Internet of Things

Das „Internet of Things“ (IoT) ist zum Synonym für die Verbindung der physischen Welt der Dinge mit der virtuellen Welt geworden. Prognosen zufolge werden im Jahr 2020 weit mehr als 50 Milliarden Dinge mit dem Internet verbunden sein. IoT Anwendungsszenarien finden sich z.B. in den Bereichen Industrie 4.0, Connected Car, eHealth, Smart Home & Smart City oder Smart Grid.

Voraussetzung für die Anbindung von diesen "Dingen" an das Internet sind eine Identität (z.B. RFID, IPv6 Adresse), eine geeignete Netzwerkschnittstelle (z.B. ZigBee, Ethernet, Mobilfunk) sowie Kommunikationsprotokolle, die den geringen Speicherplatz und ggf. die begrenzte Batterielebensdauer der "Dinge" berücksichtigen. Zusätzlich werden die "Dinge" mit Sensoren und Aktoren ausgestattet, damit wir etwas über deren Zustand erfahren oder mit ihnen interagieren können. Zum Beispiel wird ein einfacher Parkplatz zu einem smarten Parkplatz, indem man ihn mit einem Funkmodul ausstattet, eine IPv6 Adresse zuweist und mit einem drahtlosen Sensor versieht, der erkennt, ob der Parkplatz besetzt ist. Durch die Übermittlung der Sensordaten an einen Server, kann man nun über sein Smartphone an jedem Ort der Welt zu jeder Zeit erfahren, ob der Parkplatz besetzt ist.

Ein explosionsartiges Wachstum von digitalisiert vorliegenden Daten über diese "Dinge" ermöglicht völlig neue kundenorientierte Lösungen und Geschäftsmodelle (Cloudlösungen, Big Data Analytics). Manche Hersteller sprechen daher auch vom "Internet of Everything" (IoE), das Menschen, Prozesse, Dinge und Daten in ein alles umspannendes weltweites Netz einbinden wird. Genauso wenig, wie man vor über 20 Jahren das enorme Potenzial der reinen virtuellen Welt im Internet abschätzen konnte, kann man heute die Anwendungen und Möglichkeiten absehen, die das IoT künftig für uns bereit halten wird.

Genau hier liegt die Chance, die Zukunft des IoT durch eigene innovative Ideen aktiv mit zu gestalten.

Am Fachbereich EI wird daher das Thema IoT im Rahmen der Vertiefungsrichtung Information- und Kommunikationstechnik des Bachelorstudiengangs "Elektrotechnik und Informationstechnik" ganz bewusst in zahlreichen Lehrveranstaltungen und Laboratorien aufgegriffen. Hierbei werden die erforderlichen Grundlagen und Kompetenzen in den jeweiligen Bereichen vermittelt.

Für die Anbindung an das Internet sind hochbitratige Internetzugänge erforderlich. Grundsätzlich sind Glasfaser-, TV-Kabel-, Funk- und DSL-basierte Zugänge möglich, wobei in der BRD die meisten Zugänge mit DSL (Digital Subscriber Line) realisiert werden. Im DSL Labor kann die Performance von allen gängigen DSL-Technologien (ADSL, VDSL, SHDSL/ESHDSL) bis hin zu Vectoring und G.fast an realen Übertragungskabeln messtechnisch untersucht werden. G.fast ist derzeit die aktuellste DSL Technologie und erlaubt Bitraten von bis zu 1 Gbit/s über die Kupferdoppelader.

Im Labor Internet of Things können Studierende im Rahmen von Projekt- und Abschlussarbeiten eigene Ideen und Konzepte in die skalierbare THM-EI-IoT Plattform einbringen und während des Praktikums mit dem System experimentieren. Versuche des IoT-Labs werden in den Lehrveranstaltungen Funkysteme und Mobilkommunikation sowie Kommunikationssysteme 1 genutzt, ein IoT-Seminar während der Projektwoche ist geplant.

Im Labor für Computernetzwerke (CCNA-Lab) lernen Studierende in der Praxis, wie man IPv4/IPv6 Netzwerke aufbaut, konfiguriert und an das Internet anbindet. Wichtige Inhalte sind z.B. die Konfiguration von IPv4/IPv6-Routingprotkollen, Tunneling, Switching, VLAN sowie Methoden zur Netzwerk-Sicherheit. Versuche des CCNA-Labs werden in den Lehrveranstaltungen Computernetzwerke 1, Computernetzwerke 2 sowie Kommunikationssysteme 1 genutzt.

Wesentliche Aspekte des Themengebietes IoT in Theorie und Praxis sind außerdem Teil der nachfolgenden Lehrveranstaltungen am Fachbereich EI:

  • Computernetzwerke 1 & Computernetzwerke 2
  • Digital Subscriber Line (DSL)
  • Funksysteme und Mobilkommunikation
  • Kommunikationssysteme 1 & Kommunikationssysteme 2
  • Signalverarbeitung