Modernisierung der Stromversorgungsnetze mit IoT

Curt: Wir erleben mit unseren Kunden die gesamte Elektrifizierung der Welt, von unseren Autos bis zu unseren Lastwagen, Bussen, Häusern, Rasenmähern und sogar unseren Laubbläsern.

Um diesen Bedarf zu decken, müssen unsere Übertragungsnetze ihre Kapazität bis zum Jahr 2030 um 60 % erhöhen. Und wenn wir uns das Netz heute ansehen, sind 70 % der Netzinfrastruktur mindestens 25 Jahre alt. Und wenn die Versorgungsunternehmen in Anlagen investieren, erwarten sie, dass diese Investitionen 30 Jahre halten. Wir stehen hier also vor einer Herausforderung.

Die Regierung ist eingesprungen und hat Investitionen in Höhe von 65 Milliarden für die Netzmodernisierung vorgesehen. Dies war Teil unseres 1,2 Billionen Dollar schweren Infrastrukturgesetzes.

Aber unser Netz ist nicht für dezentrale Energie ausgelegt. Es wurde für große, zentralisierte Erzeugung konzipiert. Was wir also bei unseren Kunden und in den Staaten, in denen sie tätig sind, feststellen, ist, dass sich etwas ändern muss.

Und wir sehen, dass in Ländern wie Kalifornien, das eine sehr fortschrittliche Politik in Bezug auf erneuerbare Energien verfolgt, unterschiedliche Anforderungen an das Netz gestellt werden: Solarsysteme und Wechselrichter, Batteriespeichersysteme und Elektrofahrzeuge. All das befindet sich heute hinter dem Zähler oder im Unternehmen. Und das Netz ist nicht dafür ausgelegt, Strom aus diesen Quellen aufzunehmen oder zu verwalten.

Diese dezentralen Energieressourcen (DERs) arbeiten heute autonom. Aber sie müssen wirklich Teil eines steuerbaren Systems werden.

In Kalifornien gibt es die so genannte Rule 21, die 2012 eingeführt wurde. Und es wird fortgesetzt, um einen Standard der IEEE 1547 zu verbessern. So können diese Anlagen an das Netz angeschlossen und überwacht, verwaltet und gesteuert werden. Wir brauchen also wirklich ein System zur Integration all dieser Anlagen. Und das treibt uns zu Investitionen in zuverlässige, sichere Zwei-Wege-Kommunikation, um diese Anlagen in das System einzubinden.

Dies veranlasst unsere Kunden, mehr als je zuvor in vernetzte Systeme zu investieren. Und wir sehen, dass viele unserer großen Energieversorgungsunternehmen private Mobilfunk Netzwerke erforschen, bewerten, testen oder einrichten. Und diese Investitionen sind nicht gering. Sie können sich auf 100 bis 400 Millionen Dollar belaufen, es handelt sich also um sehr große Investitionen in die Aufrüstung des Netzes.

Curt: Nun, ich denke, eines der Dinge, die wir sehen, sind viele Investitionen in Dinge, die die Netzwerke sicherer machen. Wir bieten seit 20 Jahren Mobilfunk Lösungen für öffentliche Netze und dann auch für unlizenzierte Frequenzen für Dinge wie Zigbee, Smart Home und Smart Energy.

Und wenn ich mir die Mobilfunk Seite betrachte, sind mir bis heute keine Angriffe bekannt, die über diese Netzwerke bei einem unserer Kunden erfolgt sind, was interessant ist. Aber wir sehen, dass unsere Kunden ihren Netzwerken viel Aufmerksamkeit schenken und sich darauf konzentrieren, und wir sehen, dass Dinge wie Ransomware und Cybersicherheit in die IT-Technologien integriert werden, die seit Jahren in den operativen Netzwerken verwendet werden, mit denen sie ihr Geschäft betreiben.

Und wenn wir uns Dinge wie die privaten Netze von Mobilfunk ansehen, dann ist das einer der Bereiche, in denen sie sich vom öffentlichen Netz lösen und ein völlig privates, nicht gemeinsam genutztes Netz für die Verwaltung ihres Netzes schaffen.

Ben: Ein weiterer Punkt, den wir beobachten, ist, dass der Kommunikationsfluss immer kritischer wird und die Leute nach Möglichkeiten suchen, anwendungsspezifische Datenflusskontrollen zu implementieren. Und einige der von uns angebotenen Geräte bieten die Möglichkeit, diese Art von Fähigkeit programmatisch in den Datenstrom einzubauen, so dass man im Wesentlichen Datendioden hat, die verhindern, dass Datenströme, wenn sie keine Daten fördern sollen, voneinander getrennt bleiben und somit den Zugriff auf Geräte verhindern, wenn sie nicht benötigt werden, oder den Datenstrom nur in eine Richtung zulassen.

Alec: Ich denke, es ist auch wichtig, dass all diese Technologien die NERC CIP- und Sicherheitsprotokolle, die es gibt, einhalten und erfüllen. Viele der Ransomware-Angriffe und andere Dinge, die wir heute beobachten, werden im Allgemeinen auf Social Engineering zurückgeführt und darauf, dass sich jemand lokal Zugang zu bestimmten Geräten verschafft und in der Lage ist, Flash-Laufwerke und andere Dinge einzugeben, die dann einen Angriff auf das System starten können. Es ist also wichtig, dafür zu sorgen, dass all diese Informationen, um auf Bens Punkt zurückzukommen, getrennt und in DMZs untergebracht werden. So können sie in das System ein- und ausgehen, aber auf eine sichere Art und Weise, bei der sie nicht das gesamte System auf einmal angreifen können.

