5G und die Edge als Erfolgsfaktor

5G und Edgecomputing sind zu wichtigen Schlagwörtern avanciert. Als zentrale richtungsweisende Technologien im Bereich digitale Transformation bergen sie ein enormes Potenzial, eine Welle des Wandels anzustoßen. 5G ermöglicht eine signifikante Steigerung der Verbindungsgeschwindigkeiten. Konkret können Daten bis zu 10‑mal schneller als bei konventionellen Konnektivitätsstandards übertragen werden. Edgecomputing dient indes dazu, die Datenverarbeitung näher an den Enduser bzw. das Endgerät zu bringen, um Latenzzeiten zu verringern. 5G und Edgecomputing bilden gemeinsam eine leistungsstarke, zukunftsweisende Technologie, die letztendlich traditionelle Netzwerkstrukturen vollständig ersetzen könnte. 

Dieser Wandel ebnet den Weg für eine radikale Umgestaltung der Produktionsabläufe. Die Pandemie hat diesem Prozess zudem noch zusätzliche Schubkraft verliehen. Angesichts der Herausforderungen, die die coronabedingten sozialen Kontaktbeschränkungen mit sich brachten, sahen sich Produktionsunternehmen nach automatisierten und ferngesteuerten Lösungen zur Aufrechterhaltung der Fertigungslinien um. Betriebstechnologien (OT-Geräte), die Mitarbeitenden die Überwachung und Kontrolle von Maschinen aus der Ferne ermöglichen, rückten im Zuge dieser Trends ebenso in den Fokus. OT-Systeme besitzen allerdings nach wie vor den Ruf, langsam zu arbeiten und wenig Agilität zur Reaktion auf Veränderungen zu bieten. In der Fertigung werden grundlegende Transformationsprozesse üblicherweise bereits weit im Voraus geplant, da die Gewährleistung der Sicherheit eine geschäftskritische Rolle für einen geschützten, unterbrechungsfreien Betrieb spielt. Doch die Technologie, die einen Wandel herbeiführen wird, steht bereits in den Startlöchern und hängt lediglich von der Errichtung zusätzlicher 5G-Masten zur Erweiterung der Netzwerkabdeckung ab.

Wie funktioniert 5G im Zusammenhang mit (Mobile) Edgecomputing?

Geschwindigkeit, Echtzeit-Datenübertragung und eine hohe Netzwerkdichte in Bezug auf den Mobilfunk bilden heute das Fundament für die Sicherstellung von Konnektivität. Der 5G-Datenübertragungsstandard erhöht nicht nur die Geschwindigkeit der Mobilfunknetzwerke, sondern ermöglicht zudem eine signifikante Steigerung der Datenübertragungsrate. Unter Idealbedingungen sorgt 5G für eine 20‑mal schnellere Datenübertragung im Vergleich zu herkömmlichen Verbindungen. Augmented und Virtual Reality sind nur einige Beispiele für Anwendungsfälle, die von diesem Fortschritt in puncto Konnektivität profitieren. Für diese Anwendungen gilt eine maximale Antwortzeit bei der Bildübertragung des Geräts von 12 bis 15 Millisekunden, da User bei einer höheren Latenz möglicherweise über Übelkeit und Schwindel klagen.

Wenn es um 5G-Technologie geht, ist Geschwindigkeit allerdings nicht alles. Für Anwendungen im Bereich Industrie 4.0 sind die Faktoren Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit mindestens ebenso entscheidend. Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) und Edge-Clouds spielen bereits heute eine zentrale Rolle für zeitkritische Anwendungen und gewährleisten eine nahtlose Gerätekommunikation, die nicht mehr über traditionelle Netzwerke erfolgt.

5G-Netzwerkarchitekturen sind komplex und von einer Reihe von Faktoren abhängig. Für die Umsetzung geringer Latenzzeiten ist allerdings in jedem Fall eine Verringerung der physischen Entfernung zum Gerät erforderlich. Sowohl die grundlegende Netzwerk- und Sicherheitsinfrastruktur als auch der Anwendungsserver müssen daher aus den zentralisierten Rechenzentren an die Edge verlagert und dadurch näher an den User gebracht werden. Edgecomputing ist heute für den Betrieb zahlreicher Anwendungen eine absolute Grundvoraussetzung.

Der 5G- und der 4G-Standard unterscheiden sich zudem in ihrer Netzwerkdichte und somit der Zahl der unterstützten User-Transaktionen. Die maximale Kapazität beläuft sich bei moderner 4G-Technologie auf die gleichzeitige Verbindung von 4.000 Usern innerhalb eines Radius von einem Kilometer. 5G-Netzwerke können allerdings bis zu eine Million Verbindungen gleichzeitig stemmen. Diese Steigerung der Transaktionsdichte bringt einen grundlegenden Paradigmenwechsel mit sich und ebnet den Weg für eine bislang unvorstellbare Umgestaltung traditioneller Netzwerkinfrastrukturen. 5G bietet eine Konnektivitätsinfrastruktur für alle Geräte, die ohne Netzwerkverbindung auskommt. Dieser technologische Wandel bedeutet allerdings auch, dass Sicherheit nicht über das Netzwerk bereitgestellt werden kann.

Für die Gewährleistung von Sicherheit an der Edge braucht es Cloud-Lösungen

Der technologische Wandel schreitet schnell voran, doch die Zscaler Security Cloud ist bereits mit allen nötigen Funktionen ausgestattet, um diesen Veränderungen Rechnung zu tragen. Die Zero Trust Exchange von Zscaler sorgt für Sicherheit an der Edge und filtert jeglichen User- und Geräte-Traffic in der Cloud-Umgebung. Dieser Prozess beruht auf Cloud-nativer Infrastruktur. Ein weiterer Vorteil dieser Architektur ist eine größere Flexibilität in Bezug auf den Standort. Somit kann die Bereitstellung in unmittelbarer Nähe der User erfolgen. Der hohe Reifegrad von Cloud-Technologie macht nun allerdings eine weitreichende Verlagerung der Sicherheit an die Edge notwendig. Was es für Unternehmen braucht, um das Potenzial von Edgecomputing auszuschöpfen, ist 5G-Technologie. 

Entscheidend für diese Entwicklungen ist Mobile Edgecomputing (MEC). An der äußersten Edge wird der im Zuge eines Websitebesuchs generierte Datenverkehr etwa nicht mehr über das Telekommunikationsnetzwerk an das Internet und wieder zurückgeleitet. Stattdessen erfolgt das Routing direkt über die Mobilfunkantenne, die sich in unmittelbarer Nähe des Mobilgeräts befindet. Obwohl diese hohe Standortgenauigkeit in der Datenverarbeitung im Zuge von Mobile Edgecomputing einen erheblichen Vorteil darstellt, wird diesem Faktor derzeit noch wenig Bedeutung beigemessen.

Früher oder später ist eine Neuausrichtung jedoch unaufhaltsam und 5G- bzw. MEC-Technologien werden herkömmliche Netzwerke ersetzen. Im Zuge dieser Entwicklung wird cloudbasierte Sicherheit zur treibenden Kraft hinter der Industrie 4.0 und bringt ebenso Vorteile für Endkunden.

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