Digitale Infrastruktur

Die digitale Infrastruktur ist als der Teil der Informations- und Kommunikationsinfrastruktur zu verstehen, der das Verbreiten und Funktionieren digitaler Anwendungen betrifft. Die digitale Infrastruktur umfasst somit die technischen Grundeinrichtungen, die das Erzeugen, Verarbeiten, Verbreiten und Abrufen von digitaler Information gewährleistet. In den Industrienationen wird die Bedeutung der nicht-digitalen Informations- und Kommunikationsinfrastruktur immer mehr zugunsten der digitalen Infrastruktur verdrängt. Der Ausbau der digitalen Infrastruktur hat sich schon bald nach der Einführung des World Wide Webs zu einem der wichtigsten Wettbewerbsfaktoren für Wirtschaft und Wissenschaft entwickelt.

Geschichte

Kurz nach Einführung des World Wide Webs (www) wurde die weit verbreitete Metapher der Datenautobahn geprägt. Der Ausbau der digitalen Infrastruktur wurde suggestiv mit historisch gewachsenen Allgemeinbegriffen der traditionellen Infrastruktur begleitet, vor allem, um die wissenschaftliche, wirtschaftliche und gesamtgesellschaftliche Bedeutung zu betonen. Des Weiteren vermittelte der Begriff der Datenautobahn auch die Einsicht, dass Infrastruktur über Straßenbau und andere traditionelle Versorgungsstrukturen hinausgeht und auch die Informations- und Kommunikationskanäle und jüngst vor allem die technische Basis der digitalen Informationsverbreitung und -kommunikation umfasst. Nach dem Siegeszug der digitalen Rechenanlagen spielte der Ausbau der digitalen Infrastruktur zunächst nur eine innerbetriebliche bzw. intra-institutionelle Rolle. Anfänglich waren es vor allem Universitäten und Forschungseinrichtungen, die auf eine digitale Infrastruktur angewiesen waren. Die Infrastruktur musste die Bereitstellung und den Zugriff auf Rechenanlagen von Terminal-Anwendungen aus gewährleisten. Mit der Aufrechterhaltung, Administration und Pflege der Infrastruktur wurden EDV-Abteilungen bzw. Rechenzentren betraut.

Treibende Kraft einer inter-institutionellen Vernetzung der digitalen Informationsverarbeitung waren zuerst militärische Informationsinfrastrukturprojekte wie z.B. das Arpanet, die auf eine Dezentralisierung des Informationsnetzes abzielten. Vernetzungsbasis der digitalen Infrastruktur stellte zunächst das bereits hinreichend ausgebaute Telefonfestnetz dar, obwohl dieses auf analogem elektronischen Datentransfer beruhte. Auch heute noch wird zu einem beträchtlichen Teil das analoge Telefonnetz auch für die öffentliche digitale Infrastruktur benutzt.

Zunehmend wurde die Informationsinfrastruktur jedoch um digitale Festnetze und jüngst vor allem durch Mobilnetze erweitert. Abhängig von der bereits vorhanden Kommunikations-Infrastruktur findet gebietsweise zudem das ursprünglich für TV-Anwendungen konzipierte Kabelnetz auch für andere Kommunikationskanäle Verwendung. Gegenwärtig findet ein Ausbau besonders breitbandiger Glasfasernetze statt. Auch die Stromversorgungsnetze werden derzeit um eine digitale Komponente erweitert, vor allem, um die Effizienz der Energieversorgung zu steigern, indem diese mit einem digitalen Informationsmanagement gekoppelt wird^[1].

Je nach konkreter technischer Auslegung der lokal zugänglichen Infrastruktur sind als Hardware-Schnittstellen entsprechende Wandler, Modems, Receiver und Router notwendig, um Zugriff zum digitalen Netzwerk, d.h. zu Anbietern und Anwendern digitaler Informationsdienstleistungen zu erhalten. Softwareseitig wird der Zugriff in die Netzwerkstrukturen je nach Anwendung durch verschiedene Protokolle geregelt. Auch in den hoch-entwickelten Industrienationen besteht vor allem in ländlichen Gebieten weiterhin Bedarf am Ausbau einer breitbandigen digitalen Infrastruktur, zu der neben der reinen Verkabelung auch die Bereitstellung von Internetaustauschknoten, diverse Einwahltechnologien und Rechenzentrumsdienstleistungen samt hierfür notwendiger Hardware zählen.

Wirtschaftliche und wissenschaftliche Bedeutung

„Der Nutzen der Informationsgesellschaft Europas kommt erst durch eine erstklassige Infrastruktur zum Tragen“, steht gleich zu Beginn des EU-Themenportals zum „Aufbau der digitalen Infrastruktur Europas“^[2]. Die Aufnahme dieses Themas in das sechste Rahmenprogramm unterstreicht die wirtschaftliche Bedeutung im Wertschöpfungsprozess sowie die wissenschaftliche Relevanz des Auf- und Ausbaus der digitalen Infrastruktur. Auch im siebten Rahmenprogramm ist die digitale Infrastruktur verankert, jedoch mit einer Verschiebung des Schwerpunktes vom Aufbau hin zur Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit der digitalen Infrastruktur.

Die ersten Anstrengungen des Ausbaus der digitalen Infrastruktur nach Einführung des World Wide Webs galten vor allem der Entwicklung von mobilen und drahtlosen Systemen und der Bereitstellung von Breitbandzugängen für alle. Die Anwendungspalette digitaler Informationstechnologien ist auch im privaten Bereich nicht mehr, wie in den Anfangsjahren des World Wide Webs, auf den Betrieb von Webauftritten, Mailsystemen und Issue-Tracking-Systemen beschränkt. Wichtigstes Schlagwort ist die „rich media communication“, d.h. die Kommunikation mittels inhaltsreicher multimedialer und vernetzter Systeme. Im Mittelpunkt der neueren Entwicklungen stand in diesem Zusammenhang der Ausbau und die Versorgung von Heimplattformen für digitale Kommunikation.

