5G ohne Mobilfunk
Jetzt mit DECT NR+ loslegen
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Roadmap für DECT NR+
Wie sieht die Roadmap für DECT NR+ aus? Welche Schritte folgen jetzt und wann wird es das erste DECT-NR+-Netz geben?
Weisshaupt: Hier beziehe ich mich auf unsere Arbeit als Vertreter des ETSI TC DECT. Die Gruppe hat die Arbeit an DECT NR+ in Releases gegliedert, die Verbesserungen für die Technik in Bezug auf neue Funktionen und Leistung enthalten werden. Release 1 befindet sich aktuell im Wartungsmodus, d. h. es werden lediglich Fehlerkorrekturen auf der Grundlage von Implementierungs- und Testergebnissen vorgenommen. Die Arbeiten zur Verbesserung für Release 2 sind im Gange, und die Freigabe der Inhalte ist für den 23. Juni geplant. Die Arbeit an der Fertigstellung der Standards für Version 2 wird bis Ende 2023 fortgesetzt.
Die Roadmap für die DECT-Technik wird wie im Dokument TR 103513 der ETSI beschrieben beibehalten, und detailliertere Themen für zukünftige Versionen sind im ETSI-Bericht TR 103777 enthalten.
Darüber hinaus ist DECT NR+ protokollunabhängig konzipiert, und die Zusammenarbeit mit Standards auf höherer Ebene wie Matter und DLMS (Anmerkung der Red.: Device Language Message Specification) für Smart Metering schreitet voran. Wir, damit meine ich jetzt die ETSI TC DECT, können alle anderen Standardisierungsgruppen oder Industrie-Initiativen, die eine groß angelegte und zuverlässige Funkverbindung benötigen, nur dazu auffordern, DECT NR+ als eine Option für die Übernahme zu evaluieren.
Piikivi: Nordic wird Ende 2023 die DECT-NR+-Unterstützung auf Basis der nRF91-Familie auf den Markt bringen, sodass zukünftige nRF91-System-in-Packages auch in DECT-NR+-Geräten verwendet werden können. Die Implementierung wird Datenraten von 3,4 Mbit/s erreichen können. Die erste Wirepas-Implementierung liegt mit einer Bandbreite von 1 Mbit/s schon weit vor den meisten vergleichbaren Techniken.
Was die Frage nach dem ersten DECT-NR+-Netzwerk betrifft, so bietet DECT NR+ den Kunden die Möglichkeit, private 5G-Mesh-Netzwerke als Teil ihrer Geräteinstallationen aufzubauen. Es ist derzeit nicht abzusehen, dass es allgemeine DECT-NR+-Netzbetreiber geben wird. Die Kommunikationsinfrastruktur wird direkt von den Geräten aufgebaut, sodass die Unternehmen ihre Infrastruktur unabhängig steuern können und das Kommunikations- und Stromaufnahmeprofil für die jeweilige Anwendung optimiert werden kann.
Nordic arbeitet mit ausgewählten Beta-Kunden zusammen, die Geräte und Techniken auf der Grundlage von DECT NR+ entwickeln.
DECT-NR+-Netzwerk
Für die Demonstration eines DECT-NR+-Netzwerkes auf der embedded world 2023 verwendete Wirepas die folgenden Bausteine (Bild 1):
- Einen »Sink«-Knoten – in Bild 1 das Entwicklungsmodul »nRF9160 DK« von Nordic Semiconductor (ohne Gehäuse). Er bildet die Spitze des Netzwerkbaums und ist Ausgangspunkt des Routing-Baums. Über eine serielle Schnittstelle ist der Sink-Knoten mit einem Raspberry Pi verbunden, der als Gateway den Datenverkehr zwischen dem Back-End und dem Wirepas-Netzwerk steuert. Das DECT-NR+-Netzwerk formiert sich autonom und dezentral, ein vordefiniertes Network-Tabling wird nicht benötigt.
- Ein Raspberry Pi. Auf ihm läuft die Gateway-Software, die in der Demo als Nutzdaten die Diagnostics-Daten aus den Knoten per Mobilfunk via Standard-4G-Funkmodem und MQTT an die Webanwendung (Wirepas Network Tool) sendet (Bild 2).
- DECT-NR+-Endknoten – in Bild 1 die Prototyping-Plattformen »Nordic Thingy:91« von Nordic Semiconductor im orangefarbenen Gehäuse und grün leuchtender LED. Die DECT-NR+-Firmware mit der standardkonformen 5G-Mesh-Implementierung von Wirepas – eine eigenständige MAC-Schicht mit Tranport- und Routing-Schichten – läuft auf dem SiP nRF9160 von Nordic Semiconductor, der in der Prototyping-Plattform Nordic Thingy:91 eingebaut ist. Jeder Thingy:91 ist damit ein autonomer Router und Access-Point für ein DECT-NR+-Netzwerk und kann gleichzeitig als Sensor oder Aktor programmiert werden. Durch den Tausch der Firmware wird aus einer Cellular-IoT-Prototyping-Plattform mit dem nRF9160 ein DECT-NR+-Knoten.
In welchen Bereichen und Marktsegmenten sehen sie das größte Potenzial für DECT NR+?
Ottink: Eine der Gestaltungsrichtlinien für die neue Norm war, dass sie agnostisch sein sollte, d. h. offen für alle Arten von Anwendungen. Die erste Anwendung wird Smart Metering sein, aber wir sehen auch große Möglichkeiten in Industrieanlagen und Krankenhäusern. Der Bedarf an einer sicheren, kostengünstigen und einfach einzurichtenden Funkvernetzung wächst überall, und NR+ wird einen großen Teil des Kuchens einnehmen.
