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Interview mit Teppo Hemiä, CEO Wirepas

5G ist mehr als Mobilfunk

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Die neue Mobilfunkgeneration 5G wird nicht nur Menschen einen leistungsfähigen Internetzugang bieten, sondern soll Anwendungen ermöglichen, die bisher an den Limitierungen des Mobilfunks scheiterten.
© STOATPHOTO/stock.adobe.com

Mit DECT-2020 hat ETSI eine Funktechnik standardisiert, die künftig Teil von 5G werden soll, aber keine Mobilfunkwurzeln hat. Sie verspricht eine zuverlässige Datenübertragung in Netzwerken mit hoher Endknotendichte – ohne großen Installations- und Verwaltungsaufwand.

Markt&Technik: DECT-2020 gilt als Europas Beitrag zu 5G. Was genau ist DECT-2020?

Teppo Hemiä: DECT-2020 NR (New Radio) ist der neue globale IoT-Standard, der von der ETSI (European Telecommunications Standards Institute) im Oktober 2020 erstmals veröffentlicht wurde. Er setzt im Wesentlichen den Einsatz eines vermaschten Funknetzwerks im bis dato exklusiv von DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) verwendeten Spektrum voraus. Alle DECT-2020-NR-Geräte sind zukünftig in der Lage, den Datenverkehr anderer im Netzwerk verbundenen Geräte selbstständig an einen definierten Zielpunkt zu routen. Der Standard unterstützt die autonome Datenkommunikation von Millionen angeschlossener Geräte und ermöglicht es jedem Unternehmen, ein eigenes lokales Netzwerk transparent und ohne Investition in eine dedizierte Netzbetreiber-Infrastruktur aufzubauen und zu betreiben.

Vorgesehen ist, dass Sensoren oder Aktoren als Sender und dezentral operierende Router – sogenannte RDs (Radio Device) – fungieren. Diese sind direkt oder über mehrere Hops mit anderen Sensoren und Aktoren oder mit Terminierungspunkten – sogenannte FTs (Fixed Termination) – verbunden. DECT-2020 NR wurde entwickelt, um vielfältige industrielle IoT-Anwendungen zu unterstützen, die eine zuverlässige Kommunikation mit geringer Latenz erfordern. Initialer Trigger für die Entwicklung eines neuen Standards war die Aufforderung an die DECT-Arbeitsgruppe bei der ETSI (Technical Committee (TC) Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT)), eine IMT-2020-konforme Nutzung des allozierten Spektrums zu ermöglichen. (Anmerkung der Redaktion: Im IMT-2020-Standard (International Mobile Telecommunications-2020) hat die ITU-R (International Telecommunication Union, Radiocommunication Sector) im Jahr 2015 Anforderungen an 5G-Netze, -Geräte und -Dienste definiert.)

Relevante Anbieter

Teppo Hemiä, CEO von Wirepas
Teppo Hemiä, CEO von Wirepas: »Wir wollen Unternehmen die Möglichkeit bieten, zu jeder Zeit Eigentümer der Daten zu bleiben.«
© Wirepas

Wer sind die Treiber bei der Standardisierung von DECT-2020 NR?

Die treibenden Unternehmen im ETSI TC DECT, in dem die technischen Standards entwickelt werden, sind Wirepas, Nordic Semiconductor und Sennheiser, die alle auch als Berichterstatter für einen oder mehrere Releases bzw. Teilaspekte des Standards verantwortlich sind. Darüber hinaus haben Organisationen wie der OVE (Österreichischer Verband für Elektrotechnik) und das DECT Forum die Arbeit aktiv unterstützt.

An der technischen Arbeit des ETSI TC DECT nehmen regelmäßig DSPGroup, Gigaset, Panasonic und Shure teil. Somit sind auch namhafte nichteuropäische Firmen an der Entwicklung beteiligt.

Für welche Anwendungen und Dienste wurde DECT-2020 NR entwickelt?