Alec: Die Überwachung von Anlagen kann dabei ein wichtiger Aspekt sein. Wie wir bereits besprochen haben, gibt es viele neue Energiequellen, die jetzt in das Netz eingespeist werden. Und es ist wichtig, zu überwachen, wie viel von dieser Energie verfügbar ist und wie man sie dorthin bringt, wo sie gebraucht wird. Es geht also nicht nur um die Übertragungskapazitäten, sondern auch darum, zu verstehen, wo die Energie erzeugt wird, und sie an den richtigen Ort zu bringen. Das Lastmanagement ist also ein wichtiger Aspekt, der sich meiner Meinung nach direkt mit Produkten zur Überwachung Ihrer Anlagen angehen lässt.

Curt: Wir waren gerade auf der DISTRIBUTECH 2023 als Aussteller vertreten. Und in diesem Jahr wurde der Systemüberwachung sehr viel Aufmerksamkeit gewidmet, mehr als ich je zuvor gesehen habe, und es wurden Sensoren angebracht, insbesondere in der Mittelspannungswelt, wo viele Sensoren an den Leitungen angebracht und Instrumente eingesetzt werden und Systeme vorhanden sind, die diese Überwachung proaktiv auf Echtzeitbasis durchführen.

Ich sehe eine Menge Investitionen in Instrumententechnologien, die auf dem Netz sitzen und beobachten, was passiert. Und wie Alec schon sagte, ist die gesamte Überwachung der neuen Dinge in der dezentralen Welt, die in das Netz eingespeist werden, entscheidend. Und ich denke, das hängt mit dem zusammen, was wir in Kalifornien mit Rule 21 und ähnlichen Dingen erleben.

Ben: Das ist wirklich eine große Herausforderung für alle Versorgungsunternehmen in den Bereichen Erzeugung, Übertragung und Verteilung. Wie Curt bereits sagte, werden viele verschiedene Gesetze erlassen, die sich regelmäßig ändern.

Da sich sowohl die Tools, die dies ermöglichen, als auch die Kommunikationsstandards und die Gesetze ändern, halte ich es für wichtig, dass Sie sich auf ein Unternehmen wie Digi verlassen können, das Geräte zur Verfügung stellt, die diese Kommunikationsaspekte auf eine sichere Weise unterstützen.

Vor allem im Bereich der Elektrofahrzeuge gibt es einen neuen Standard namens GreenPHY, der für die Verbindung und Kommunikation zwischen allen Komponenten verwendet wird, vom Auto selbst, das Daten überträgt, bis hin zum Stromnetz. Alle diese Elemente müssen zusammenarbeiten, um diese Probleme zu lösen und wertvolle Ladevorrichtungen für die Elektrofahrzeuge auf der Straße bereitzustellen. Dies gilt sowohl für den Bereich der kommerziellen Ladegeräte als auch für den Bereich der Heimautomatisierung. Es ist also wichtig, dass es hier bestimmte Standards gibt.

Eine weitere Anlage, die sich heute stark verändert und für die eine aktualisierte Technologie benötigt wird, ist der Bereich der Solarzellen. Auch hier handelt es sich um einen Bereich, der von kommerziellen, industriellen, Solar- und Windkraftunternehmen bis hin zu Privathaushalten reicht, und es geht um die Frage, wie wir die Übertragung von Energie und Daten in diesem Umfeld überwachen können.

In Anbetracht all dieser Herausforderungen ist es wichtiger denn je, dass Versorgungsunternehmen über ein intelligentes, verbundenes Netzwerk verfügen, das diese Informationen sammeln und standardisieren kann, um sie in ihrem eigenen SCADA-System oder in ihrem eigenen Betrieb zu nutzen. Diese Netzwerkverbindung muss also sehr zuverlässig sein, um die unternehmenskritischen Anforderungen des Versorgungsbereichs zu erfüllen. Und im Allgemeinen können diese über Kabelverbindungen und/oder allgemeine RF-Produkte mit dem breiteren Ökosystem verbunden werden.

Einige der Technologien, über die wir heute gesprochen haben, sind Mobilfunk, einschließlich öffentlicher und privater, sowie 900-Megahertz- und 2,4-Gigahertz-Technologien wie Bluetooth, Matter, Wi-SUN und Wi-Fi. Um dieses breite Spektrum abzudecken, ist es wichtig, diese Technologien in Ihr Produkt zu integrieren, damit Sie in der Lage sind, all diese Daten zu erfassen und auf sichere Weise zu übertragen.

Und dabei ist es auch wichtig, dass die Verfügbarkeit dieser Informationen in den Händen Ihres Netzbetreibers liegt. Das bedeutet, dass es wichtig ist, all diese Geräte zu integrieren, damit Sie sich auf Ihr Hauptziel konzentrieren können, nämlich ein zuverlässiges Netz für Ihre Kunden zu haben. Digi bietet eine Vielzahl von Produkten an, mit denen ein intelligentes System geschaffen werden kann, das in der Lage ist, all diese Dinge zu handhaben und der Fachmann für all diese Dinge zu sein, wie z. B. Protokolle und drahtlose Technologien.

