5G Campusnetze Anwendungsszenarien und Implementierung - Hans D. Schotten - Ministerium für Wirtschaft, Verkehr ...
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
5G Campusnetze
Anwendungsszenarien und Implementierung
Hans D. Schotten
Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz DFKI GmbH
Technische Universität Kaiserslautern
Kaiserslautern, Oktober 2019
Überblick • Was ist 5G? Was kann 5G? • Wann und wie wird 5G verfügbar? • Was sind Campusnetze? • Welche Campusnetze werden in Kaiserslautern aufgebaut?
5G – Die Motivation (2012)
Mobile data volume
20x Mobile data volume until 2016
70x Mobile data volume until 2020
2x number of subscribers
( 2013: 100% global penetration)
?
Schnell wachsende Diskrepanz zwischen kaum
steigenden Einnahmen und steigendem
Bandbreitenbedarf
Was ist 5G?
3GPP: „The Start of Something“
Fortsetzung der Mobilfunkevolution
• Höhere Systemkapazität,
• Höhere Datenrate pro Teilnehmer
Mobile Infrastruktur für die Digitalisierung in
„vertikalen Industrien“
• Hohe Zuverlässigkeit
• Hohe Verfügbarkeit und Abdeckung
• Niedrige Latenz (taktiles Internet)
• Niedriger Stromverbrauch (Sensoren)
• Sehr große Sensorpopulationen
• Nachhaltigkeit und Zukunftssicherheit
• Datenschutz und Sicherheit
• Kosten, Marktgröße
4
Anwender und Anforderungen Anwendergruppen mit eigenen Netzen (Make or Buy Entscheidungen): • Bahnen (GSM-R, Bahn 4.0, Breitbandversorgung der Fahrgäste) • PPDR (Polizei, Behörden, Feuerwehr, …), taktische Netze, … • Rundfunk • Logistik und Betriebsfunk (Versorger, Lieferdienste, Taxi, ÖPNV, …) • Logistik und Telemetrie • Paging und Alarmierungsdienste • Energiewirtschaft, Versorger, … • Fahrzeug-zu-Fahrzeug, Fahrzeug-zu-Infrastruktur Kommunikation • … Anwendergruppen für mobile Dienste ohne eigenen Netzen: • Banken, Versicherungen, Logistik, Telemedizin, Automobil, Landwirtschaft, Energiewirtschaft, … Anwendergruppen mit Interesse an Funkkommunikation: • Industrie, Logistik, Krankenhäuser, Landwirtschaft, …
Was kann 5G ?
Enhanced Mobile Broadband
Gigabytes in a second
3D video, UHD screens
Work and play in the cloud
Smart Home/Building
Augmented reality
Industry automation
Voice Mission critical application,
e.g. e-health
Smart City Self Driving Car
Future IMT
Massive Machine Type Ultra-reliable and Low Latency
Communications Communications
Source: ITU-R
Referenz: Industrielle Kommunikation
Automatisierung - Milchwirtschaft
www.automatischefuetterung.de Foto: Fa. Wasserbauer
KEYSTONE/ANTHONY ANEX
Bildquelle: Fa. Lely
Automatisierung - Feld
Wann und wie wird 5G verfügbar?
• Spektrum
• Technologieroadmap
(LTE, Rel. 15, Rel. 16, … ; Non Standalone, Standalone)
• Öffentliche und nicht-öffentliche Netze (Campusnetze)Spektrum
Drei Kategorien:
• Sub 1 GHz (“deep indoor”, “rural area”, “coverage”, …)
• 1 – 6 GHz (“wide area coverage” and “capacity”)
• mmW (> 6 GHz) (“capacity”, “data pipe”)
5G Spektrum, Core-Band, Deutschland
GHz 3.4 3.7 3.8 24.25 27.5
100 MHz für lokale Netze (Gebührenhöhe?) mmW
300 MHz für öffentliche Netze Auktion
Nach der Auktion ist vor der Auktion5G Releases und Markteinführung Standard: Q2,‘18 (NSA), Q4, ’18 (SA) geplant Q2, 2020 geplant Q3/Q4, 2021 Produkte: Q4,’18 (NSA), Q3/Q4, ‘19 (SA) ? ?
Öffentliche und Nicht-öffentliche Netze
• Motivation:
• 5G Technologie auch unabhängig von öffentlichen Mobilfunknetzen nutzbar machen.
• Anwendern Nutzung von 5G entsprechend eigenem Bedarf und Zeitplan erlauben.
