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ICT
Drahtlose Breitband-Mesh-Netzwerke ermöglichen nahtlose IoT-Anwendungen, indem sie eine glasfaserähnliche Geschwindigkeit drahtlos übertragen. Indem sie die nächste Generation intelligenter Geräte hosten und ein privates Netzwerk für zivile Dienste aufbauen, entwickeln Städte digitale Echtzeitdienste und verbessern die Sicherheit und die Bereitstellung von Dienstleistungen.
Industrie, Innovation und Infrastruktur
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Beschreibung
Die Konnektivität von Broadband Wireless Mesh Network (B-WMN) ist zu einem der wichtigsten Aspekte der Smart City-Infrastruktur geworden. Trotz der reichlichen Verfügbarkeit von Glasfaserkabeln in städtischen Umgebungen ist die Bereitstellung einer kabelgebundenen Infrastruktur für jeden digitalen Dienst ein kostspieliges Unterfangen, das eine sorgfältige Planung erfordert und oft zu statischen, unflexiblen Strukturen führt. Die schnelle und flexible Bereitstellung von Lösungen verursacht erhebliche Störungen des öffentlichen Lebens und hohe Kosten. B-WMNs zielen darauf ab, diese Probleme zu überwinden, indem sie den Bedarf an kabelgebundener Infrastruktur minimieren und/oder eliminieren und bestehende städtische Infrastrukturen als Plattformen für ihren Einsatz nutzen (Egners et al., 2013).
B-WMNs haben niedrige Installations- und Wartungskosten und erleichtern die Verbindung zu jedem möglichen Standort in städtischen oder ländlichen Umgebungen, unabhängig von der Komplexität der Reichweite. Es gibt verschiedene Anwendungen für B-WMNs, wie z.B. Digital Home, Breitband-Internetzugang, Gebäudeautomatisierung, Gesundheits- und medizinische Systeme sowie Notfall- und Katastrophenvernetzung (Salah & Salleh, 2013). Beamte der öffentlichen Hand können B-WMNs zur Überwachung ihrer Wasser- und Stromversorgung einsetzen, indem sie ein drahtloses Mesh-Netzwerk in Abwasserkanälen, Wasseraufbereitungsanlagen oder Generatoren installieren. Mitarbeiter der öffentlichen Sicherheit können sichere virtuelle Netzwerke nutzen, um in Kontakt zu bleiben. Mesh-Knoten können auch an Straßenlaternen, Ampeln und anderen beweglichen Objekten angebracht werden, so dass im Notfall mehrere Geräte mit dem Mesh-Netzwerk verbunden werden können (BasuMallick, 2022).
B-WMN ist eine Infrastruktur, die aus einem Netzwerk von Routern besteht, die drahtlos mit Gigabit-Geschwindigkeiten (glasfaserähnlich) miteinander kommunizieren. Es besteht aus Funkknoten, die nicht wie herkömmliche drahtlose Zugangspunkte an einen kabelgebundenen Anschluss angeschlossen werden müssen (Parvin, 2019). B-WMNs haben als attraktives Mittel zur Bereitstellung einer weit verbreiteten Konnektivität in Ergänzung zum Zugang, der von regulären Internetdienstanbietern (ISPs) angeboten wird, zunehmend an Aufmerksamkeit gewonnen. Die Mesh-Topologie von B-WMNs bietet eine hohe Flexibilität, eine Zuverlässigkeit von bis zu 99,999% und eine Latenzzeit von weniger als 2 ms, was ideal für Echtzeitanwendungen mit hoher Bandbreite ist und somit zu einer physischen Infrastruktur führt, die flexibles Routing und Transportverbindungen ermöglicht (Matos et al., 2011).
Treibhausgasemissionen durch Einrichtung und Wartung
Hoher Energiebedarf
Bedarf an nahtloser und schneller 5G-Konnektivität
Mangelnder Zugang zu dichten städtischen Gebieten
Vorteile
Der Nutzen zeigt greifbar, wie die Umsetzung einer Lösung die Stadt oder den Ort verbessern kann.