Curt: Heute werden Mobilfunk Netzwerke für die Verwaltung und Überwachung typischer Verteilungsanlagen, wie z. B. Verteilerbänke, Wiedereinschaltgeräte und Unterstationen, eingesetzt. Wir haben auch eine Reihe von Anwendungen im kommerziellen und industriellen Bereich. Dazu gehören die Verbrauchsmessung, das Energiequalitätsmanagement, die Bedarfssteuerung und der Lastabwurf. Wie Alec bereits erwähnte, geht es auch um den Anschluss aller neuen erneuerbaren Energiequellen, ob im gewerblichen oder privaten Bereich.

Und Mobilfunk wird auch für das Backhaul von AMI-Netzwerken verwendet, bei denen es sich heute in der Regel um Mesh-Netzwerke handelt, die auf nicht lizenzierten Frequenzen arbeiten, wie 900 Megahertz oder 2,4 hier in den USA. Wir glauben, dass mit dem Einsatz privater Mobilfunk Netzwerke durch Versorgungsunternehmen die Möglichkeit besteht, dass einige dieser AMI-Netzwerke durch Mobilfunk ersetzt werden. Allerdings sind die Investitionen in diese aktuellen AMI-Netzwerke ziemlich hoch, und es wird sie wahrscheinlich noch eine Weile geben.

Alec: Um auf Curts Punkt einzugehen: Wir sehen, dass viele Versorgungsunternehmen heute unsere Geräte einsetzen, um Lastabwürfe zu bewältigen. Wie Sie wissen, kann die Einbindung in das aktuelle Ökosystem der angeschlossenen Geräte eine große Herausforderung sein. Die Implementierung von Mobilfunk und eines intelligenten Lastabwurfschalters, für den sich die Kunden entscheiden können, ist eine sehr praktikable Lösung, um die Netzkapazitäten schnell zu verwalten und sicherzustellen, dass das Netz nicht zu stark belastet wird.

Curt: Lassen Sie uns zunächst mit den öffentlichen Netzen beginnen, die unsere Kunden seit 20 Jahren nutzen. Einer der Vorteile ist natürlich, dass sie ziemlich allgegenwärtig sind und den Unternehmen ohne jegliche Kapitalinvestitionen zur Verfügung stehen.

Und in den letzten 20 Jahren haben wir unter anderem festgestellt, dass mit dem Kauf von immer mehr Smartphones die Netze immer größer, schneller und zuverlässiger werden. Es ist also großartig, dass unsere Unternehmenskunden, wie z. B. Versorgungsunternehmen, diese Investitionen nutzen können.

Aber sie sind öffentlich, also werden sie gemeinsam genutzt. Und in Spitzenzeiten, z. B. am späten Nachmittag in einer Großstadt, wenn alle nach Hause fahren und telefonieren, kann der Dienst beeinträchtigt werden. Es gibt also eine gewisse Unvorhersehbarkeit in diesen Netzen.

Es gibt auch den Eindruck, dass öffentliche Netze weniger sicher sind, oder dass sie so wahrgenommen werden. Wie ich Ihnen bereits sagte, haben wir in den letzten 20 Jahren keine Sicherheitsprobleme in öffentlichen Netzen Mobilfunk bei unseren Versorgungskunden festgestellt. Aber in einem privaten Netz hat der Kunde die Kontrolle über die SIM-Karte, die den Zugang zum Netz ermöglicht. Die Möglichkeit, die SIM-Karte ein- und auszuschalten, bietet also definitiv eine gewisse zusätzliche Sicherheit.

Private Netze erfordern große Investitionen. Ich habe davon gesprochen, dass der Aufbau eines privaten Netzes Hunderte von Millionen Dollar kosten kann. Dies gilt für den Erwerb von Lizenzen für Frequenzen, die sehr teuer sind, und den Aufbau der Infrastruktur. Und dann ist wahrscheinlich eine der am häufigsten übersehenen und bedeutenden Investitionen die laufenden Betriebskosten eines privaten Netzes.

Wenn Sie also Ihr eigenes privates Netz aufbauen, werden Sie im Grunde genommen zu einem Mobilfunkbetreiber. Und genau wie beim Betrieb eines Stromnetzes tragen Sie die Verantwortung für den Betrieb, die Überwachung und die Verwaltung dieses Netzes rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr, also eine Menge Kosten und Verantwortung.

Private Netze bieten jedoch eine zuverlässige, vorhersehbare und deterministische Leistung, was z. B. für die Steuerung des Stromnetzes von Vorteil ist. Wenn Sie also niemanden sonst in Ihrem Netz haben und es nur Ihre Anlagen sind, werden Sie ein höheres Leistungsniveau, einen höheren Durchsatz, geringere Latenzzeiten und, was noch wichtiger ist, weniger Abbrüche und Wiederholungen von Kommunikationssitzungen haben. Mit privaten Netzen haben Sie auch die Möglichkeit, verschiedene Service-Levels für verschiedene Anwendungen zu steuern. So können Sie z. B. der Kommunikation mit einem Umspannwerk eine viel höhere Priorität einräumen als der Ablesung von Zählern in einem privaten Netzwerk.