Der neue Standard füllt eine derzeitige Lücke in der IoT-Konnektivität für Anwendungen, die keine breitbandigen und gleichzeitig höchstverfügbaren Datenverbindungen benötigen. Die Bereitstellung lokaler Netzwerke wird eigens durch die installierte Sensorik und Aktorik ermöglicht, ohne dass für jeden Datenpunkt eine dezidierte Infrastruktur betrieben und bezahlt werden muss. DECT-2020 NR adressiert industrielle Anwendungen, die entweder eine Massive Machine Type Communications (mMTC) für Netzwerke mit hoher Gerätedichte und/oder eine Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC), eine hochzuverlässige Verbindung mit geringer Latenz, erfordern. Damit ergänzt der neue DECT-Standard die von der 3GPP (3rd Generation Partnership Project) und den klassischen Telekommunikationsausrüstern dominierte 5G-Welt um eine Alternative.

Dabei kommen moderne Funktechniken wie OFDM-Modulation, effiziente Kanalcodierungen und schnelle Wiederholungsübertragungen der Bitübertragungsschicht wie Hybrid Adaptive Repeat and Request (HARQ) zum Einsatz.

Außerdem verfügt DECT-2020 NR über ein eigenes 1,9-GHz-Spektrum, was die Störanfälligkeit beziehungsweise Interferenzen reduziert. Der neue Standard hebt die mMTC- und URLLC-Leistung auf eine völlig neue Leistungsebene und bietet speziell den Anwendern in der Industrie die nötige Flexibilität, um große und komplexe Anwendungen zu realisieren und fast überall auf der Welt in identischer Weise einzusetzen.

Wie fügt sich DECT-2020 NR in die 5G-Familie ein?

DECT-2020 NR wurde letztes Jahr veröffentlicht und wird voraussichtlich im Oktober dieses Jahres von der ITU als 5G-Standard anerkannt. Somit bietet DECT-2020 NR einen alternativen Ansatz für die Etablierung lokaler Netzwerke in der Industrie. Er wird der bis dato einzige nicht von der traditionell Infrastruktur-intensiven Telekommunikationsindustrie dominierte 5G-Standard sein.

Der mit DECT-2020 NR standardisierte Ansatz legt eine flache Systemarchitektur zugrunde, die sich problemlos in jedes industrielle – heute zumeist kabelgebundene – IKT-System integrieren lässt, ohne dass ein Antennen-basiertes privates oder öffentliches 5G-Funknetz erforderlich ist. DECT-2020 NR ist in Bezug auf den Standort des Back Ends bzw. Datenendpunkts vollkommen flexibel und kann Daten sowohl vor Ort als auch in einer öffentlichen Cloud verarbeiten.

Was unterscheidet DECT-2020 NR von den existierenden Funktechniken?

Ein DECT-2020-NR-System wird sehr einfach zu installieren und zu steuern sein. Aufgrund des dezentralisierten, gerätebasierten Netzwerks kann es branchenunabhängig in kürzester Zeit (fast) überall eingesetzt werden. DECT-2020 NR ermöglicht einen autonomen und automatischen Betrieb mit minimalem Wartungsaufwand. Mit einem dedizierten globalen Frequenzband im Bereich von 1,9 GHz bietet es eine äußerst störungsarme Umgebung sowie beste Voraussetzungen für das Interferenzmanagement.

Damit schafft DECT-2020 NR neue Nutzungsmöglichkeiten für lokale Datenerhebung und Ansteuerung von Geräten. Private Netzwerke lassen sich durch Industrieunternehmen, Lösungsanbieter und andere Akteure lokal etablieren – eigene Systeme und Dienste lassen sich ohne laufende Kosten für die Datenkommunikation entwickeln und betreiben.

Für welche Zielmärkte eignet sich DECT-2020 NR?