Wichtigste Vorteile
Verbesserter Breitbandzugang
Erhöhte Sicherheit
Verbesserte Leistungserbringung
Verbesserung des Verkehrsmanagements
Potenzielle Vorteile
Erschließung neuer Geschäftsmöglichkeiten
Förderung des digitalen Unternehmertums
Reduzierung der Treibhausgasemissionen
Förderung der Bürgerbeteiligung
Verbesserung der sozialen Integration
Funktionen
Funktionen helfen Ihnen zu verstehen, was die Produkte für Sie tun können und welche Ihnen helfen werden, Ihre Ziele zu erreichen.
Jede Lösung hat mindestens eine Hauptfunktion, die zum Erreichen des grundlegenden Zwecks der Lösung erforderlich ist, und mehrere Zusatzfunktionen, die hinzugefügt werden können, um zusätzliche Vorteile zu bieten.
Hauptfunktionen
Bietet Zugang zu Hochgeschwindigkeits-Konnektivität
Bietet eine glasfaserähnliche kabellose Hochgeschwindigkeitsverbindung
Ermöglicht Digitaler Zugang und Gerechtigkeit
Ermöglicht den Zugang zu jedem Teil der Stadt, auch zu schwer zugänglichen ländlichen Gebieten
Verbessert Erbringung von Dienstleistungen
Erhöht die Sicherheit der Bürger und verbessert die Notfalldienste durch die Übertragung von Daten in Echtzeit
Zusatzfunktionen
Reduziert Treibhausgasemissionen
Reduziert die Emissionen durch ein verbessertes Verkehrsmanagement
Reduziert wirtschaftliche Verluste
Spart Kosten durch verbesserte Servicebereitstellung und nahtlose Konnektivität
Lockt Talente und Unternehmen
Verbessert die Lebensqualität einer Stadt, was wiederum den Tourismusquotienten verbessert
Varianten
Eine Variante ist im Allgemeinen etwas, das sich von anderen ähnlichen Dingen leicht unterscheidet. Im Zusammenhang mit Lösungen sind Varianten verschiedene Optionen oder möglicherweise Teilbereiche/Abzweigungen, mit denen die Lösung umgesetzt werden kann, z.B. verschiedene technologische Optionen.
Es gibt zahlreiche Möglichkeiten für den Einsatz von Broadband Wireless Mesh Networks. Dazu gehören die folgenden, und unabhängig von der Anwendung sind B-WMNs eine großartige Möglichkeit, um sicher und verbunden zu bleiben.
Beschreibung
Straßenlaternen sind die dichteste elektrisch betriebene öffentliche Infrastruktur, die in städtischen Gebieten zu finden ist. Sie bieten eine Plattform, die zur Förderung innovativer stadtweiter Dienste genutzt werden kann. Straßenlaternen als Plattform (als SLaaP bezeichnet) können den Grundstein für Smart Cities legen und diese mit neuartigen Diensten bereichern, die Abwägung zwischen den Interessen der Beteiligten (z. B. Datenanalyse und verbesserte Dienste gegenüber Risiken für die Privatsphäre) sicherstellen und sich nahtlos auf hoheitliche Interessen wie Notfallbereitschaft und -reaktion, Sicherheit und Gefahrenabwehr ausdehnen (Mühlhäuser et al., 2020). Für die Broadband Wireless Mesh Network Solution können Straßenlaternen als "drahtlose Knoten" bei der Einführung von drahtlosen Systemtechnologien verwendet werden und gelten als eine der innovativsten Anwendungen für die Integration von B-WMN-Knoten.
Straßenlaternen als Wifi-to-Grid-Verbindungen und elektrische Ladegeräte
In Stockholm fügt die intelligente vernetzte Stadt Sensoren zu den bestehenden Glasfasernetzen hinzu und stellt eine Verbindung zu einer offenen Datenplattform für das Internet der Dinge (IOT) her, um Echtzeitinformationen zur Reduzierung der Verkehrsemissionen und zur Verwaltung aller anderen Aspekte des städtischen Lebens und Betriebs zu erhalten.
