WiBACK – Internetzugang für ländliche Regionen

Warum brauchen wir diese neue Technologie?

Das Internet ist das Kommunikationsnetzwerk unserer Welt. Eine stabile Anbindung ans Internet ist Voraussetzung, dass Firmen, Krankenhäuser oder öffentliche Verwaltungen funktionieren. Doch weltweit haben 4 Milliarden Menschen noch keinen Zugang zum Internet. Sie sind offline und von der digitalen Teilhabe ausgeschlossen. Von der Digitalen Kluft, dem Digital Divide, sind Länder des Globalen Südens – vor allem Menschen in den ländlichen Regionen – besonders betroffen. Ist stabiles Breitband-Internet nicht verfügbar, siedeln sich nicht nur weniger Unternehmen an und es fehlt dort an Wirtschaftskraft und Arbeitsplätzen. Auch für Krisenzeiten, wie etwa einer Pandemie, sind diese Menschen weniger gerüstet. Für sie ist es dann nicht selbstverständlich, im Homeoffice zu arbeiten, mit der Familie über Videochat Kontakt zu halten oder digital wichtige Behörden-Vorgänge zu erledigen.

Wem nutzt diese neue Technologie?

Vielerorts weltweit gibt es »weiße Flecken«, wo herkömmliche Technologien und Geschäftskonzepte keine Internet-Anbindung einer Region oder eines Ortes schaffen. Hier braucht es neue Lösungen. Das Problem wurde der Forschenden-Gruppe um Dr. Mathias Kretschmer deutlich, als sie von einem Krankenhaus im ländlichen Sambia mit der Anbindung an Internet beauftragt wurde. Kein großer Telekommunikationsanbieter war (aufgrund zu geringer Wirtschaftlichkeit) in dieser Region aktiv. Und die vorhandenen technischen Optionen um das Problem zu beheben, waren weder wirtschaftlich noch technisch nachhaltig.

Um dem Krankenhaus eine Lösung anzubieten, begann das Forschenden-Team des Fraunhofer-Instituts FIT, die Technologie WiBACK (Wireless Backhaul) zu entwickeln. Sie verbindet Menschen, die von der digitalen Teilhabe ausgeschlossen sind, mit dem Rest der Welt – und sichert ihnen langfristig Zugang zum Bildungs- und Gesundheitssystem. WiBACK ist eine Lösung speziell für ländliche Gemeinden, die schnell und kostengünstig Zugang zu Breitband-Internet bieten kann.

Wie funktioniert die neue Technologie?

Im Kern ist WiBACK eine autarke Richtfunk-Technologie, die große Gebiete mit geringem Bedarf an Infrastruktur mit Internet versorgen kann. Sie ist dabei sehr energieeffizient und kann problemlos mit Solarenergie betrieben werden. So können Krankenhäuser, Schulen, Geschäftsgebäude, Fabriken, öffentliche Gebäude und vor allem Haushalte kostengünstig angeschlossen werden, wo die Anbindung per Glasfaser zum Beispiel nicht zu erreichen ist.

Mit der entsprechenden Hardware, dem passenden Equipment und intelligenten Algorithmen kann WiBACK einzelne Funkmasten verknüpfen, die dann ein gemeinsames Netz bilden. Das Konzept des Richtfunks ist dabei nicht neu. Große Telekommunikationsunternehmen nutzen es bereits seit vielen Jahren, können aber verschiedene Probleme und Nachteile bisher nicht lösen. Genau hier setzt WiBACK an.

WiBACK geht durch seine Managementfunktionen über herkömmliche Lösungen hinaus und prüft z. B. automatisch die Verfügbarkeit von Frequenzen. Im viel belegten lizenzfreien Spektrum, wo oftmals Interferenzen drohen, ist dies besonders wichtig. Bei aufkommenden Störungen kann die Konfiguration adaptiert werden: Aus Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen zwei Standorten baut WiBACK in kurzer Zeit größere Netzwerke auf. Und das automatisch und ohne komplexe händische Einrichtung. Aufgrund dieser Selbstverwaltungsfunktionen kann WiBACK praktisch von jeder Person leicht genutzt werden. Für die Implementierung und die Wartung braucht es also wenig technische Expertise. 

Was macht das Projekt einzigartig?

Über lange Distanzen ist Internet in vielen Regionen der Welt verfügbar. Doch in ländlichen Gebieten fehlt oft die letzte Meile. WiBACK kann daher Distanzen von 100 km bis zum nächsten Internet-Anschluss versorgen. »Bei der Entwicklung war uns wichtig, dass die Technologie möglichst flexibel, nutzerfreundlich und kostengünstig – überall auf der Welt – angewendet werden kann«, erklärt Dr. Mathias Kretschmer, Projektleiter und Forscher am Fraunhofer FIT. Außerdem spielt die autarke Stromversorgung in abgelegenen ländlichen Regionen eine entscheidende Rolle. Deswegen können WiBACK-Funkmasten ökologisch nachhaltig – mit Solarenergie – betrieben werden. 

Warum fördert die Fraunhofer-Zukunftsstiftung das Projekt?

Die Fraunhofer-Zukunftsstiftung fördert das Projekt, um Menschen im Globalen Süden einen verlässliche Internetzugang zu bieten. WiBACK könnte Millionen Menschen mit dem Rest der Welt verbinden, digitale Teilhabe schaffen und Infrastrukturen abgelegener Regionen auch in Krisen resilient(er) machen. Damit trägt die Technologie wesentlich zu den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen bei. Mit der Fraunhofer-Zukunftsstiftung konnten die Forschenden die Hardware weiterentwickeln, damit die Funkmasten noch kostengünstiger betrieben werden können. 

Warum benötigt das Projekt Kooperationen und Fördernde?

Zur Zeit arbeitet das Team des Fraunhofer FIT am Aufbau der WiBACK-Technologie in Kolumbien. Seine Vision ist es, WiBACK für möglichst viele Ländern des Globalen Südens anzubieten. Mit einer Open Source-Lösung wären die wichtigsten Bestandteile von WiBACK frei einsehbar und breiten Zielgruppen zugänglich. Für sie wäre WiBACK als Open-Source-Lösung flexibler und günstiger in der Anschaffung. Allerdings gehen Open-Source-Lösungen meist mit einem erhöhten Schulungsaufwand einher. Menschen vor Ort brauchen ein angepasstes Schulungskonzept, damit sie WiBACK selbstständig und sicher implementieren, betreiben und warten können. Für die Entwicklung eines Webinars oder eines Online-Tutorials fehlen aktuell Fördermittel.

Außerdem bringt jede Region eigene Voraussetzungen und Herausforderungen mit, die es bei der Implementierung von WiBACK zu lösen gibt. Das Forschenden-Team muss dafür die Nutzeroberfläche der Software für verschiedene Nutzergruppen individuell anpassen. Auch für diese Optimierung des WIBACK-Systems braucht das Projekt weitere finanzielle Unterstützung. Erst dann kann WiBACK kostengünstig großflächig im Globalen Süden eingesetzt werden.