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5G-Netze – Wegbereiter für Smart City Solutions

5G-Netze – Wegbereiter für Smart City Solutions

07 Nov 2019

Städte stehen heutzutage vor vielfältigen Herausforderungen. Der gewünschten Umsetzung der 17 Ziele für Nachhaltige Entwicklung der UN-Agenda 2030 (Substainable Development Goals/SDG’s) stehen vielerorts schrumpfende Budgets gegenüber. Dabei wächst die Bevölkerung der Städte und Ballungsräume immer weiter. Vor gut 200 Jahren lebten gerade einmal zwei Prozent der Menschen auf der Welt in Städten. Heute sind es schon etwa 55 Prozent und im Jahr 2050 könnten es laut des UN-Berichts „World Urbanisation Projects“ sogar 75 Prozent werden. In Deutschland leben schon jetzt etwa 77 Prozent der Menschen in Städten und Ballungsräumen – Tendenz steigend.

Smart City: Schlaue Lösung für die Urbanisierung

In Zeiten des Klimawandels und schwindender Ressourcen braucht es also schlaue Ideen für die urbanen Regionen der Zukunft. Die Lösung heißt Smart City: Eine nachhaltige Wirtschaftsentwicklung und möglichst hoher Lebensstandard bei gleichzeitig schonender Nutzung natürlicher Ressourcen. Die genaue Definition für den Begriff Smart City ist noch im Entstehen. Die Experten sind sich aber bereits einig darin, dass neben einer transparenten Stadtverwaltung und einem anpassungsfähigen Design der Ballungsräume vor allem intelligente Infrastrukturen unerlässlich sind. Dazu gehören zum Beispiel effizientes Abfallmanagement, intelligente Stromnetze oder ein innovatives Parksystem genauso wie Car- und Bike-Sharing oder die mögliche Online-Abwicklung von Behördengängen.

IoT und KI: Was Smart Cities hilft

Um diese Ziele zu erreichen, ist die intelligente Nutzung von digital vernetzten Informations- und Kommunikationstechnologien die wichtigste Grundvoraussetzung. Dazu gehört zum Beispiel das Internet der Dinge (IoT), also Produkte mit Sensoren, die über das Internet Informationen austauschen und miteinander vernetzt werden können.

Ein gutes Fallbeispiel hierfür sind Straßenlaternen, die mit intelligenten Bewegungsmeldern ausgestattet sind. Sie hellen das Licht automatisch auf oder dunkeln es ab, so wird Strom gespart. Auch Abfallcontainer, in denen Sensoren angebracht wurden, um den Füllstand zu überwachen, zählen zu den bereits angewandten, smarten Lösungen. So muss die städtische Müllabfuhr erst ausrücken, wenn die Tonnen tatsächlich voll sind. Auch mit dieser Maßnahme wird die Effizienz erhöht und gleichzeitig – durch die aufgrund weniger Fahrten mögliche CO2-Ersparnis – die Umwelt geschont.

Ein weiterer wichtiger Treiber für Smart Cities ist die Künstliche Intelligenz (KI). Vereinfacht gesagt lösen Computer dabei eigenständig Probleme, ohne dafür eine konkrete Vorgabe von Menschen bekommen zu haben. Dazu gehören Technologien wie selbstfahrende Autos, Spracherkennung oder digitale Assistenten – alles Systeme, die in den Smart Cities der Zukunft eine wichtige Rolle spielen werden. Laut einer Umfrage von Accenture ist das größte Hindernis für die intensivere Nutzung von KI jedoch die schlechte Übertragunsgqualität. Das gaben 51 Prozent der Befragten an.

5G-Netze – Wegbereiter für Smart Cities

Die wichtigste technologische Voraussetzung für die (Weiter)Entwicklung von Smart Cities ist zweifellos ein (nahezu) unbegrenzt möglicher Datenaustausch. Nur so können Sensoren und Computer miteinander kommunizieren und effiziente wie umweltschonende Lösungen für den täglichen Alltag in der Stadt finden. Der weitere Ausbau der stationären Glasfasernetze ist eine wichtige Voraussetzung. Fast noch bedeutsamer ist jedoch der Ausbau der mobilen 5G-Netze wegen der 24/7-Benutzbarkeit für die User, egal an welchem Ort Sie sich befinden. Bis 2020 sollen die 20 größten deutschen Städte an 5G angebunden werden. Dann sollen über 300 5G-Antennen an 100 Standorten stehen.