Im Zuge der Globalisierung bei gleichzeitiger Zunahme der Bedeutung digitaler Informationsverarbeitung und Kommunikation kommen neue Herausforderungen auf den Ausbau der digitalen Infrastruktur zu. Die Dienste von Betriebs- bzw. institutionsinternen Rechenzentren werden zunehmend ausgelagert (outsourcing). Diese Dienste gehen mittlerweile weit über Hosting von Internetdiensten sowie die Unterbringung und Netzanbindung eines Kundenservers (Serverhousing) bei Rechenzentren und Internet Service Providern hinaus. Die Dienstleistungsangebote so genannter carrier-neutralen Rechenzentren bilden einen enormen Wachstumsmarkt. War es bislang die Pflicht der Rechenzentren, die digitale Infrastruktur bereit zu stellen und zu betreuen, steht heute die Bereitstellung von dezentralisierten carrier-neutralen Rechenzentren selbst an oberster Stelle des Pflichtenhefts für digitale Infrastruktur. Bedienen müssen diese Rechenzentren nicht nur den Wachstumsmarkt des privaten Cloud Computings sondern vor allem den enorm steigenden Bedarf an wissenschaftlichem und unternehmerischem cloud computing. Digitale Infrastruktur ist derzeit Topthema im Kontext von Wettbewerbs- und Standortvorteilen, und zwar in wirtschaftlicher wie wissenschaftlicher Hinsicht.^[3]

Zukünftige Anforderungen an die digitale Infrastruktur

Das Verkehrsaufkommen auf der Datenautobahn ist trotz der rasanten Entwicklung der letzten zwei Jahrzehnte vom Höhepunkt noch weit entfernt. Der derzeit größte internationale Internet-Knotenpunkt der Welt DE-CIX bewältigt heute schon zu Spitzenzeiten einen Datendurchsatz von mehr als 1,5 Terabit/s. "Der Internet-Traffic verdoppelt sich nach wie vor jedes Jahr. Schon bis Ende 2015 wird ein 20-fach höheres Datenaufkommen als heute erwartet"^[4].

Neben der Bereitstellung von Breitbandzugängen für alle ist eine rasante Nutzungszunahme der digitalen Infrastruktur vor allem von folgenden Nutzergruppen zu erwarten:

• Finanzwirtschaft
• Logistikwirtschaft/-unternehmen
• Telekommunikationswirtschaft
• Informationswirtschaft
• Kreativwirtschaft
• Hardware/Software Hersteller
• Energiewirtschaft
• Öffentlicher Sektor (Verwaltungen)
• Hochschulen und Forschungseinrichtungen, vor allem wegen immer datenintensiverer Forschungstätigkeit (Teilchenbeschleuniger, Astrophysik, Simulationen komplexer Systeme, etc)

Wachsender Bedarf ist vor allem bei folgenden Infrastruktur-Komponenten zu erwarten:

• Rechenzentren für Cloud Computing (Cloud Service Provider). Nutzungsmotivationen hierfür sind:

• Potenzial für Kostensenkungen und geringere Kapitalbindung - Verschiebung von Investitionskosten hin zu operativen Betriebskosten
• Höhere Energieeffizienz durch bessere Auslastung von IT-Ressourcen
• Konzentration auf das Kerngeschäft
• größere Flexibilität und Skalierbarkeit
• bessere Verfügbarkeit
• höhere Geschwindigkeit bei der Umsetzung von Geschäftsprozessen
• aktueller technischer Stand bei Infrastruktur und IT-Diensten
• verbesserter Zugriff auf Unternehmensanwendungen und Unternehmensdaten, z.B. durch mobile Endgeräte

• Digitale Infrastruktur für die Energieversorgung (z.B. intelligentes Stromnetz). Zu erwarten ist

• Optimierung der Stromversorgung und Ressourceneffizienz, sowie Beiträge zum Klimaschutz
• Erhöhung der Ausfallsicherheit
• Verbesserung der Kostenstruktur

• breitbandige Glasfasertechnologie
• Rechtlich-regulatorische Voraussetzungen für den Ausbau der digitalen Infrastruktur. Dazu zählen vor allem

• Vertragsgestaltung
• Haftungsfragen und Gewährleistung

• Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit der digitalen Infrastruktur

Einzelnachweise

1. ↑ digitalSTROM.org, eine an der ETH Zürich gegründete Non-Profit-Organisation
2. ↑ Themenportal der Europäischen Kommission: Digitale Infrastruktur
3. ↑ 1. Frankfurter Symposium für digitale Infrastruktur
4. ↑ Peter Knapp, Geschäftsführer der Interxion Deutschland GmbH und Vorsitzender im Vorstand des Vereins Digital Hub Frankfurt RheinMain e.V.

Weblinks

• Video zum 1. Frankfurter Symposium für Digitale Infrastruktur
• 2. Frankfurter Symposium für digitale Infrastruktur - Metropole auf dem Weg ins Cloud Computing
• DigitalHub (non-profit Gemeinschaft) ist eine regionale Interessensgemeinschaft für digitale Infrastruktur
• Peter Knapp: Digitale Infrastruktur - Das Always-on-Prinzip und seine Grundlagen. Computerwoche vom 7. Februar 2011.