Piikivi: Keine einzelne Technik kann den IoT-Markt erobern, es ist immer eine Frage der Auswahl der Technik, die zu den Systemanforderungen passt. DECT NR+ ist eine neue Technik, die einzigartige Vorteile für eine massive maschinelle Kommunikation und eine äußerst zuverlässige Kommunikation mit geringer Latenzzeit bietet.
Datenrate und Latenzzeit sind besser als bei den meisten Mesh-Netzwerken, was mehr Daten oder eine Audio- und Datenübertragung ermöglicht. Batteriebetrieb ist möglich. Die Stromaufnahme der Funkknoten kann sehr gering sein und wird sich in zukünftigen Implementierungen und Standardversionen noch verbessern.
Ein einzigartiges Merkmal von DECT NR+ ist, dass auch die Relaisknoten, die den Datenverkehr weiterleiten, in den Ruhezustand versetzt werden können, sodass ein Gleichgewicht zwischen Energieeinsatz und Kommunikationslatenz entsteht.
IoT-Überwachungsanwendungen, insbesondere Messgeräte, werden kurzfristig als der größte potenzielle Markt angesehen. Das DECT-eigene globale Spektrum mit sehr geringen regionalen Unterschieden ist ein wichtiger Punkt, der eine schnelle Implementierung von Systemen und eine optimale Stückliste für Geräte ermöglicht. Durch die sehr geringen Betriebskosten als private, betreiberunabhängige Netzwerktechnik werden neue Anwendungen ermöglicht.
Weisshaupt: Es gibt keine Einheitsgröße – Matt Hatton schrieb in seinem Buch »The Internet-of-Things-Myth«, dass wir vielleicht den Bluetooth-Moment für das industrielle und kommerzielle IoT brauchen, so wie wir es bei Smart Home gesehen haben, die Milliarden von verbundenen Geräten ermöglichen. Beginnend mit Smart Metering hat DECT NR+ ein enormes Potenzial, neue Geschäftsmodelle in den Bereichen Gebäude, Energienetze und Fertigung zu erschließen.
Die Entscheidungsfindung der Endnutzer verlagert sich künftig von der Frage, welches Netzwerk aufgebaut werden soll, hin zur Überprüfung des ROI einer Implementierung, welche das Netzwerk bildet. DECT-NR+-basierte Anwendungen kommen mit einem Netzwerk, das nicht aktiv verwaltet werden muss. Mit dieser Neuheit kann DECT NR+ viele IoT-Geschäftsmodelle mit einem positiven ROI lukrativ machen.
Was die Anwendungsfälle angeht, überlassen wir es dem Markt zu entscheiden, was die nächste große Adoptionswelle für DECT NR+ sein wird. Wir sehen ein riesiges Potenzial für Dienstanbieter, die DECT NR+ mit breitbandigen 5G-Mobilfunk-Endpunkten kombinieren, z. B. in Smart Citys.
Wie wird DECT NR+ die Rolle und Arbeit des DECT-Forums künftig bestimmen?
Ottink: Das DECT-Forum wird weiterhin die gleiche Rolle spielen, die es seit vielen Jahren für das klassische DECT spielt. Es gibt eine Vielzahl von Aktivitäten, die das DECT-Forum unternimmt. Eine davon ist das Vorantreiben der Roadmap für die Technik, was wir in Zusammenarbeit mit unseren Mitgliedern tun. Gemeinsam mit ihnen werden die Marktbedürfnisse und -trends untersucht und neue Features und Funktionen für zukünftige Releases identifiziert.
Die eigentliche Umsetzung des Standards wird von ETSI und seinem Technischen Ausschuss für DECT (TC DECT) übernommen, in dem auch die Mitglieder des DECT-Forums vertreten sind. Diese Ausrichtung der Industrie auf die Schaffung eines offenen und gemeinsamen Standards ist wichtig und wird dazu führen, dass sich mehr Unternehmen dafür interessieren und engagieren. Das DECT-Forum erwartet, dass viele neue Unternehmen beitreten werden, da sie die Technik nach ihren eigenen Bedürfnissen mitgestalten wollen.
Das DECT-Forum wendet auch Zeit und Ressourcen für die Vermarktung von DECT NR+ auf. Durch Webinare, Konferenzpräsentationen, die Teilnahme an und die Organisation von Veranstaltungen wie der DECT World machen wir den neuen Standard einem breiten und globalen Publikum bekannt.
Ein weiterer wichtiger Bereich für das DECT-Forum sind regulatorische Angelegenheiten. Die Aktivitäten in diesem Bereich sind manchmal defensiver Natur, zum Beispiel wenn es darum geht, das DECT-Frequenzband in Ländern zu schützen, in denen andere Akteure mit der Nutzung beginnen wollen und das Risiko besteht, dass es zu Störungen kommt. In Europa leisten wir diese Arbeit zum Beispiel durch die aktive Teilnahme an CEPT-Arbeitsgruppen.
Andererseits engagieren wir uns auch für die Erweiterung bereits bestehender Frequenzbänder oder für die Erschließung neuer Frequenzbänder in Ländern, in denen DECT noch nicht verfügbar ist. Das DECT-Forum ist davon überzeugt, dass der neue Standard DECT NR+ mit all seinen neuen Anwendungen und Geschäftspotenzialen eine treibende Kraft bei der Erschließung neuer Märkte sein wird.
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