Die Vorteile sind gewaltig: 5G ist bis zu 100 Mal schneller als der bis dato schnellste Standard LTE. So können Daten in Echtzeit übertragen werden. Möglich wird die exorbitante Erhöhung der Datenrate pro Nutzer durch die Bündelung der genutzten Frequenzbereiche eines Netzbetreibers. Jeder Teilnehmer bekommt mehrere einzelne Frequenzblöcke (Carrier) zugeteilt. Die Telekom errichtet zudem an Orten mit besonders hoher Nutzerdichte – also zum Beispiel in Fußgängerzonen oder Bahnhöfen – noch sogenannte Kleinzellen. Dadurch werden Engpässe an Orten mit besonders hoher 5G-Nachfrage vermieden. So kann die neue Technologie mit bekannter Telekom-Zuverlässigkeit zum Wegbereiter für Smart-City-Solutions werden. Berlin, Hamburg und Darmstadt waren die ersten deutschen Orte mit 5G-Testfeldern der Telekom.

Smart-City-Musterprojekte weltweit und in Deutschland

Weltweit ist ein Wettbewerb um die besten Smart-City-Lösungen entbrannt. Dänemarks Hauptstadt Kopenhagen will bis 2025 die erste CO2-neutrale Hauptstadt der Welt werden (Quelle: https://www.handelskammer.dk/newsroom/news-details/kopenhagen-klimaneutral-bis-2025/) . Zum Konzept gehören smarte Sharing-Lösungen, eine ausgeklügelte Abfallwirtschaft (nur zwei Prozent des Mülls landet auf der Müllkippe, der Rest wird recycelt) und ein spezielles Wassermanagement. Besonders weit ist Singapur unter dem Slogan „Smart Nation“. Überall im Stadtgebiet sind Sensoren angebracht, die für effiziente Abfallentsorgung oder Parkplatzüberwachung sorgen. Die vollvernetzte Modellstadt in Südkorea heißt Songdo City. Und selbst die für ihren Ölreichtum bekannten Vereinigten Arabischen Emirate errichten mit Masdar City eine Smart City. Diese soll bis 2030 fertiggestellt werden und mit nur 25 Prozent der sonst im Land üblichen Energiemenge auskommen.

Auch die deutsche Politik hat die Bedeutung intelligenter Lösungen für Städte und Ballungsräume erkannt. Derzeit hinkt Deutschland beim Internet- und Mobilfunk-Ausbau an weltweit 59. Position der Weltspitze China, Japan oder USA weit hinterher. Das soll sich jedoch ändern: Vier Milliarden Euro sollen für den Ausbau des Glasfasernetzes zur Verfügung gestellt werden. Außerdem startete Bundesinnenminister Horst Seehofer am 3. September 2019 13 "Modellprojekte Smart Cities". Die Kommunen werden damit bei der Nutzung von Digitalisierungschancen unterstützt. Insgesamt sollen in den nächsten Jahren rund 50 Modellprojekte sowie ein breiter Wissenstransfer mit insgesamt rund 750 Millionen Euro gefördert werden. "In unseren Städten und Gemeinden werden Chancen und Risiken der Digitalisierung im Brennglas sichtbar. Smart City heißt das Zauberwort, mit dem sich die Chance auf Verbesserungen des Lebens vor Ort verbindet“, sagt Seehofer.

Telekom ist Vorreiter von Smart-City-Solutions

In Deutschland gehört die Telekom zu den wichtigsten Initiatoren von Smart-City-Projekten. Eines davon ist die intelligente Parkplatzsuche, die zum Beispiel in Hamburg schon seit Anfang 2018 ausgerollt wird. 11.000 innerstädtische Parkplätze werden am Ende des Projekts von der Telekom mit im Boden eingelassenen Sensoren ausgestattet sein, die per Infrarotstrahlung und Magnetfeldern erfassen, ob ein Fahrzeug über ihnen steht. Die Daten werden über den sogenannten Narrow-Band-IoT-Funkstandard an die App „Park and Joy“ übermittelt, die Fahrer bzw. Fahrerinnen zu freien Parkplätzen navigiert. Bezahlen kann man natürlich auch mobil und wer seinen Stellplatz früher freigibt, bekommt das Geld für die nicht genutzte Zeit sogar zurück.