Es gibt aber auch hybride Ansätze für Mobilfunk Netzwerke. Es muss nicht alles öffentlich und alles privat sein. Man kann tatsächlich eine Kombination aus beidem verwenden. Die meisten unserer Kunden tun das, weil sie nie eine vollständige Abdeckung aufbauen werden.

Aber die öffentlichen Netzbetreiber bieten auch Dinge wie AT&T FirstNet an, das heute von vielen unserer privaten Versorgungsunternehmen genutzt wird. Dabei handelt es sich um ein öffentliches Netz, das für ganz bestimmte unternehmenskritische Anwendungen entwickelt wurde, damit Ihre Anwendungen nicht mit dem gesamten öffentlichen Datenverkehr in einem Netz konkurrieren müssen. Es handelt sich also um eine Art hybriden Ansatz, der Ihnen das Beste aus beiden Welten bietet - hohe Leistung und Sicherheit - aber auf einem gemeinsam genutzten Asset, in das Sie nicht investieren müssen.

Wie ich bereits sagte, planen alle unsere Kunden den Aufbau privater Netze. Und wenn sie ein privates Netz aufbauen, werden sie immer noch öffentliche Netze nutzen, wahrscheinlich als Backup und zur Ausfallsicherheit, weil Netze ausfallen können. Und sie würden Dinge wie doppelte SIM-Karten in ihren Geräten oder SIM-Karten verwenden, die so programmiert sind, dass sie von einem privaten Netz auf ein öffentliches Netz umschalten und wieder in das private Netz zurückkehren, wenn das private Netz wieder funktioniert.

Alec: Ich habe noch nicht von einem bestimmten Kunden oder einem Ort gehört, an dem dies heute in diesem Ausmaß geregelt wird. Ich weiß, dass dies ein Weg ist, um den Kunden bessere Dienstleistungen anzubieten. Aber ich denke, dass dies zu einer völligen Umstrukturierung des Netzes führen würde, was für IoT eine große Herausforderung darstellt.

Alec: Also, im Grunde genommen ist die Entscheidung, die Sie da treffen, eine Art von Weitverkehrsnetz, wie die Mobilfunk Netzwerke gegenüber einem lokalen Netzwerk. Und Digi bietet keine Sigfox-Lösungen an, aber wir bieten einige sehr stromsparende LP-WAN-Lösungen an.

Wir haben Lösungen wie LoRaWAN-Konnektivität innerhalb unseres Geschäftsbereichs für OEM-Lösungen sowie andere Lösungen, mit denen Sie Ihr eigenes lokales Netzwerk aufbauen können, wie z. B. unsere XBee-Lösungen und XBee Intelligent Edge Controller, und dann eine Verbindung zu einem Gateway herstellen können, das sich an einem separaten Standort befinden kann und die Weitverkehrsnetzkonnektivität zu diesen internen Anlagen bereitstellen kann.

Curt: Ich möchte nur hinzufügen, dass Sigfox hier in Nordamerika so gut wie nicht mehr aktiv ist. Ich glaube, sie sind noch in Europa tätig, wahrscheinlich in Frankreich, aber dieses Geschäftsmodell war nicht sehr erfolgreich.

Um auf Alecs Punkt einzugehen: Wir bieten einige Lösungen an, die lizenzierte Frequenzen nutzen, die in den Bereich von 902,4 Gigahertz passen und unsere Technologien nutzen, wie z. B. einen Standard wie LoRaWAN und ein proprietäres Angebot, das wir DigiMesh genannt haben.

Curt: Das ist eine wirklich gute Frage. Ich betrachte vieles von dem, woran wir beteiligt sind. Ich würde sagen, es geht mehr um Überwachung und Management als um Kontrolle. Eine Ausnahme wäre die Kommunikation mit Dingen wie Umspannwerken. Aber, wissen Sie, ich denke, ein Großteil unserer Arbeit hat mit Überwachung zu tun.

Die Steuerung ist natürlich eine Kontrollfunktion. Alec hat vorhin davon gesprochen, dass Kunden, ob Privat- oder Geschäftskunden, sich für ein Demand-Response-Programm entscheiden können, bei dem sie dem Stromversorger die Kontrolle über ihren Verbrauch anbieten.

Alec: Ja, ich würde genau das wiederholen, was Sie gesagt haben, Curt. Was wir auf der OEM-Seite sehen, sind heute wahrscheinlich 75 bis 80 % Überwachung und Diagnose. Im Allgemeinen handelt es sich dabei um eine Art vorausschauende Wartung und Überwachung von Sensoren und anderen Elementen im Netz, um festzustellen, wann eine Wartung erforderlich ist.

Wir sehen, wie in einem der von mir genannten Szenarien, dass einige Kontrollaspekte implementiert werden. Und ich glaube, dass viele der Kunden, die eine Überwachung implementieren, einfach noch nicht die tatsächlichen Technologien implementiert haben, um die Kontrollen auch auf der Geräteebene durchzuführen. Aber das ist etwas, das in Zukunft möglicherweise über diese Kommunikation hinzugefügt werden könnte. Ich würde also sagen, dass wir niemanden daran hindern, mit diesen Technologien in diesen Bereich einzusteigen, es geht nur um die Geräte, die heute dafür benötigt werden.

