Welche Kommunikationsinfrastruktur für die Smart City?

Glasfaser, WLAN, LoRa, 4G und bald 5G: Was eignet sich am besten für die effiziente, leistungsstarke Smart City von morgen? Die optimale Lösung ist eine Kopplung von Netzwerken, gestützt auf eine gemeinsame Plattform, die alle Daten bündelt, und auf bestehende Infrastrukturen, vorzugsweise mit offenen Standards.

Glasfaser, 5G, WLAN, Bluetooth, LoRa, Sigfox … Welches Netz eignet sich am besten, um die zahlreichen vernetzten Gegenstände der Smart City miteinander zu verbinden? Keines oder besser gesagt alle, antworten die Experten. Stéphan Guidarini, Business Unit-Manager bei Axians (VINCI Energies), meint, „es gibt keine Universallösung, um die Sensoren von Bussen, Autos, Straßenlaternen, Wasserleitungen und Stromnetzen miteinander zu vernetzen.“

Außerdem fügt er hinzu: „Die beste Lösung für eine Kommune ist ein Mix aus Mobilfunk, Glasfaser, WLAN und LoRa. Jede Technologie entspricht hinsichtlich Reichweite, Zuverlässigkeit und Effizienz einem bestimmten Bedarf“. Je nach Priorität – Reichweite, Kosten, Energiebedarf, Bandbreite oder Latenz (kürzere oder längere Datenübertragungszeit) – fällt die Entscheidung zugunsten der einen oder anderen Technologie aus.

Analysefähige, intelligente Kameras

Die Nutzung eines bereits installierten kommunalen Glasfasernetzes ist dann sinnvoll, wenn für bestimmte Punkte eine hohe Übertragungsrate erforderlich ist, wie für smarte Kameras – häufig interessanter als eine Vielzahl von Sensoren. In Lissabon hat Axians eine auf dieser Technik basierende Smart Parking-Lösung installiert. Bilder werden nicht nur erfasst, sondern auch analysiert, um Informationen über die Parkplatzbelegung sowie verkehrswidriges Verhalten wie Fahren gegen die Einbahn weiterzuleiten.

„Kernstück des Informationssystems der Smart City ist die gemeinsame Datenbasis, in der die übertragenen Daten gespeichert und miteinander verknüpft werden.“

Die Verkehrsanalyse auf der Pariser Place de la Nation ist ein weiteres Beispiel für die Nutzung einer intelligenten Überwachungskamera. Sie kann im Stadtverkehr Fußgänger, Autos und von der Norm abweichendes Fahrverhalten feststellen und somit Unfälle erkennen. „Die Smartkamera arbeitet präzise, ist einfach zu installieren und wird daher auf breiter Basis in die Smart City Einzug halten“, prophezeit Stéphan Guidarini. Dies ist umso wahrer, als es heute dank einer lokalen Datenverarbeitung über Edge Computing möglich ist, auf die Übertragung von Daten und die daraus resultierende mögliche Identifizierung von Personen und Fahrzeugen zu verzichten.

Strahlende Zukunft für 5G

Für große Bilddateien ist ein entsprechender Datendurchsatz erforderlich. Eine WLAN-Verbindung reicht da unter Umständen nicht aus. Bietet hingegen eine Kommune ihren Bürgern diese drahtlose Internetverbindung an, kann nach Installation einer Applikation auch dieses Netz für die Kommunikation mit den Stadtbewohnern genutzt werden. Das WLAN-Angebot im französischen Aix-en-Provence dient beispielsweise auch der Erfassung der Fußgängerströme und jeweiligen Wegstrecken.

Für sensorbasierte Dienste mit geringem Datenübertragungsvolumen genügen Netze mit niedrigem Datendurchsatz wie LoRa und Sigfox. Zur Messung der Luftqualität oder für die stündliche Übertragung des Füllstands von Abfallcontainern nutzt die Stadt Aix-en-Provence ihr LoRa-Netz. Über dieses bidirektionale Netz können Steuerungsdaten auch umgekehrt an die vernetzten Gegenstände fließen, z. B. für die intelligente Berieselung der Grünanlagen der Stadt. Die LoRa-Technologie stützt sich auf offene Protokolle und ist somit evolutiv. Die Entwicklung zur Smart City kann demnach schrittweise erfolgen. Darüber hinaus ist dadurch gesichert, dass bereits realisierte Investitionen weiter genutzt werden können. Interoperabilität ist für eine effiziente Smart City ein ausschlaggebender Faktor. Es empfiehlt sich daher, offene Protokolle zu nutzen.

5G für Smart City-Anwendungen hat gewiss eine strahlende Zukunft, was nicht heißen will, dass dieser Standard die anderen Netze einfach ablösen wird. Denn die damit verbundenen höheren Kosten werden sich nur bei Anwendungen rechtfertigten, die sowohl Durchsatz als auch Leistung erfordern. „Ein Beispiel ist das Mobilitätsmanagement für vernetzte Fahrzeuge“, so der Business Unit-Manager von Axians.

Beim Installieren einer kommunalen Kommunikationsinfrastruktur sind über technische Kenndaten hinaus auch noch andere Kriterien zu berücksichtigen. Dabei wird zunächst der Bestand betrachtet. Existierende Kommunikationsnetze müssen in das Gesamtkonzept einfließen. „Um die Kosten auf Dauer unter Kontrolle zu halten und eine von diversen Stakeholdern unabhängige Daten-Governance zu gewährleisten, sollte die Stadt am besten selbst Eigentümerin ihrer Kommunikationsnetze sein“, erläutert Edouard Henry-Biabaud, Business Development-Manager bei Axians.

Kommunikationsnetze bilden einen der drei Eckpfeiler des Technologiesockels einer Stadt. „Der zweite ist die gemeinsame Datenbank zur Speicherung und Korrelation sämtlicher Daten, die von den Netzen übertragen werden. Eine Zentralisierung sämtlicher kommunaler Daten ist für ein Smart City-Konzept ganz wesentlich, denn dadurch erhöht sich der Mehrwert des dritten Eckpfeilers. Das sind die fachspezifischen Anwendungen als Basis neuer Dienste für Bürger bzw. für Kommunalverwaltungsstellen, die umso mehr Bürgernähe bieten können, als sie über eine Gesamtsicht verfügen, die sich auf Daten aus verschiedenen Quellen und ein wirklichkeitsgetreues Abbild der Gegebenheiten in der Stadt stützt“, unterstreicht Edouard Henry-Biabaud.

10/07/2019