Adaptive Verkehrskontrollsysteme, die die Effizienz des Verkehrsflusses verbessern, indem sie die durchschnittliche Fahrzeit verkürzen und den Kraftstoffverbrauch senken, werden durch drahtlose Breitband-Mesh-Netzwerke und deren Einsatz erleichtert. Der Einsatz von hochauflösenden Kameras, die Daten an straßenseitige Ampelsteuerungen senden, sowie eine Kommunikationsinfrastruktur, die die Kreuzungen und eine Verkehrsmanagementzentrale miteinander verbindet, ermöglichen diese Anpassungsfähigkeit.
KI-gestützte Optimierung von Ampeln in Moskau, Russland
Die Implementierung eines flexiblen Kontrollschemas, das auf modernsten KI-Techniken basiert, ermöglicht die Echtzeitüberwachung des Verkehrs und die Echtzeitsteuerung von Ampeln in einem ausgewählten Bezirk in Moskau. Dies führte zu einer erheblichen Reduzierung von Staus und CO2-Emissionen.
Offene Plattform für multimodale Mobilitätsinformationen und -dienste
In diesem Anwendungsfall geht es um die Entwicklung einer integrierten Open-Data-Mobilitätsplattform, die Informationen von allen Verkehrsträgern sammelt und bereitstellt, wobei den nachhaltigeren Verkehrsträgern Priorität eingeräumt wird.
Um wertvolle Zeit zu sparen, werden Fahrzeuge der Feuerwehr und des Rettungsdienstes an Ampeln in Ludwigsburg bevorzugt behandelt. In der Testphase wird geprüft, ob Rückstaus vermieden werden können und wie schnell Einsatzfahrzeuge ihr Ziel erreichen.
Die Stadt Tequila rüstet sich für eine intelligente Zukunft
Kultur, Erbe und ein einzigartiges Nationalgetränk. Die mexikanische Stadt Tequila hat bereits die Aufmerksamkeit der Welt auf sich gezogen. Aber jetzt ist sie dabei, aus einem ganz anderen Grund berühmt zu werden: Die Stadt wird digital. Bis 2040 will sie nicht nur eine intelligente Stadt sein, sondern eine Smart City.
Drahtlose Sensoren gelten als der beste Weg, um die Probleme im Gesundheitswesen anzugehen, da die drahtlose Kommunikation es den Menschen ermöglicht, sich überall zu bewegen und allgegenwärtigen Zugriff auf Netzwerkressourcen, Dokumente und Anwendungen zu haben (Zhu et al., 2017). Die Überwachung der Patienten wird vereinfacht und der Gesundheitszustand kann auch dann überwacht werden, wenn das Pflegepersonal abwesend ist. Außerdem können neueste Technologien wie medizinische Drohnen die sofortige Verfügbarkeit von Medicare erleichtern, indem sie Netzwerke nutzen, um missionskritische Kommunikation über B-WMN bereitzustellen.
Erweiterte medizinische Fernversorgung (Zhang et al., 2014). Bild geändert von BABLE.
Unterstützende lokale Faktore
Zugangspunkt zu Daten
Beschreibung
Kommunikationsnetzwerke sind eine unverzichtbare Komponente für intelligente und netzgebundene Energiesysteme. B-WMNs ermöglichen den wichtigen Informationsaustausch zwischen elektrischen Geräten, die im Netz verteilt sind. Ein Beispiel für diese Geräte und Technologien ist die Advanced Metering Infrastructure (AMI). Der Einsatz von drahtlosen Netzwerken für AMI ermöglicht die Erfassung von Zählerdaten in Echtzeit und erleichtert die Übertragung der Messwerte von einem Punkt zum anderen, z. B. von Haushalten zu einer zentralen Stelle.
Technologische Infrastruktur für die Netzentwicklung
Anwendungsfälle
Energie
Micro-Grid Management System
Microgrid Management Controller, entwickelt zur Integration unterschiedlicher Energieanlagen bei einzelnen Akteuren, um die Energieleistung in den Bereichen Kosten, CO2, Abflachung von Spitzenlasten und effektive Nutzung kohlenstoffarmer Energieerzeugung zu verbessern.
Mit Hilfe von Sensoren können Umweltparameter wie Temperatur, Feuchtigkeit, Verschmutzung, Wasserstand, Feuer, Flora und Fauna beobachtet und überwacht werden. Drahtlose Breitband-Mesh-Netzwerke ermöglichen die schnelle Übertragung und Echtzeitanzeige der von den Sensoren und Knoten erfassten Daten (BasuMallick, 2022).