Der neue DECT-Standard findet in einer Vielzahl verschiedener Branchen Anwendung – so zum Beispiel bei der Einbindung dezentraler Energieerzeuger oder Speicher, im Smart Metering oder einem aktiven Gebäude-Energie-Management. Auch im Bereich Industrie 4.0 sind einige Anwendungsfälle zukünftig auch ohne die Verlegung von Kabeln wirtschaftlich darstellbar. Im Management von Gebäuden können beispielsweise sämtliche Sensoren, Aktoren, Leuchtmittel oder Brandschutzeinrichtungen im gesamten Gebäude mit einem einzigen Netzwerk verbunden werden. In der herstellenden Industrie lässt sich jede Maschine überwachen, um Flaschenhälse zu identifizieren, Herstellungsprozesse zu optimieren und die Ausfallsicherheit zu erhöhen – und das in den anspruchsvollsten Umgebungen sowohl Indoor als auch Outdoor.

Wie weit ist die Entwicklung von DECT-2020-Modem-Chips und -Modulen? Wann werden erste Komponenten und Systeme verfügbar sein?

Der DECT-2020-NR-Standard wurde bewusst unter Berücksichtigung bereits verfügbarer Techniken entwickelt – es war nicht das Ziel, eine neue Klasse an Kommunikationshardware zu definieren. In den ersten Generationen werden Geräte-Chipsätze bzw. Modems verwendet, die beispielsweise OFDM-Zugang, schnelles Layer-1-Wiederübertragungsschema (HARQ) und Kanalcodierung sowie die bei WiFi verwendete Bitübertragungsschicht beinhalten. Wir haben klare Hinweise von Halbleiterherstellern, dass DECT-2020-Funktionen mit bestehender Hardware durch Modifikation der Firmware unterstützt werden können, was eine schnelle Produkteinführung und breite Integration in neue Produkte ermöglicht. Wir gehen davon aus, das DECT-2020-Module oder -Chips von bekannten Herstellern im zweiten Halbjahr 2022 verfügbar sein werden und die ersten Systemimplementierungen beginnen können.

Welche Ziele verfolgt Wirepas mit DECT-2020?

Mit den herkömmlichen Techniken und Betreiber-Modellen ist es schwierig, wesentliche Teile der industriellen Wertschöpfung wirtschaftlich zu digitalisieren. Wirepas hat sich zum Ziel gesetzt, diesem Umstand entgegenzuwirken und im Enterprise-IoT eine nachhaltige Alternative oder Ergänzung zu sein. Wir wollen Unternehmen die Möglichkeit bieten, zu jeder Zeit Eigentümer der Daten zu bleiben und Netzwerke autonom beziehungsweise ohne dedizierte Netzbetreiber aufzubauen und zu kontrollieren.

In den kommenden 24 Monaten erwarten wir auf dem DECT-2020-Standard basierende Bausteine, die einen autonomen Betrieb lokaler 5G-Netze unterstützen, über hohe Funkleistung verfügen und zukunftssicher genug sind, um eine stetige Kapazitäts- und Leistungssteigerung ohne die Gefahr von Kostenexplosionen zu gewährleisten. Damit ebnet Wirepas den Weg für eine nachhaltige IoT-Adoption jenseits des Mobilfunks und wir machen wiederkehrende Gebühren, Infrastrukturen, Funktürme und dedizierte Geräte wie Funkverstärker überflüssig.

Wir bei Wirepas beobachten das Feedback aus den Märkten genau, um den DECT-2020-Standard weiterzuentwickeln und die Nutzung sowie Implementierung von Anwendungsfällen im industriellen und kommerziellen Umfeld sicherzustellen. Unser Angebot besteht aus einem Standard-konformen Transport und Routing Layer, den wir mit analogem Funktionsprinzip bereits in 4 Millionen Endgeräten von Partnerunternehmen in 2,4-GHz- und Sub-GHz-Bändern im Einsatz haben.


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