/s.
Die meisten mittelständischen Unternehmen in Deutschland seien auf der Kriechspur unterwegs, so der Bitkom. Das Argument, dass am Unternehmensstandort keine Breitbandverbindungen vorhanden seien, ist nach Angaben des Verbandes nur bedingt gültig. Denn der Breitbandatlas der Bundesregierung wies Mitte 2016 eine „gewerbliche Breitbandverfügbarkeit“ von 50 MBit/s in deutlich mehr als 70 Prozent der Gewerbegebiete aus. Eine solche Bandbreite stand zudem immerhin in 61 bis 65 Prozent der Mischgebiete zur Verfügung, in denen Gewerbeimmobilien und Wohnungen gleichermaßen vertreten sind.
Immerhin in mehr als 70 Prozent der Gewerbegebiete in Deutschland sind Breitbandleitungen mit mindestens 50 Megabit pro Sekunde verfügbar. Für anspruchsvolle Applikationen im Bereich Digitalisierung reicht das jedoch nicht aus. Bild: TÜV Rheinland / BMVI
Das heißt, dass Unternehmen den Schwarzen Peter nicht den Service-Providern zuschieben können, wenn Digitalisierungsvorhaben nicht optimal verlaufen. Vielmehr sollten sie in Zusammenarbeit mit ihrem Service-Provider ermitteln, welche Bandbreite die geplanten Digitalisierungsvorhaben erfordern und mithilfe welcher Netzwerk-Technologien sie diese umsetzen können: DSL, Mobilfunk oder Breitband-Verbindungen über Glasfaser.
Zentrale Rolle von 5G-Mobilfunknetzen
Eine Schlüsseltechnik, die im Zusammenhang mit der Digitalisierung massiv an Bedeutung gewinnen wird, ist der Breitband-Mobilfunk. Derzeit sind die meisten Mobilfunk-Service-Provider noch dabei, ihre Netze auf 4G (LTE – Long Term Evolution) umzurüsten. Dank dieser Technologie können Smartphones und Tablets Informationen mit 100 bis 300 Megabit pro Sekunde von Servern herunterladen. Mit der 5G-Technologie steigt die Datenrate auf 1 Gigabit bis 10 Gigabit pro Sekunde (GBit/s).
5G-Mobilfunknetze zeichnen sich durch niedrige Latenzzeiten und eine hohe Bandbreite von bis zu 1 GBit/s aus. Das ist für Anwendungen auf dem Bereich Smart Cities, Robotik und autonomes Fahren wichtig. Bild: Arthur D. Little
Es ist jedoch nicht alleine die höhere Datenrate, die 5G interessant macht. Einer Einschätzung des Beratungsunternehmens Arthur D. Little zufolge sind die extrem niedrigen Latenzzeiten von unter 1 Millisekunde von 5G die Basis für neue Anwendungsfelder. Dadurch ist es möglich, eine große Zahl von „Objekten“ miteinander zu verknüpfen. Das können Fahrzeuge sein, aber auch „Dinge“ wie Transport-Container, Haushaltsgeräte, IP-Videokameras und Maschinen und Roboter.
Selbstfahrende Kraftfahrzeuge müssen beispielsweise innerhalb kürzester Zeit auf Änderungen der Verkehrssituation reagieren und mit anderen Fahrzeugen (Vehicle-to-Vehicle) oder einer smarten Verkehrs-Infrastruktur (Vehicle-to-Infrastructure) Informationen austauschen. Ein weiteres Einsatzfeld von 5G ist die Steuerung von Robotern, die in der Industrie oder in gefährlichen Umgebungen wie einsturzgefährdeten Gebäuden zum Einsatz kommen. Sie sind mit einer Vielzahl von Sensoren ausgerüstet. Diese Daten müssen sich in Echtzeit erfassen, übermitteln und auswerten lassen.
Unterschiedliche Netzwerktechniken müssen zusammenspielen
Allerdings reicht Breitband-Mobilfunk alleine nicht aus. Das deutsche Beratungsunternehmen Crisp Research hat beispielsweise ermittelt, welche Netzwerktechnologien im Rahmen der Digitalisierung bei IoT-Anwendungen (Internet of Things) und der M2M-Kommunikation zum Zuge kommen. Das Ergebnis: Es ist eine Kombination unterschiedlicher Verfahren erforderlich. Reichen beim Datenaustausch von Maschinen noch GSM- oder LTE-Verbindungen aus, benötigen IoT-Applikationen Low Power Wide Area Networks (LPWAN) auf Basis von mobilen Techniken mit hoher Bandbreite und Zuverlässigkeit. Dies sind 5G oder spezielle Versionen von LTE.
Anwendungen auf dem Bereich Internet der Dinge erfordern vor allem funkgestützte Netzwerktechniken wie 5G-Mobilfunk und LTE-M. Bild: Crisp Research
Hinzu kommen klassische drahtgebundene Netzwerktechnologien wie Ethernet im lokalen Netzwerk sowie IP-Netzwerke auf Basis von Glasfasernetzen. Denn das hohe Datenaufkommen, das mit dem Ausbau „smarter“ Dienste verbunden ist, lässt sich mit Breitband-DSL- und Kabel-TV-Netzen mit 50 MBit/s oder 100 MBit/s nur bedingt bewältigen. Das gilt für private Nutzer ebenso wie für Unternehmenskunden. Die Lösung sind Fibre to the Home (FTTH) beziehungsweise Fibre to the Building (FTTB). Glasfaserleitungen können einem Nutzer eine Bandbreite von mehr als 1 GBit/s bereitstellen. Auch Netzbetreiber sind auf Glasfaser-Backbones angewiesen, zudem auf Glasfaser-Verbindungen, um Mobilfunk-Basisstationen mit ihren Kernnetzen zu verknüpfen.
Zudem ermöglicht eine solche Glasfaser-Infrastruktur eine symmetrische Datenübermittlung, also vergleichbare Geschwindigkeiten beim Herunter- und Hochladen von Daten. Künftige Anwendungen in Bereichen wie E-Health (Telemedizin), Unterhaltung (Virtual Reality) und IoT (Übermitteln von Sensordaten) erfordern zunehmend solche symmetrischen Übertragungsnetze.
Jeder Glasfaseranschluss stärkt nach Angaben des Instituts der Deutschen Wirtschaft die Wirtschaftskraft Deutschland. Bild: IDW
Ein weiterer Punkt: Das Institut der Deutschen Wirtschaft hat ermittelt, das jeder Glasfaseranschluss in Deutschland ein zusätzliches Wirtschaftswachstum von 169.000 Euro bringt, erheblich mehr als in anderen Industrienationen. Auch dieser Faktor, sprich die Sicherung des Standortes Deutschland, sollte bei der Debatte um die Digitalisierung und dem dazu erforderlichen Ausbau der Breitband-Infrastruktur berücksichtigt werden.
Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Digitales-Wirtschaftswunder.de, dem Themenblog der QSC AG