Unterstützende lokale Faktore
Zugangspunkt zu Daten
Anwendungsfälle
Luft
Verkehr
Gesundheit
Mobile Überwachung der Luftverschmutzung in Bussen
Die städtische Luftverschmutzung ist hyperlokal. Die tödliche Luftverschmutzung variiert innerhalb von 200 Metern um mehr als das 8-fache, was in den aktuellen Karten zur Luftverschmutzung jedoch nicht berücksichtigt wird. AirVeraCity liefert den Menschen verwertbare Informationen zur Luftqualität, indem es die Luftverschmutzung über eine mobile Plattform genau misst.
Nutzung mobiler Daten zur Berechnung der Luftverschmutzung
Da die zunehmende Luftverschmutzung zu einem der größten Probleme der Städte geworden ist, müssen sie genaue Daten über die Luftqualität sammeln, bevor sie konkrete Maßnahmen einleiten können. In diesem Projekt verwendet Telefonica Next anonymisierte Mobilfunknetzdaten zur Berechnung der Luftverschmutzung.
Sensorgestütztes Emissionskontrollsystem für Hafengebiete
Projekt zum Verständnis des Beitrags des Hamburger Hafengebiets als Quelle der Luftverschmutzung. Zusammen mit AIS- und Wetterinformationen wird die Identifizierung einzelner Schiffe als Schadstoffquellen ermöglicht.
Vorteile eines drahtlosen Breitband-Maschennetzes (BABLE, 2022)
Kosten eines drahtlosen Breitband-Maschennetzes (BABLE, 2022)
Stadtkontext
Für welche unterstützenden Faktoren und Merkmale einer Stadt ist diese Lösung geeignet? Welche Faktoren würden die Umsetzung erleichtern?
Insbesondere kann eine intelligente Stadt als ein Zusammenschluss vieler "Teilnetze" modelliert werden, von denen jedes für einen bestimmten Aspekt der Gesamtüberwachung der Stadt zuständig ist und auf der Verwendung mehrerer Kommunikationssysteme mit heterogenen Technologien beruht (Cilfone et al., 2019).
Über ein drahtloses Breitband-Maschennetz kommuniziert jeder Knoten mit jedem anderen Knoten, und jeder Knoten empfängt Daten von einem Knoten, während er Daten an den nächsten Knoten weiterleitet. Zu den Faktoren, die Städte vor dem Einsatz von B-WMNs berücksichtigen sollten, gehören:
Stadtmobiliar: Das Vorhandensein von Stadtmobiliarerleichtert die Einrichtung von B-WMNs, z. B. Straßenlaternen und Ampeln.
Sichtlinie: Breitband-Mesh-Netzwerke, die im mmWave-Bereich (einschließlich 60 GHz) betrieben werden, benötigen ein Übertragungsmedium mit Sichtverbindung, d.h. das Sende- und Empfangsende der Verbindung müssen gegenseitig sichtbar sein, um die Übertragung zu gewährleisten. Bäume, Gebäude und andere Hindernisse zwischen dem Sende- und dem Empfangsende verringern die Zuverlässigkeit oder machen die Verbindung ganz unmöglich. Daher ist eine fortschrittliche Planung der Sichtverbindung zwischen den Standorten bei jedem Bau unerlässlich(Perrin, 2020).
Klimatische Bedingungen: Sie sind von Region zu Region unterschiedlich und die Topographie variiert von Strecke zu Strecke. Daher sollte eine sorgfältige Standortplanung durchgeführt werden, um alle bestehenden Einschränkungen aufgrund des lokalen Kontextes zu verstehen.
Normen und Vorschriften: Die von den zuständigen zentralen Behörden und Regulierungsbehörden festgelegten Standards sollten überprüft werden, um ihre Einhaltung sicherzustellen.
Unterstützende Faktoren
Zu den unterstützenden Faktoren für B-WMNs gehören:
Einfacher Aufbau: Mit Zugang zu Strom und Masten kann die Installation und Inbetriebnahme in weniger als 30 Minuten erfolgen, verglichen mit monatelangen Installationszeiten für neue Glasfaser- oder andere kabelgebundene Netzwerke.