Ben: Die anfängliche Einführung von 5G konzentrierte sich in der Presse stark auf Anwendungen mit hoher Bandbreite und geringer Latenz, wie etwa Video und Kommunikation für autonome Fahrzeuge. In Wirklichkeit ist 5G darauf ausgelegt, eine differenzierte Palette von Lösungen über mehrere verschiedene Frequenzbänder und mit einer größeren Fähigkeit zur Segmentierung von Daten auf der Grundlage von Prioritäten anzubieten. Ich denke, das hängt mit der Frage zusammen, die gerade zur Überwachung und Kontrolle im Gegensatz zur Überwachung gestellt wurde.

Während sich die aktuellen 5G-Implementierungen noch auf die Versorgung dichter besiedelter Gebiete und Anwendungen mit höherer Bandbreite konzentrieren, werden die künftigen Funkchipsätze bald auf den Markt kommen. Wir sehen jetzt schon erste Muster davon. Sie werden wahrscheinlich in den nächsten ein bis zwei Jahren auf den Markt kommen und kosteneffiziente Konnektivität für viele dieser verschiedenen kritischen Infrastrukturen bieten sowie die Möglichkeit, niedrigere Frequenzen zu nutzen, um eine bessere Durchdringung und Reichweite zu erzielen und verschiedene Arten der Kommunikation voneinander zu trennen. Dies bietet eine große Flexibilität bei der Umsetzung dieser Art von Fähigkeiten.

Digi unterstützt eine Technologie, die wir unser CORE-Modul nennen. Dabei handelt es sich um ein Plug-in-Modem, das einen flexiblen Einsatz der jeweils aktuell verfügbaren Technologie an einem bestimmten Standort ermöglicht, da die Infrastruktur unterstützt wird. Wie wir bereits gesagt haben, sind viele dieser Implementierungen so konzipiert, dass sie 10 oder 20 Jahre lang im Einsatz sein können.

Und natürlich ändert sich die Mobilfunktechnologie schnell. Dies ermöglicht also Aktualisierungen der Mobilfunktechnologie, ohne dass tiefgreifende Änderungen an der Art der Kommunikation vorgenommen werden müssen, was wiederum einige der Sicherheitsfragen aufgreift, die wir bereits gestellt haben. Dieselbe Technologie ermöglicht also einen einfachen Wechsel zwischen rein öffentlicher Kommunikation und privaten CBRS-Netzen Mobilfunk .

Das FirstNet oder die bestehende 5G- oder die neue 5G-Technologie wird mit einem einfachen Wechsel des Funkgeräts implementiert, ohne dass die Art und Weise, wie das Gerät kommuniziert, neu konfiguriert werden muss.

Curt: Ich möchte das noch ergänzen. Die meisten unserer Kunden, die in der Welt von 2G und dann 3G angefangen haben, brauchten 4G für viele ihrer Anwendungen gar nicht. Die Geschwindigkeiten und Latenzzeiten waren für Netzanwendungen mehr als ausreichend. Normalerweise ziehen wir Zählerdaten oder Zustandsdaten ab.

Und manchmal gibt es, wie wir bereits erwähnt haben, einen einfachen Befehl, um den Zustand zu ändern, und das erfordert nicht viel Bandbreite. Die Ausnahme sind Anlagen wie Umspannwerke, wo man viel mehr Ausrüstung und Verantwortung für die nachgelagerte Übertragung hat. Sie könnten von höheren Geschwindigkeiten und geringeren Latenzzeiten profitieren.

Interessant für mich ist, dass wir eine Reihe von Kunden haben, die unsere Geräte seit 10, 13 oder 14 Jahren nutzen und nie aufgerüstet haben. Versorgungsunternehmen nehmen nicht gerne Änderungen an Dingen vor, die funktionieren, aber sie wurden von den Mobilfunkbetreibern zur Aufrüstung gezwungen, indem sie ihre 2G- oder 3G-Netze abschalteten und so ihre Geräte ersetzen mussten.

Wir hatten vorhin eine Diskussion über die Vorteile von öffentlichen und privaten Netzen. Einer der Vorteile eines privaten Netzes ist, dass man festlegen kann, was sich ändern muss. Und wenn sie sich nicht ändern müssen, kann man sie beibehalten. Und man wird nicht von einem Mobilfunkbetreiber gezwungen. Ich denke also, dass die meisten Dinge, mit denen wir zu tun hatten, größtenteils nicht für 5G erforderlich waren.

Alec: Vor allem im Bereich IoT und bei den Versorgungsunternehmen haben wir noch keinen wirklichen Bedarf an 5G-Geschwindigkeiten gesehen. Aber ich denke, der Bedarf wird genau dort entstehen, wo Sie es angesprochen haben. Normalerweise halten diese Mobilfunk Generationen etwa 10 Jahre, je nach Standort, oder?

Und wir sehen jetzt, dass 2G und 3G im Grunde vollständig aus den Turmtechnologien verschwunden sind. Letztendlich wird auch 4G LTE diesen Weg gehen. Aber das Schöne an LTE, was für Long-Term Evolution steht, ist, dass es dafür einen Plan mit IoT Geräten gibt, und die 3GPP-Spezifikation wurde bereits für 5G aufgenommen, um LTE-Netze, IoT Netze mit niedriger Geschwindigkeit, wie LTM und NB-IoT, in die Zukunft zu integrieren.

