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Zu Lasten der Mobilfunknetze

Maschine-zu-Maschine-Kommunikation könnte bestehende Kommunikationskanäle überstrapazieren

Andreas Mäder im Gespräch mit Manfred Kloiber

Auch bei der Energieversorgung von Gebäuden kommunzieren sogenannte Smartmeter oftmals selbstständig mit Versorgerunternehmen.
Auch bei der Energieversorgung von Gebäuden kommunzieren sogenannte Smartmeter oftmals selbstständig mit Versorgerunternehmen. (Stock.XCHNG / Sanja Gjenero)

Technologie.- Der Großteil der eigenständigen Kommunikation zwischen Maschinen wird in der Zukunft über Mobilfunknetze abgewickelt werden. Doch dieser sich abzeichnende Ansturm könnte die Netze überlasten. Andreas Mäder vom NEC Forschungslabor Heidelberg erläutert im Interview die Gefahren und Chancen, die dieser Weg mit sich bringt.

Manfred Kloiber: Viele technische Fragen in Sachen Funkstandards, Protokolle und Sicherheit sind da noch zu beantworten. Doch klar ist: Der Großteil der Maschinenkommunikation wird über die Mobilfunknetze abgewickelt werden. Denn nur diese Netze sind nahezu weltweit verfügbar. Doch sind die Mobilfunknetze für den kommenden Ansturm an neuen maschinellen Teilnehmern überhaupt gerüstet? Mit dieser Frage beschäftigte sich auf der Tagung "Zukunft der Netze" Dr. Andreas Mäder vom NEC Forschungslabor in Heidelberg. Bis zu 50 Milliarden Mobilfunk-Endgeräte werden in dieser Dekade erwartet – das stellt die Netze vor enorme Herausforderungen.

Andreas Mäder: Man erwartet bis zu 50 Milliarden Geräte, die miteinander vernetzt sind, miteinander sprechen wollen, im Grunde genommen. Und das bedeutet, dass die Mobilfunknetze, so wie sie heute sind, optimiert werden müssen, um diese Datenmengen auch transportieren zu können in optimierter Form. Und ein Problem, das sich dabei stellt ist, dass die heutigen Datennetze auf menschliche Kommunikation optimiert sind, die sich grundlegend von Maschinen-zu-Maschinen-Kommunikation. Und dann ist eben die Frage: Was kann man tun, um diese andersartige Form von Kommunikation effizient und ressourcenoptimiert zu gestalten.

Kloiber: Worin liegen denn die Unterschiede?

Mäder: Wir können vielleicht mal ein typisches Beispiel betrachten – die sogenannten Smartmeters. Das sind also Strommessgeräte, die in Gebäuden installiert sind, die mit dem Energieprovider kommunizieren wollen. Und die Art der Kommunikation ist so, dass sie sehr regulär stattfindet – eventuell alle Viertelstunde. Und es werden relativ kleine Nachrichten geschickt – das im Gegensatz zu heutigen Kommunikationsformen, wo zum Beispiel jemand mehrere Minuten lang mit einer Person spricht. Nun ist es aber so, dass es ganz viele von diesen Smartmetern gibt. Unter Umständen bis zu 30.000 Smartmeter für eine einzige Mobilfunkzelle. Und das könnte dazu führen, dass diese Mobilfunkzelle überlastet wird. Und das wiederum würde auch die ganz normale menschliche Kommunikation betreffen, was natürlich keiner haben will im Grunde genommen. Und da müssen Lösungen gefunden werden, um hier eine effiziente Kommunikation zu gestalten.

Kloiber: Könnte man schon fast zugespitzt sagen, dass die Kommunikation zwischen Maschinen, was die Ausnutzung der Kanäle und der Systeme angeht, ziemlich ineffizient ist?

Mäder: Das ist korrekt. Und der Grund ist eben, dass die Mobilfunksysteme heutzutage darauf optimiert sind, eine Ende-zu-Ende-Verbindung zwischen Menschen zu ermöglichen. Das heißt, da wird in dem Mobilfunknetz selber ein großer Aufwand betrieben, um zu garantieren, dass die sogenannte Dienstgütequalität stimmt. Und auch, dass man abrechnen kann und all solche Sachen. Und das ist eigentlich ein Aufwand, der für Maschine-zu-Maschine-Kommunikation nicht notwendig ist. Das heißt also, man müsste Wege finden, um diesen Signalisierungs-Overhead zu reduzieren – und das auf eine Art und Weise, dass die heutigen Netze möglichst nicht zu stark verändert werden müssen.

Kloiber: Nun freuen wir uns ja alle auf die vierte Generation des Mobilfunks LTE. Das ist jetzt IP-Kommunikation über die Luftschnittstelle, wo es eben halt nicht mehr diese verbindungsorientierte Übermittlung von Daten gibt, sondern eine Kommunikation ins Netz hinein – und der Rest passiert in der weiten Welt des Internets. Ist das nicht ein Widerspruch zu dem, was Sie gerade gesagt haben?

Mäder: Das ist insofern ein kleiner Widerspruch als dass tatsächlich die Kommunikation zwar IP-gestützt ist, das ist richtig. Aber trotzdem werden noch immer sogenannte IP-Berra aufgebaut, das heißt, man kann es sich als eine Art virtuellen Datenkanal vorstellen, der durch das gesamte Mobilfunknetz durchgeschaltet wird im Grunde genommen für eine einzige Ende-zu-Ende-Kommunikation. Zudem ist das Netz momentan hierarchisch aufgebaut. Das heißt, die meiste Kommunikation verlässt das Mobilfunknetz an einem einzigen Punkt, was natürlich auch relative ineffizient ist, wenn man von 50 Milliarden Geräten durch dieses Netz durchtransportiert werden soll.

Kloiber: Stellt sich doch die Frage: Warum bauen die Mobilfunk-Provider, wenn da so ein Zukunftsmarkt ist, M-to-M-Kommunikation, dafür nicht spezialisierte eigene Netze auf?

Mäder: Das ist sicher eine Möglichkeit. Aber Sie müssen auch immer sehen, dass das Investment in diese Netze sehr hoch ist. Das heißt, das ist natürlich erstmal im Sinne eines Mobilfunkbetreibers, dass er seine existierenden Netze so gut wir möglich ausnutzt und so weit wie möglich versucht, darüber auch Maschine-zu-Maschine-Kommunikation abzuwickeln. Also wir werden in der Zukunft sicher sehen, dass dedizierte Netze für Maschine-zu-Maschine-Kommunikation aufgebaut werden. Unter Umständen nicht von den klassischen Mobilfunk-Operatoren, sondern vielleicht von Providern, also zum Beispiel von Energie-Providern. Oder dass man vielleicht Virtualisierungslösungen findet, wo man für bestimmte für bestimmte Arten von Verkehr eine eigene Art von Netz aufbaut, aber sich die Hardware teilt im Grunde genommen.


Äußerungen unserer Gesprächspartner geben deren eigene Auffassungen wieder. Deutschlandradio macht sich Äußerungen seiner Gesprächspartner in Interviews und Diskussionen nicht zu eigen.

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