Verbesserter Datenzugang: Skalierbares Datennetz, das WiFi, privates LTE/5G und festen drahtlosen Zugang ermöglicht
Bessere Erkennung: Kameras, Sensoren für Gesundheit und Umwelt, Verkehrsmanagement, etc.
Anwendungen der nahen Zukunft: Autonome Fahrzeuge und Drohnennetzwerke für die vorausschauende Pflege
Regierungsinitiativen
Welche Anstrengungen und Maßnahmen unternehmen die lokalen/nationalen öffentlichen Verwaltungen, um diese Lösung zu fördern und zu unterstützen?
Zu den Regierungsinitiativen, die den Einsatz von Technologien unterstützen, die Hochgeschwindigkeitsverbindungen und digitalen Zugang ermöglichen, gehören:
Die Digitale Strategie der EU: Die Strategie der Europäischen Kommission zur Gestaltung der digitalen Zukunft Europas. In den nächsten fünf Jahren wird sich die Kommission auf drei Hauptziele konzentrieren, um sicherzustellen, dass digitale Lösungen Europa dabei helfen, seinen eigenen Weg zu einer digitalen Transformation zu gehen, die den Menschen zugute kommt. Dazu gehören: 1) Entwicklung und Einsatz von Technologien, die für die Menschen arbeiten 2) Eine faire und wettbewerbsfähige Wirtschaft - ein reibungsloser Binnenmarkt, in dem Unternehmen aller Größen und Branchen zu gleichen Bedingungen miteinander konkurrieren können 3) Eine offene, demokratische und nachhaltige Gesellschaft - ein vertrauenswürdiges Umfeld, in dem die Bürger die Möglichkeit haben, selbst zu entscheiden, wie sie handeln und interagieren und welche Daten sie online und offline bereitstellen(Europäische Kommission).
Programm Digitales Europa: das neue EU-Finanzierungsprogramm, das sich darauf konzentriert, Unternehmen, Bürgern und öffentlichen Verwaltungen digitale Technologien zugänglich zu machen. Es zielt darauf ab, den wirtschaftlichen Aufschwung zu beschleunigen und die digitale Transformation der europäischen Gesellschaft und Wirtschaft zu gestalten, wovon alle profitieren, insbesondere aber kleine und mittlere Unternehmen. Im Rahmen dieses Programms werden Projekte in fünf wichtigen Kapazitätsbereichen unterstützt: Supercomputing, künstliche Intelligenz, Cybersicherheit, fortgeschrittene digitale Fähigkeiten und die Sicherstellung einer breiten Nutzung digitaler Technologien in Wirtschaft und Gesellschaft, unter anderem durch digitale Innovationszentren(Europäische Kommission).
Initiative Internet der nächsten Generation (NGI): Eine europäische Initiative, die darauf abzielt, das künftige Internet als interoperables Plattform-Ökosystem zu gestalten, das die Werte verkörpert, die Europa am Herzen liegen: Offenheit, Einbeziehung, Transparenz, Datenschutz, Zusammenarbeit und Schutz von Daten(Europäische Kommission). Die NGI wird die technologische Revolution vorantreiben und die schrittweise Übernahme fortschrittlicher Konzepte und Methoden in den Bereichen künstliche Intelligenz, Internet der Dinge, interaktive Technologien und mehr sicherstellen und gleichzeitig dazu beitragen, dass das künftige Internet stärker auf den Menschen ausgerichtet ist.
Die EU-Breitbandstrategie: Die Europäische Kommission unterstützt Unternehmen, Projektmanager und Behörden in der EU dabei, die Netzabdeckung zu verbessern, um die Ziele der EU für die Gigabit-Gesellschaft zu erreichen. Broadband Europe fördert die Strategie der Kommission zur Konnektivität für eine europäische Gigabit-Gesellschaft bis 2025 sowie die Vision der Digitalen Dekade für die digitale Transformation Europas bis 2030, um die europäischen Bürger und Unternehmen mit sehr leistungsfähigen Netzen zu verbinden, die allen Bürgern und Unternehmen in der EU innovative Produkte, Dienstleistungen und Anwendungen ermöglichen(Europäische Kommission).