Ich denke also, dass wir diese IoT Netze auch weiterhin sehen werden, wenn die Generationen weiter voranschreiten und diese Geräte mit geringem Stromverbrauch und geringer Bandbreite weiterhin benötigt werden, die es bereits gibt.

Curt: Ich denke, es könnte beides sein. Ich habe wahrscheinlich noch nicht viele Satellitenanwendungen bei Stromversorgern gesehen. Wir haben den Einsatz von Satelliten in vielen anderen Bereichen gesehen, in denen wir tätig sind, vor allem in der Öl- und Gasindustrie, im Bergbau, in der Forstwirtschaft und in der Schifffahrt, aber noch nicht so sehr im Stromnetz.

Alec: Dem würde ich zustimmen. Normalerweise ist die Satellitenübertragung aufgrund der damit verbundenen Latenzzeiten und der potenziellen Kosten für den Aufbau der Infrastruktur eingeschränkt. Allerdings wird dies heute von einigen Unternehmen in Angriff genommen.

Aber ich würde sagen, dass wir im Allgemeinen sehen, dass diese Netzwerke mit geringem Stromverbrauch Geräte wie unsere XBee verwenden, um Informationen an ein Gateway zu übertragen. Dies hat sich insbesondere in Solar- und Windparks bewährt, die sich in sehr abgelegenen Gebieten befinden und alle Informationen an ein einziges Gateway übermitteln können, das über die Mobilfunk Konnektivität verfügt.

Ben: Wir haben begonnen, uns mit zeitabhängigen Netzwerken zu befassen. Die Integration von zeitabhängigen Netzwerken mit Mobilfunk ist etwas, das auf dem Weg zu 5G-Segmentierungen immer praktikabler wird. Das größte Problem besteht darin, einen kontinuierlichen Pfad zur Priorisierung der Daten zu haben.

Und ja, wir befassen uns mit diesen Technologien. Für diese Art von Anwendungen ist das nicht die Kernfunktionalität, die wir sehen, aber es ist etwas, das wir verfolgen und beobachten.

Curt: Ich denke, für diese Arten von Anwendungen bieten wir eine Reihe von Produkten an. Um auf Bens Punkt einzugehen: 5G bietet eine sehr hohe Geschwindigkeit und eine geringe Latenzzeit. Wir wissen auch, dass die heutigen Netzwerke, viele der verkabelten Netzwerke, weniger zuverlässig sind. Wenn also jemand keine Glasfaserverbindung zu einem Umspannwerk oder einer Anlage hat und drahtgebundene Verbindungen nutzt, wird Wireless wahrscheinlich zuverlässiger und viel kostengünstiger sein.

Und wir haben heute Produkte, die 5G unterstützen und 5G mit dualen Funkgeräten unterstützen. Wir bieten also ein Maß an Ausfallsicherheit, bei dem Sie zwei Verbindungen nutzen können, z. B. eine über ein öffentliches Netz und eine über ein privates Netz oder beide über verschiedene öffentliche Netze. Außerdem bieten wir eine Bündelung des Datenverkehrs über diese beiden Verbindungen an, um den Durchsatz zu erhöhen und die Latenzzeit zu verringern. Es gibt also einige Lösungen für diese Arten von Anwendungen.

Curt: Wenn Sie sich unsere Produkte auf unserer Website ansehen, werden Sie Produkte wie Digi TX54 und TX64 5G sehen, die Dual Mobilfunk bieten. Und alle unsere Mobilfunk Produkte - wie ich bereits sagte, sind wir ein Pionier auf diesem Gebiet - bieten duale SIMs pro Mobilfunk Funkgerät. Wir haben eine Technologie namens Digi SureLink®, die wir vor langer Zeit eingeführt haben und die von vielen anderen kopiert wurde, die diese Möglichkeit des Failover zwischen einem Netzwerk zu einem anderen Netzwerk oder einer SIM zu einer anderen SIM bietet.

Und wenn wir zwei Mobilfunk Funkgeräte und ein Gerät haben, haben wir zwei SIMs für die Funkgeräte, so dass Sie bis zu vier SIMs haben. Das würde Ihnen die Möglichkeit geben, zwischen vier verschiedenen Netzen zu wechseln, egal ob es sich um öffentliche oder private Netze handelt.

Sie erhalten also ein hohes Maß an Belastbarkeit und Beweglichkeit. Natürlich ist das alles mit Kosten verbunden. Es handelt sich um ein teureres Gerät. Und wenn Sie öffentliche Netze nutzen, müssen Sie für mehrere Servicepläne bezahlen. In einem privaten Netz haben Sie keine wiederkehrenden Kosten. Sie sind der Betreiber des Netzes. Das würde also einige Einsparungen ermöglichen.

Ein weiterer Vorteil privater Netze, den ich nicht erwähnt habe, ist der Wegfall der Servicegebühren. In der Tat ist dies in den seltenen Fällen eine der Rechtfertigungen, die die Versorgungsunternehmen für Investitionen in private Mobilfunk anführen, nämlich der Wegfall der wiederkehrenden Gebühren, die sie heute an die Mobilfunkbetreiber zahlen.

Alec: Ich glaube, es wurde hier schon ein paar Mal erwähnt, aber ein großer Teil davon wird durch Regulierung entstehen. Und es werden die Staaten sein, die dafür sorgen, dass alle Geräte interoperabel sind und zwischen den Geräten kommunizieren können, richtig?