• Konzept der lokalen Netze ( Vortrag Thomas Heutmann) von BNetzA eingeführt (3.7 – 3.8 GHz)
• Breite Unterstützung in Anwenderkreisen
• Laufende Diskussion in 3GPP, 5G-ACIA, …
• Zahlreiche Implementierungsoptionen zwischen zwei Spezialfällen:
• Nicht-öffentliches Netz als Network Slice in öffentlichem Netz
• Nicht-öffentliches Netz als völlig seperates Netzwerk in eigenem SpekrumNicht-öffentliche Netze Option (NPN)
Campusnetze aka private / lokale Netze
• Verfügbarkeit entsprechenden eigene Bedarf
• Kontrolle aber auch Verantwortung für Auf- und
Ausbau, Performanz, Sicherheit, Betrieb, …
• Verantwortung
• für Spektrum
• notwendiges Know-How für regulatorische
Fragen und Betrieb
• Keine Roaming Garantie, keine Garantie für
unterbrechungsfreie mobile Dienste
• Kein Anbieten öffentlicher MobilfunkdiensteNPN unter Einbeziehung öffentlicher Netze
Steigende Integration in öffentliche Netze5G Modellregion Kaiserslautern
• Forschungsprojekt an der TU Kaiserslautern (keine öffentliche Infrastruktur, keine öffentlichen Dienste)
Ziel: „Entwickelung von Deutschland zum 5G Leitmarkt unterstützen“
• Experimentalnetzwerke und Expertise zur Entwickelung und Erprobung von 5G Anwendungen aufbauen und
zur Verfügung stellen
• 5G Netzwerktechnologie erproben und weiterentwickeln
• 5G Campusnetz-Konzepte entwickeln, erproben und demonstrieren (inklusive Handhabbarkeit,
Anwendungen, Implementierung)
Vorgehen:
• Aufbau von vier Campusnetzen (Wissenschaftsmeile, Landwirtschaft, SmartFactory, portables System)
• Mit unterschiedlicher Architektur, Herstellern, Managementkonzepten, …
• Evaluierung mit interessierten Parteien, offen für alle weiteren interessierte Parteien
• Zusammenarbeit mit weiteren Forschungsprojekten um neue Konzepte einzubringen
• Zusammenarbeit mit NetzwerkbetreibernCampusnetzwerke Campusnetzwerk Landwirtschaft • Lehr- und Versuchsanstalt Hofgut Neumühle • LTE / 5G SA Netzwerk • Autonome kooperierende Fahrzeuge, Drohnen für Bodenmonitoring • Leitstand zur Untersuchung von Managementkonzepten Campusnetzwerk „Wissenschaftsmeile“ • Unterschiedliche und umrüstbare Netzkonzepte und Manegementkonzepte • Überlagerung zweier Netzwerke • Autonome Fahrzeuge, Intralogistik, Delivery Fahrzeuge, Umweltmonitoring, Langzeitstudien • Leitstand zur Evaluierung von Dauerbetriebsszenarien • Evaluierung von KI zum Netz-, Fahrzeug- und Sicherheitsmonitoring • Campus Busse für Rendez-Vous Verkehr mit ÖPNV
Campusnetzwerk “Wissenschaftsmeile”
5G Campus Networks – DFKI / Smart Factory • Szenario: Produktionsumgebung, Automatisierung, Intralogistik • Ort: zwei Hallen, Outdoor, Flure • Mehrere überlagerte Campusnetzerke (MNO und privat, LTE und 5G, auch im 26 GHz Band) • Anwendungen im Bereich Nothalt, AGVs, kooperierende Maschinen, Augmented Reality, TSN, Lokalisierung, Clouddienste, … • Netzwerksicherheitskonzepte, Jammerdetektion, … • Untersuchungen zu Mandantenfähigkeit, Koexistenz, Sychronisation, Abdeckung, URLLC, Verfügbarkeitsnachweis, Forensik/ Black Box, … • Weitere Forschungsthemen im Bereich KI Anwendungen, KI zur Netzwerksteuerung, BCI zur Unterstützung Mensch-Maschine Kooperation, … • Zusammenarbeit mit SmartFactory e.V. • Offen für Entwickelung und Erprobung von 5G Anwendungen Dritter
Portables 5G Campusnetz
• Mobiles LTE / 5G SA Campusnetz (2 Fahrzeuge)
• Backbone über Richtfunk, Satellit oder Multi-
LTE
• LoRaWAN , D-GPS
• Entwickelung eines Konzepts für eine
automatisierte Lizensierung
• LTE / 5G Scanner
• 2 x 2 Basisstationen (für Drohnen)
• Weinbau und Landwirtschaft
• Rundfunk / PMSE
• Rettungshubschrauber
• Baustellen
• Großschadenslagen / PPDR
• Anwendungsszenarien Dritter
https://www.gsfb.de/produktportfolio/test-und-messfahrzeuge/index.html https://www.gsfb.de/produktportfolio/test-und-messfahrzeuge/index.htmlDanke für Ihre Aufmerksamkeit
Kontakt:
Hans Schotten
schotten@eit.uni-kl.de
Mob.: 0173 3889470Sie können auch lesen
