Wie Kommunikationsnetze grün werden können

30.07.2024

Ein Projekt in der Würzburger Informatik möchte dazu beitragen, dass Kommunikationsnetze nachhaltiger werden. Dazu gilt es zunächst, einen Überblick im Datendschungel zu bekommen.

Wie können Kommunikationsnetze nachhaltiger, effizienter und grüner werden? Diese Fragen verfolgt ein Projekt in der Würzburger Informatik. (Bild: kiimoshi / AdobeStock)

Nachhaltigkeit und Energieeffizienz gehören zu den prägenden Themen unserer Zeit – dabei bilden Kommunikationsnetze keine Ausnahme. Optimierungen auf diesem Gebiet müssen mit einer ständig wachsenden Nachfrage nach Netznutzung, immer größeren Datenmengen sowie mehr und mehr Endgeräten vereinbart werden.

Am Lehrstuhl für Informatik III der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) stellt sich ein Team von Forschenden der komplexen Aufgabe, Metriken und Modelle zu definieren, welche die Quantifizierung von Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und Informationsqualität in Kommunikationsnetzen ermöglichen.

Erster Schritt: Monitoring

Im Projekt Greenfield gilt es zunächst, herauszufinden, wie die relevanten Daten gemessen und abgeschätzt werden können. „Wir wollen lernen, wo und wie sinnvoll Strom in den Kommunikationsnetzen verbraucht wird“, erklärt Professor Tobias Hoßfeld, Lehrstuhlinhaber für Kommunikationsnetze (Informatik III).

Dieses Monitoring ist besonders wichtig, da Netze so komplex sind, dass Unternehmen selbst den Überblick verlieren. Für sie sind die Daten vor allem interessant, da die Wirtschaft in Form von Nachhaltigkeitsberichten über ihren Energieverbrauch informieren muss – und auch den eigenen Energieverbrauch und Fußabdruck reduzieren will.

Im aktuellen Projekt arbeitet das Team mit der Städtische Werke Überlandwerke Coburg (SÜC) GmbH und der Infosim GmbH & Co. KG als Anbieter einer Netzmonitoring und -management Lösung zusammen. Das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie fördert das Vorhaben in der Förderlinie Digitalisierung „Informations- und Kommunikationstechnologie“. Das Projekt ist auf drei Jahre ausgelegt.

Verkehrszählung mit geschlossenen Augen

Vor eine besondere Herausforderung stellt die Forscher das Abschätzen des Energieverbrauchs anhand von Datenverkehrsflüssen: „Was wir vorhaben, kann man sich ähnlich wie eine Verkehrszählung vorstellen. Allerdings dürfen wir gar nicht in alle Daten reinschauen, müssen also etwa anhand der Datenmenge Rückschlüsse ziehen, was hier gerade durchs Netz geschickt wird und wieviel Energie dazu in den Geräten verbraucht wird. Das ist ungefähr so, als müsste man die Autos und deren Spritverbrauch nur durch Motorengeräusche bestimmen“, so Hoßfeld.

Letztlich geht es darum, Optimierungspotenziale zu finden, ohne die Leistung und Geschwindigkeit der Netze und dadurch die Nutzerfreundlichkeit zu beeinträchtigen. Die Stadtwerke betreiben eine bestimmte Menge an Endpunkten, an denen Daten weitergeleitet werden. Dr. Frank Loh, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt, fasst einige Überlegungen zusammen: „Wie kann man diese Endpunkte clever und energieeffizient betreiben? Ist es eventuell sinnvoll, sie zu bestimmten Zeitpunkten abzuschalten. Wie wirkt sich so eine Abschaltung auf die Qualität für Nutzer aus?“

Wie heiß das Thema grüne Kommunikationsnetze aktuell ist, zeigte sich auch im Juni bei der GreenNet 2024. Der Workshop zu grünen und nachhaltigen Netzen fand im Rahmen der renommierten IEEE International Conference on Communications in Denver, Colorado, statt. Das Team des Projekts Greenfield war als Mitorganisator maßgeblich beteiligt.