Das Unternehmen, das die eigentlichen Solarmodule herstellt, und das Unternehmen, das das Netz mit den Solarmodulen betreibt und sie in das intelligente Netz einspeist - das sind heute getrennte Unternehmen. Und mit den Normen und Interoperabilitätsvorschriften, die diese Anforderungen stellen, wird dies wahrscheinlich die Sache sein, die dies harmonisiert und dafür sorgt, dass alle zusammenarbeiten müssen, anstatt dass jeder um einen bestimmten Prozentsatz des Marktes kämpft.

Curt: Ja, und ich denke, eine weitere Sache, die wir sehen - und wir haben einige Kunden in diesem Bereich und wir erkunden auch Partnerschaften in diesem Bereich - sind die Unternehmen, die die Software entwickeln, die es in der Vergangenheit nicht gab, die die Aggregation der Kommunikation von all diesen Geräten zurück in das Netz übernimmt und dann die Kommunikation zurück zu diesen Geräten bereitstellt, um die benötigten Kontrollfunktionen auszuführen.

Es gibt also eine Reihe von Unternehmen, die Endsoftware herstellen, die auf einem Digi-Gerät installiert oder in den Wechselrichter integriert werden kann. Und dann gibt es noch die Aggregations-Software. Vieles davon ist heute Cloud-basiert, manches ist unternehmensbasiert, und viele Unternehmen bieten beides an. Sie übernehmen die Aggregation und dann die Integration über APIs in das Steuerungssystem des Versorgungsunternehmens.

Curt: Das meiste von dem, was wir mit den neuen dezentralen Energiequellen machen, ob es sich nun um Microgrids, Solarfarmen oder Dinge in den Häusern der Menschen handelt, spielt in diesen großen, zentralisierten Erzeugungsanlagen. Es gibt eine Menge Kommunikationsinfrastruktur, die zu diesen Anlagen führt, die hauptsächlich im Glasfasernetz des Versorgungsunternehmens liegen. Daher war Digi in der Regel nicht an diesen Arten von Anwendungen beteiligt.

Ben: Das hängt auch mit der Sache zusammen, die Curt gerade angesprochen hat. Es gibt viele Geräte, egal ob es sich um Grundlast- oder klassische Spitzenlastkraftwerke handelt, oder um Geräte zur Überwachung von Umspannwerken und Verteilungsleitungen. Einige dieser Geräte verfügen über einen Netzwerk-Stack, und viele davon haben noch serielle Schnittstellen, weil sie funktionieren.

Eines der großen Probleme ist, dass diese eingebetteten Netzwerkstacks in der Regel nicht einfach vor Ort zu aktualisieren sind. Wenn Sie unternehmenskritische Geräte verwenden, müssen Sie eine Menge Tests und Validierungen durchführen, und es handelt sich um kritische Geräte. Es handelt sich um kritische Geräte. Sie für die Wartung vom Netz zu nehmen, ist ein Risiko und bedeutet einen hohen Zeitaufwand.

Mit den Gateways und Konnektivitätslösungen, die wir anbieten, können Sie die Kommunikationsfunktion an etwas delegieren, das einfacher zu warten und zu verwalten ist. Und Digi hat eine sehr proaktive Haltung eingenommen, um aktuelle Probleme zu lösen und eine zentralisierte Managementfunktionalität bereitzustellen, die es ermöglicht, selbst bei Tausenden von Einheiten im Feld sehr einfach zu aktualisieren, ohne den Betrieb des Netzes zu beeinträchtigen.

Die Möglichkeit, diese Verbindungen zu all diesen kritischen Anlagen herzustellen und die Konnektivität für die bestehenden Anwendungslösungen aufrechtzuerhalten, bedeutet, dass man die Zuverlässigkeit des Informationszugangs erhöhen, die Flexibilität bei der Erreichung des Ziels steigern, diese Verbindungen in ein privates Netz einbringen und sie bei Bedarf auf 5G umstellen kann, anstatt ständig kritische, wichtige Geräte aktualisieren zu müssen.

Aufgrund der Art unserer Produkte sind wir in der Lage, den jahrzehntelangen Einsatz dieser Produkte zu finanzieren, die Konnektivität zu all diesen kritischen Infrastrukturen aufrechtzuerhalten, sie in die neuen Geräte zu integrieren, die allmählich auf den Markt kommen, die NERC CIP-Anforderungen (Sicherheit, Best Practices) zu erfüllen, die Kommunikationspfade sicher und getrennt zu halten, die Edge-Intelligenz in das Feld zu bringen, wo sie bei der Überwachung, der Alarmierung, der Reaktion und der Integration verschiedener Gerätegenerationen helfen kann, und dies alles nahtlos für die Betreiber zu gestalten.

Curt: Wir haben unsere Produkte in letzter Zeit um eine Menge Edge-Computing-Fähigkeiten erweitert, insbesondere in unserem Betriebssystem. Wir haben jetzt etwas, das wir Container nennen. Wir unterstützen also Linux-Container.

