Latenzfreie 5G-Alternative   Blitzfunk: Echtzeit-WLAN für die Industrie

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Nomen est omen: Das Dresdner Start-up fünfeinhalb Funksysteme stellt mit "Blitzfunk" eine 5G-Alternative für industrielle Anwendungen vor.

Die Einführung des Mobilfunkstandards 5G sollte die drahtlose Kommunikation nicht nur für den Consumer-Markt revolutionieren, sondern auch den Weg hin zur Industrie 4.0 mit vollvernetzten, intelligenten Fabriken ebnen. Doch bis heute können kommerzielle 5G- sowie zahlreiche WLAN-Systeme die Echtzeitanforderungen industrieller Anforderungen meist nicht erfüllen: Verzögerungen in der Datenübertragung (Latenzen) führen zu oft zu Systemstopps und Ausfällen ganzer Anlagen. Das Dresdner Start-up fünfeinhalb Funksysteme GmbH hat es sich zum Ziel gesetzt, dies zu ändern. Mit Blitzfunk, einem Echtzeit-WLAN-System mit berechenbaren Latenz-Garantien sowie latenzfreiem Roaming ist ihm dies gelungen. 

Start-up will nicht eingehaltene Versprechen des Mobilfunkstandards 5G einlösen

Die fünfeinhalb Funksysteme GmbH wurde 2023 als Ausgründung aus der TU Dresden gegründet, mit dem Ziel, die nicht eingehaltenen Versprechen des Mobilfunkstandards 5G einzulösen und für Anwendungen im industriellen Umfeld nutzbar zu machen. Dafür hat das fünfköpfige Gründer-Team rund um Geschäftsführer Dr. Lucas Scheuvens Blitzfunk entwickelt. Das Funksystem – bestehend aus Access Points und Clients – ist so konzipiert, dass es als eine koordinierte Einheit agiert. Die Anwendergeräte (Maschinen, Steuerungen oder Sensoren) werden über Ethernet mit dem System verbunden. 

Echte Innovation: Latenzfreies Roaming ohne Unterbrechung

Einen der größten USPs von Blitzfunk fasst Dr. Lucas Scheuvens wie folgt zusammen: „Bei einem klassischen Roaming-Prozess, der in räumlich größeren Netzwerken immer nötig ist, ist der Client jeweils mit nur einem Access Point verbunden. Bevor er dessen Reichweite verlässt, muss er mit dem nächsten Access Point verknüpft werden. Das heißt, dass dort die Verbindung zum ersten Access Point ab- und zum nächsten Access Point neu wieder aufgebaut wird. 
Verschiedene Lösungen haben den langsamen Roaming-Prozess von Standard-WLAN zwar verbessert, aber es gibt immer einen zeitlichen Break. Bei Blitzfunk ist das nicht so, da unsere Access Points sich koordinieren und somit latenzfreies Roaming garantieren. Da das Roaming im Blitzfunk-System keinerlei negative Auswirkungen hat, entfällt auch die aufwendige und kostenintensive Funknetzplanung.“

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Entwickelt für die Anforderungen der Industrie 4.0

Blitzfunk garantiert eine schnelle Datenübertragung – selbst bei einer Vielzahl verbundenen Geräten (Clients): Für 99,9999 Prozent aller Sendeversuche liegt die Latenz nachweislich bei maximal 2 × (N + 1) Millisekunden, wobei N die Anzahl der gleichzeitig aktiven Geräte ist – und das bei maximaler Ethernet-Framegröße von 1500 Bytes. Ein einzelner Client im System hat demnach eine garantierte Latenz von 4 Millisekunden, bei zehn Clients sind demnach 22 Millisekunden erwartbar, usw. Diese Garantie gilt auch für den Roaming-Fall, was vollständig unterbrechungsfreie Datenverbindungen für anspruchsvollste Industrie-Anwendungen ermöglicht.

Doch das Funksystem hat noch weitere Vorteile: Blitzfunk verhält sich wie ein verteilter Ethernet-Switch und bietet somit Plug&Play-Kompatibilität mit allen Ethernet-basierten Protokollen, inklusive Profinet, Profisafe, EtherNet/IP, CIP Safety und MQTT. Dazu kommen seine einfache Inbetriebnahme und Verwaltung über einen Webbrowser, was beides ohne spezielle technische Kenntnisse möglich ist. Ein weiterer Pluspunkt ist das eingebaute Troubleshooting, dank dem sich das Funksystem als Fehlerquelle eindeutig identifizieren (z.B. bei Überlastung) oder ausschließen lässt. Nicht zuletzt punktet BlitzFunk auch in Bezug auf die Security mit geräteindividueller, quantensicherer Verschlüsselung sowie Authentifizierung.

Gemacht für mobile Anwendungen in der Logistik und Fertigungsbranche

Mit Blitzfunk richtet sich fünfeinhalb Funksysteme insbesondere an Hersteller bzw. Systemintegratoren, die eine mobile Vernetzung ihrer Maschinen benötigen, die genauso zuverlässig funktioniert wie eine Kabelverbindung. Scheuvens erklärt dazu: „Obwohl sich mit Blitzfunk auch existierende Kabelinstallationen ersetzen lassen, ist das nicht unser Hauptanspruch. Konzipiert wurde das System hauptsächlich für Einsatzszenarien in der Fertigung, die mobile Roboter oder Fahrzeuge umfassen. Aber auch für Schlittensysteme und rotierende Elemente ist Blitzfunk geeignet – bzw. generell überall dort, wo Kabel stören oder technisch nicht sinnvoll einsetzbar sind“. Zu den zahlreichen, bereits erfolgreich durchgeführten Projekten zählen Vernetzungen von Schweißrobotern, Deckenkränen und fahrerlosen Transportfahrzeugen – sowohl im Safety- als auch Non-Safety-Bereich.

Blick in die Zukunft: Noch mehr Leistung

Gefragt nach einem Blick in die Zukunft des Unternehmens antwortet Scheuvens: „Aktuell basiert Blitzfunk auf klassischen, für den breiten Massenmarkt konzipierten Standard-Komponenten. Das macht die Lösung sofort und mit einem großen Mehrwert gegenüber anderen Systemen einsetzbar, demonstriert aber nur einen Bruchteil dessen, was möglich ist. Aktuell arbeiten wir an einem komplett integrierten Echtzeit-WLAN-System, das dann selbst Blitzfunk in den Kategorien Größe, Anzahl der gleichzeitig unterstützten Geräte, Zuverlässigkeit, Latenz und Energieverbrauch noch jeweils um den Faktor zwei bis zehn verbessern kann. Wir freuen uns auf die Reise!“