Die smarte Lösung bringt einen gewaltigen Nutzen – für das Zeitbudget der AutofahrerInnen genauso wie für die Umwelt. Laut Verkehrsanalyst Inrix verbringt nämlich jeder Deutsche durchschnittlich 41 Stunden pro Jahr mit der Parkplatzsuche – das kostet nicht nur fast 1.000 Euro an Sprit pro Jahr sondern verpestet die ohnehin mit Abgas-Problemen kämpfenden Innenstädte. Kein Wunder also, dass andere Städte wie Bonn, Dortmund, Duisburg oder Darmstadt ebenfalls diese smarte Lösung mit der Telekom umsetzen.

Ein anderes Smart-City-Tool, das die Telekom anbietet, ist das Smart Air Quality Monitoring. Damit wird die Luftqualität ständig überwacht. Zudem können die Quellen der Verschmutzung, aber auch der Erfolg von Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität in einer bestimmten Zone gezielt untersucht werden. Zu den Megatrends gehört außerdem Smart-Bike-Sharing: Die Telekom stellt dazu alles bereit: Vom Fahrrad über die App und die Software zur Steuerung der Leihfahrradflotte bis hin zum Bezahlsystem. Natürlich kann das ganze System auch mit der Parkplatzsuch-App vernetzt werden.

Smart City: Telekom Toolbox für Entscheidungsträger

„Wir wollen die Digitalisierung für unsere Smart City-Partner so einfach und attraktiv wie möglich gestalten,“ sagt Markus Keller, Smart City-Chef der Telekom. „Im Gespräch mit den Städtevertretern wurde vor allem klar, dass deutsche Kommunen ihre Smart City-Kenntnisse und -Netzwerke weiter aufbauen müssen. Unsere Toolbox stellt den Städten das Handwerkszeug zur Verfügung, um genau diese Herausforderungen zu meistern.“

Weil jede Stadt anders ist, bietet die Telekom eine Toolbox, aus denen Entscheidungsträger die für ihre Bürger und Bürgerinnen passenden Maßnahmen auswählen kann. Sie ermöglicht von Anfang an eine gemeinsame Gestaltung der intelligenten Stadt und bezieht alle Mitwirkenden ein. Als Einstieg eignet sich das Tagesprogramm zu Methoden und Erfolgsbeispielen. Ein umfassendes Paket für drei Monate bietet eine differenzierte Übersicht über verschiedene Handlungsfelder. Es enthält außerdem einige Konzeptansätze für Smart-City-Lösungen. Die Ansätze der „Smart City Co-Creation Toolbox“ wurden in den vergangenen Monaten mit über 20 Städtepartnern erfolgreich erprobt.

Darmstadt als Gewinner des Bitkom-Wettbewerbs „Digitale Stadt“ ist dafür ein gutes Beispiel. Bis Ende 2019 wird die Telekom hier eine zweistellige Anzahl innovativer Projekte umsetzen. Dazu gehört das erste digitales Messnetz für Luftschadstoffe in Deutschland. Die digitale Lösung sammelt an 12 Punkten im Stadtgebiet kontinuierlich Daten zur Luftgüte in Echtzeit. Darauf aufbauend werden neue Wege getestet, um die Luft nachhaltig zu verbessern. Ein Beispiel ist CityTree, der weltweit erste Biotech-Luftfilter. Verschiedene Moosarten binden Umweltgifte wie Feinstaub, während sie gleichzeitig Sauerstoff produzieren. Das sorgt überdie gekühlte und gefilterte Luft für ein besseres Mikroklima. Die Telekom erweitert CityTrees mit Mobilfunk und Netztechnik.

Zudem werden in Darmstadt bis 2021 die Potenziale einer teilautomatisierten Straßenbahn geprüft. Der Lohn: Im Bitkom-Ranking in Sachen Smart Cities liegt Darmstadt unter den Top 10, im Bereich Umwelt und Energie sogar auf Platz 2. ( www.bitkom.org/Smart-City-Index)

Der Leitgedanke der Telekom bei all diesen Maßnahmen wie in Darmstadt ist: „Wir machen den urbanen Lebensraum intelligenter. Für mehr Lebensqualität. Wir verbinden nicht nur Menschen. Sondern auch Städte, Regionen und Daten. Für mehr Attraktivität, Effizienz und Nachhaltigkeit durch Digitalisierung.“ Grundlage für alles ist ein funktionierendes 5G-Netz.

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