CITY M2M-PLATTFORM

Intelligent vernetzt: Maschine-zu-Maschine-Kommunikation erleichtert den Stadtalltag

Automatisierung durchdringt bereits heute alle Bereiche des urbanen Lebens. Maschinen nehmen uns mehr und mehr Routineaufgaben ab. Der Mensch dagegen konzentriert sich auf den Entwurf, die Steuerung und Kontrolle jener technischen Systeme, die untereinander mittels Maschine-zu-Maschine (M2M) Kommunikation Informationen austauschen. Das Ziel einer M2M-Plattform ist die flexible Unterstützung verschiedener urbaner Räume auf verschiedenen Gebieten, z.B. Gebäudeüberwachung und -steuerung, elektronisches Gesundheitswesen, intelligente Zählerablesung oder Lokalisierungsdienste. Die Basis für eine städtische M2M-Plattform reichen von Mobilfunk – Netztechnologien (z.B. UMTS und LTE) über Fest- und Kabelnetze bis hin zu Sensornetzen und Sensoren.

City M2M-Plattform - Schaubild

Während heutige Sensoren, wie z.B. Beschleunigungs-, Helligkeits- und Temperatursensoren in Smartphones, noch weitgehend „unvernetzt“ arbeiten, könnten auf der Basis einer intelligenten M2M-Plattform Daten einer Vielzahl solcher Sensoren erfasst, gesammelt, verarbeitet und in komplett neuen Dienst- und Informationsangeboten gebündelt genutzt werden.

Die Erforschung und prototypische Bereitstellung einer solchen M2M-Plattform leistet einen entscheidenden Beitrag, zur Vernetzung von Maschinen und gewährt gleichzeitig Menschen einen multimodalen, mobilen Zugang auf die Systeme. Basierend auf den Fraunhofer FOKUS Entwicklungen „OpenEPC” und „OpenMTC” erarbeiten wir eine innovative Infrastruktur, die Monitoring- und Kontrolle für Städte bietet mit der sich die technischen Eigenschaften konvergierender Netze – insbesondere der neuen LTE-Netze, als Nachfolger von UMTS – intelligent nutzen lassen. Dabei wird die verfügbare Bandbreite von Datenkanälen flexibel an die Anforderungen der Anwendungsszenarien und Nutzungskontexte angepasst – von Hochgeschwindigkeits-Videokanälen bis hin zu solchen mit niedriger Bitrate inklusive zahlreicher Sensordatenkanäle.

Ein konkretes Szenario, das Fraunhofer FOKUS zusammen mit Mobilfunk-Betreibern und -Herstellern vorantreibt, beschreibt, wie Anwendungen bestmöglich über neuartige LTE-Netze in Fahrzeugen bereitgestellt werden können. Für Hersteller, Verkehrsdienstleister und Mobilfunkanbieter erschließt sich damit eine völlig neue Dienstewelt: Während der Beifahrer ungestört ein Video im Internet anschaut, wird der Fahrer zuverlässig und in Echtzeit mit aktuellen() Verkehrsinformationen versorgt und vor unmittelbaren Gefahren gewarnt. Eine Kontrollinfrastruktur nutzt dafür die deutlich geringere Latenzzeit von LTE-Netzen – im Vergleich zu UMTS – geschickt aus. Darüber hinaus hilft die M2M-Plattform, die Übertragungslücken bei der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (Car2Car) via LTE-Netz zu schließen. Das ist insbesondere für die Bereitstellung (s.o.)von Verkehrsinformationen von Bedeutung, deren Car2Car-Systeme bisher überwiegend auf WLAN-Technologien basieren. Bei WLAN-Technologien müssen die Fahrzeuge nämlich nah genug beieinander sein, um untereinander Daten austauschen zu können. Wird die Distanz zu groß, bricht der Datenfluss ab – Informationen können nicht mehr aktualisiert werden.

Aktuelle Studien prophezeien zudem einen deutlichen Zuwachs im Bereich der M2M-Kommunikation. Insbesondere wird von einem Anstieg der M2M-fähigen Geräte und einer damit verbundenen Zunahme von Datenaufkommen und Verbindungen ausgegangen. Neben den M2M-Anwendungen im Automobilsektor werden Innovationen in den Bereichen eHealth, City Automation und Smart Metering wesentlichen Einfluss auf die Zugangsnetze haben und ihrerseits wiederum als Grundlage für neue Geschäftsmodelle bei Betreibern und Herstellern dienen.

Inspiriert durch die aktuellen M2M-Standardisierungsbestrebungen bei ETSI und 3GPP, implementiert die OpenMTC Plattform von Fraunhofer FOKUS eine Reihe von M2M-Middlewarediensten („service capabilities“), um Anwendungen aus verschiedenen Einsatzgebieten zu unterstützen. Durch die flexible Integration von M2M-Diensten in existierende Service Delivery Platforms (SDPs), also die dienstausführenden Plattformen der Netzbetreiber, eröffnen sich interessante Marktpotentiale für M2M, deren Entwicklungen bei FOKUS adressiert werden.