Stakeholder Mapping
Welche Interessengruppen müssen bei der Planung und Umsetzung dieser Lösung berücksichtigt werden (und wie)?
Stakeholder-Karte für ein B-WMN-System (BABLE, 2022)
Marktpotenzial
Wie groß ist der potenzielle Markt für diese Lösung? Gibt es EU-Ziele, die die Umsetzung unterstützen? Wie hat sich der Markt im Laufe der Zeit und in letzter Zeit entwickelt?
Der globale Markt für intelligente Städte wurde 2019 auf 392,9 Mrd. USD geschätzt und wird bis 2030 voraussichtlich 1380,21 Mrd. USD erreichen, mit einer CAGR von 12,1 % zwischen 2020 und 2030 (NMSC, 2022). Städte und Bürger fordern eine bessere Konnektivität. WMN als Smart-City-Lösung, die aus einem auf mehrere drahtlose Mesh-Knoten verteilten Kommunikationsnetz besteht, erfüllt diese Nachfrage. Diese Netzwerktechnologien bieten einen erheblichen Vorteil gegenüber herkömmlichen drahtlosen Netzwerken, da sie außer dem Quellknoten keine Ethernet-Kabel oder irgendeine Form der physischen Verkabelung benötigen. Das drahtlose Mesh-Netzwerk ist selbstkonfigurierend und ermöglicht die automatische Integration neuer Mesh-Knoten, ohne dass eine Netzwerkverwaltung erforderlich ist. (Global Market Insights, 2019).
Der Markt für drahtlose Mesh-Netzwerke überstieg im Jahr 2019 die Marke von 2 Milliarden USD und wird zwischen 2020 und 2026 mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate von über 15 % wachsen. Das Marktwachstum ist auf die zunehmende Akzeptanz von drahtlosen Mesh-Netzwerken aufgrund ihrer zuverlässigen Netzwerkfähigkeiten einschließlich schnellerer Datenübertragung und einfacher Netzwerkeinrichtung zurückzuführen (Global Market Insights, 2019).
Laut Heavy Reading(Perrin, 2020) ist 60 GHz sowohl im Vergleich zu Glasfaser bis zum Haus (FTTP) als auch zu lizenzierten mmWave-Spektrum-Optionen günstig - obwohl die Kosten für die Ausrüstung selbst in beiden Fällen nicht der primäre Faktor sind. Ovum schätzt, dass in Ländern mit hohen Arbeitskosten die Kosten für den Aufbau des Netzes 80 % oder mehr der Gesamtkosten für FTTP-Netze ausmachen können. Die Daten der U.S. Federal Communications Commission (FCC) für die Glasfaserkosten pro Meile reichen von 20.000 $ bis 100.000 $ und mehr, je nachdem, ob die Glasfaser über Antennen, bestehende Leerrohre oder komplett neu verlegt wird. Dennoch glaubt Heavy Reading, dass die meisten Entscheidungen zwischen Glasfaser und mmWave nicht auf einer Kostenanalyse beruhen werden.
Vielmehr werden sich die Betreiber für mmWave entscheiden, wenn Glasfaser einfach nicht in Frage kommt oder wenn eine schnelle Markteinführung ein wichtiger Faktor ist. Wie bereits erwähnt, kann der Bau von Glasfaserkabeln mehrere Monate oder sogar Jahre dauern, wenn man den Zeitrahmen für Genehmigungen und städtische Zulassungen berücksichtigt. Vergleicht man die unlizenzierten 60-GHz-Bänder mit den lizenzierten mmWave-Bändern, so werden die Kosten für die Ausrüstung durch den größten Kostenfaktor bei der Nutzung lizenzierter Frequenzen in den Schatten gestellt - die Kosten für die Lizenzen selbst. Die Versteigerungen der 24-GHz- und 28-GHz-Frequenzen in den USA erbrachten Einnahmen in Höhe von 2,7 Milliarden Dollar, hauptsächlich von Tier-1-Mobilfunkbetreibern(Perrin, 2020).