Mit Edge Computing kann man zum Beispiel Zustandsdaten am Rande überwachen und nur dann senden, wenn sich etwas geändert hat oder wenn etwas nicht mehr in Ordnung ist. So können Sie den Betrieb fortsetzen, wenn eine Verbindung unterbrochen wird, aber auch den Datenverkehr im Netz begrenzen, indem Sie die Intelligenz am Rande des Netzes erhöhen.

Alec: Das ist eine gute Antwort. Und es ist wirklich in allen unseren Produkten enthalten. Sogar unsere XBee-Produkte haben Edge-Intelligence-Funktionen über MicroPython an Bord, um diese Daten abzufragen und nur bei Bedarf zu senden.

Außerdem ist es wichtig, die Art der Sicherheitsmaßnahmen zu definieren, die für bestimmte Daten ergriffen werden müssen, und möglicherweise für andere Daten, bei denen das nicht der Fall ist, denn es gibt immer Kompromisse, richtig? Sie können Daten über ein sehr kurzes UDP-Protokoll über Mobilfunk senden, wissen Sie, Daten, die nicht unbedingt Sicherheitsstufen benötigen, um diese Daten von anderen fernzuhalten. Und dann gibt es auch Daten, die sehr sicher sein müssen. Sie brauchen TCP-Socket-Verbindungen und VPN-Verbindungen, richtig?

Es ist also wichtig zu definieren, wo diese Daten in diese Bereiche fallen, und die Digi-Geräte können Ihnen dabei helfen, diese Daten über diese verschiedenen Kanäle zu senden.

Ben: Wir verfügen auch über professionelle Dienstleistungen und technische Implementierungsgruppen, die mit den Betreibern und den SCADA-Systemintegratoren zusammenarbeiten können, um sicherzustellen, dass die besten Praktiken im Hinblick auf die Geschäftsziele des zu implementierenden Systems befolgt werden.

Alec: Die größte Herausforderung ist, dass wir heute damit konfrontiert werden, weil die Standards gerade erst definiert werden. Es ist die Herausforderung der Interoperabilität. Es gibt viele verschiedene Standards, alles von Wi-SUN, Matter, LoRaWAN, Sigfox, Wi-Fi, BLE und Mobilfunk, richtig? Dies sind alles verschiedene Technologien und Protokolle, die zur Übertragung von Informationen verwendet werden können.

Ich denke, es ist wichtig, die große Mehrheit der von mir erwähnten Produkte zu erwähnen, die heute existieren. Sie können Digi-Produkte implementieren und müssen nicht der Fachmann sein. Sie können einfach das Protokoll und das Produkt einsetzen, das für das von Ihnen benötigte Szenario geeignet ist, und sich dann auf Ihr eigenes Fachwissen und die Daten konzentrieren, die für Sie wichtig sind.

Curt: Meine Antwort wäre, dass die Menschen wahrscheinlich die größte Herausforderung sind. Und wenn ich mir eine Reihe von Kunden ansehe, mit denen wir im Laufe der Jahre zusammengearbeitet haben, dann gehen viele der Leute, mit denen wir in der Anfangszeit von IoT zusammengearbeitet haben, jetzt in den Ruhestand. Ich glaube, jeder weiß, dass wir in der Welt der Technologie einen Mangel an Arbeitskräften haben. Es wird immer schwieriger, Leute zu rekrutieren.

Wenn ich mir anschaue, wie die Umstellung von öffentlichen auf private Netze vonstatten geht, bei der die Versorgungsunternehmen ihre eigenen Netze aufbauen und zu Mobilfunkbetreibern werden, sind sie sehr, sehr stark auf Berater und externe Parteien angewiesen, die ihnen dabei helfen, während sie eine Ausschreibungsphase durchlaufen, Pilotprojekte durchführen, die Technik entwickeln, die Bereitstellung vornehmen und sie dann betreiben. Sie sind sehr stark auf externe Unternehmen angewiesen, die über die entsprechenden Mitarbeiter und Talente verfügen, um diese Aufgaben zu bewältigen. Die größte Herausforderung ist also das Personal, die Ausbildung von Mitarbeitern, die Einstellung von Mitarbeitern und die Abhängigkeit von diesem Humankapital.

Ben: Ich schließe mich den Einschätzungen meiner beiden Kollegen an. Ich würde es eher so formulieren, dass man auf dem neuesten Stand der Technik bleiben sollte. Das Tempo des technologischen Wandels nimmt ständig zu, und man muss einfach den Überblick über die verschiedenen Optionen behalten und wissen, was am sinnvollsten ist.

In dieser Situation ist es also am sinnvollsten, einen Partner zu haben, der mit allen Technologien vertraut ist, von den ältesten und ausgereiftesten bis hin zu den neuesten und potenziell interessantesten, der versteht, wie Konnektivität über eine Vielzahl verschiedener Optionen hinweg funktionieren muss, und der weiß, wie sie sich in die komplexen Infrastruktursysteme einfügen muss, die die Netze darstellen, die wir haben, und insbesondere die Netze, die wir für die Zukunft aufbauen.

Und in diesem Zusammenhang ist Digi genau das, was wir sind. Wir beschäftigen uns seit Jahrzehnten mit dieser Art von Kommunikation über eine Vielzahl von Netzen für alle Arten von kritischer Infrastruktur. Und deshalb versuchen wir, den Menschen bei der Modernisierung ihrer Netze zu helfen, damit sie den Anforderungen von morgen gerecht werden können.