Die Kostenstruktur im Zusammenhang mit der Einrichtung eines drahtlosen Breitband-Maschennetzes ist in der folgenden Abbildung dargestellt:
Kostenstruktur für die B-WMN-Einführung (BABLE, 2022)
Betriebsmodelle
Welche Geschäfts- und Betriebsmodelle gibt es für diese Lösung? Wie sind sie strukturiert und finanziert?
Einschlägige gesetzliche Richtlinien auf EU- und nationaler Ebene.
Richtlinie 2013/752/EU: Das Hauptziel des Grundsatzdokuments besteht darin, die Sendeleistung einzuschränken, um sicherzustellen, dass sie andere drahtlose Geräte nicht stört. Für Geräte mit geringer Reichweite, die im Frequenzband von 57 GHz bis 66 GHz betrieben werden, gilt eine Beschränkung auf 40 dBm äquivalente isotrope Strahlungsleistung (EIRP) und 13 dBm/MHz EIRP-Dichte. Festinstallationen im Freien sind von der Einhaltung dieser Beschränkungen ausgenommen. Darüber hinaus wird sichergestellt, dass diese Geräte mit geringer Reichweite nicht zu einer ernsthaften Störquelle für Backhaul-Verbindungen im Frequenzband 57 GHz bis 64 GHz werden.
ECC/REC/(09)01: Der Ausschuss für elektronische Kommunikation (ECC) innerhalb der Europäischen Konferenz der Verwaltungen für Post und Telekommunikation (CEPT) gibt einige Empfehlungen für die Nutzung des 57-64-GHz-Frequenzbandes für drahtlose Punkt-zu-Punkt-Systeme. Sie enthält auch Anforderungen an die äquivalente isotrope Strahlungsleistung (EIRP) für feste Punkt-zu-Punkt-Systeme, die in diesem Frequenzbereich betrieben werden.
ETSI EN 302 217-2: Harmonisierte europäische Norm für feste Funksysteme; Merkmale und Anforderungen für Punkt-zu-Punkt-Geräte und -Antennen; digitale Systeme, die in den Frequenzbändern 1,3 GHz bis 86 GHz betrieben werden; und harmonisierte Normen, die die grundlegenden Anforderungen von Artikel 3.2 der Richtlinie 2014/53/EU abdecken.
Vereinigtes Königreich: Im Jahr 2010 genehmigte das britische Amt für Kommunikation (OFCOM) die unlizenzierte Nutzung des 57-64-GHz-Spektrums. Obwohl die Frequenzzuteilung dem Standard der Federal Communications Commission folgt (maximale EIRP von +55 dBm), sind die maximale leitungsgebundene Leistung von +10 dBm und der Mindestantennengewinn von +30 dBi dem europäischen ETSI-Standard nachempfunden.
Daten und Standards
Welche relevanten Standards, Datenmodelle und Software sind für diese Lösung relevant oder erforderlich?
WiGig-Standard: Er wird auch als 60-GHz-Wi-Fi bezeichnet und bezieht sich auf eine Reihe von drahtlosen 60-GHz-Netzwerkprotokollen. Er umfasst den IEEE 802.11ad Standard und den IEEE 802.11ay Standard. Die WiGig-Spezifikation ermöglicht die kabellose Kommunikation von Geräten mit Multi-Gigabit-Geschwindigkeiten. Sie ermöglicht leistungsstarke drahtlose Daten-, Anzeige- und Audioanwendungen, die die Möglichkeiten bisheriger drahtloser LAN-Geräte ergänzen.
WirelessHD-Standard: Er wird auch als UltraGig bezeichnet und ist ein proprietärer Standard von Silicon Image (ursprünglich SiBeam) für die drahtlose Übertragung von hochauflösenden Videoinhalten für Produkte der Unterhaltungselektronik. Er basiert auf einem 7-GHz-Kanal im 60-GHz-Extrem-Hochfrequenz-Funkband. Es ermöglicht entweder eine leicht komprimierte (proprietärer Wireless Link-aware Codec) oder eine unkomprimierte digitale Übertragung von hochauflösenden Video-, Audio- und Datensignalen und entspricht damit im Wesentlichen einem drahtlosen HDMI.
IEEE 802.15.3c: Der erste drahtlose IEEE-Standard im 60-GHz-Band (mm-Welle). Er bietet drei Physical-Layer-Modi (PHY) für bestimmte Marktsegmente mit obligatorischen Datenraten von mehr als 1 Gb/s. Während der Entwicklung des Standards wurden auch neue Beiträge zur drahtlosen Kommunikationstechnologie geleistet, darunter ein neues Kanalmodell, ein Codebuch-basiertes Beamforming-Verfahren und eine Aggregationsmethode mit niedriger Latenz.
ETSI ISG-Spezifikationen für die mm-Wellenübertragung (MWT): Das Europäische Institut für Telekommunikationsnormen hat mehrere White Papers und Gruppenspezifikationen veröffentlicht und die weltweiten Vorschriften für das V-Band (57 bis 66 GHz) und das E-Band (71 bis 86 GHz), die technologische Reife, Anwendungen und Anwendungsfälle der Millimeterwellenübertragung untersucht.
Anwendungsfälle
Sehen Sie sich Beispiele für die Umsetzung dieser Lösung in der Praxis an.
ICT
Verkehr
Energie
Intelligenter Multifunktionsturm
Der Smart Tower ist eine intelligente Lösung, die verbesserte drahtlose Zugangsnetze bietet. Ziel ist es, die wachsende Nachfrage nach mobiler Konnektivität in der Stadt für mobile Breitbandverbindungen, IoT-Dienste usw. zu unterstützen.
Lighting Grid Network zur Einführung von 5G und zur Verbesserung der städtischen Dienstleistungen
Die Stadt Tampere hat ein drahtloses Gigabit-Netzwerk in die Beleuchtungskörper eingebettet und damit ein neutrales Host-Netzwerk geschaffen, das vom Glasfaser-Punkt bis zur gesamten Granularität des Beleuchtungsnetzes reicht. Zu den Vorteilen gehören die Verbesserung der öffentlichen Dienste und die Verdichtung der öffentlichen 5G-Netzwerke.
Signify bringt drahtlose Breitbandanbindung durch intelligente Straßenbeleuchtung nach Eichenzell, Deutschland
Eichenzell, Deutschland, nutzt intelligente Straßenbeleuchtung für drahtlose Breitbandverbindungen, die sowohl für IoT-Anwendungen als auch für die 5G-Verdichtung geeignet sind.
Ausweitung und Verbesserung der Abdeckung des kostenlosen städtischen WLAN-Netzes in Logroño
Das kostenlose städtische Netz für Hochgeschwindigkeits-WLAN-Internetverbindungen in der Stadt Logroño wird verbessert und erweitert, so dass jeder eine hochwertige Verbindung ohne Einschränkungen nutzen kann.
Erweitertes / Interoperables Internet der Dinge (IoT)
Das Internet der Dinge (IoT) ist ein sich ständig und schnell entwickelnder technologischer Fortschritt, der darauf abzielt, die Konnektivität unserer täglichen Aktivitäten zu erhöhen. Das IoT ermöglicht eine effektivere und fundiertere Entscheidungsfindung durch verbesserte Datenanalyse und stärkere Vernetzung.
Ein intelligenter und vernetzter öffentlicher Raum sammelt Daten in öffentlichen Bereichen und zeigt diese an oder reagiert darauf. Die Daten können sicher über Wi-Fi oder andere ähnliche Technologien übertragen werden, d.h. mit einem zentralen System kombiniert werden.
Intelligente Straßenlaternen ermöglichen die Senkung der Betriebskosten für die öffentliche Beleuchtung, indem sie den Städten und Bürgern verschiedene Mehrwertdienste bieten.
Die städtische Infrastruktur muss in der Lage sein, auf verschiedene Herausforderungen wie Katastrophen, Naturkatastrophen, Terroranschläge und weitere Notfälle zu reagieren. Zu diesem Zweck ist ein integriertes Notfallsystem erforderlich, das die Lücke zwischen Notrufzentralen und Bürgern schließt.
Der Großteil der öffentlichen Mittel für Energieeffizienz in der EU wird für den Gebäudesektor vorgeschlagen. Die Bundesmittel für Energieeffizienz in Wohngebäuden belaufen sich im Jahr 2019 auf 97 Millionen Euro. Ein Smart Home System ist eine Möglichkeit, die Energieeffizienz von Wohngebäuden zu verbessern.
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