5G und Wi-Fi 6 - Konkurrenz oder Co-Existenz? - 20.05.2021, Online Webinar, DIHK Roadshow 5G @ Mittelstand

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5G und Wi-Fi 6 - Konkurrenz oder Co-Existenz? - 20.05.2021, Online Webinar, DIHK Roadshow 5G @ Mittelstand
5G und Wi-Fi 6 – Konkurrenz oder Co-Existenz?
    20.05.2021, Online Webinar, DIHK Roadshow 5G @ Mittelstand
                                                         Henning Horn
                               Bergische Universität Wuppertal (SIKoM+)

                                                         Stefan Böcker
                                 Technische Universität Dortmund (CNI)
5G und Wi-Fi 6 - Konkurrenz oder Co-Existenz? - 20.05.2021, Online Webinar, DIHK Roadshow 5G @ Mittelstand
Die 5G-Mobilfunkstrategie NRW

                                                                                                                                   Die 5G-Strategie Nordrhein-Westfalens
                                      5G-Mobilfunkstrategie                                                                        besteht aus drei zentralen
                                        des Landes NRW                                                                             Handlungsfeldern:
                                                                                                                                   ▪ Beschleunigung des LTE-Mobilfunknetzausbaus als
                                  Competence                                                                                         Voraussetzung für 5G-Anwendungen
                                                              Förderwettbewerb                    5G-Realbetrieb
Mobilfunkpakt                       Center
                                   5G.NRW
                                                                  5G.NRW                             in NRW                        ▪ Koordinierte und gezielte Finanzierung von
                                                                                                                                     5G-Forschungs- und Testfeldern

 Vorbereitung                    Information&                      Innovation&
                                                                                                        Rollout                    ▪ Regelmäßiger Austausch mit relevanten Akteuren
                                 Vernetzung                        Anwendung
                                                                                                                                     zu aktuellen Themen im 5G-Dialog.NRW wie
                                                                                                                                     Sicherheit der 5G-Netzinfrastruktur, Umwelt-
                                           5G-Dialog.NRW                                                                             schutz oder gesellschaftlicher Akzeptanz des
                                                                                                                                     Mobilfunkausbaus

     Quelle: Eigene Darstellung entsprechend Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie NRW (Bildquelle: © valdisskudre - stock.adobe.com).   –2–   20.05.2021
5G und Wi-Fi 6 - Konkurrenz oder Co-Existenz? - 20.05.2021, Online Webinar, DIHK Roadshow 5G @ Mittelstand
Ziele des Competence Centers 5G.NRW

      ➢ Technische Eintrittshürden für Unternehmen reduzieren

      ➢ Wirtschaftliche Potentiale für Verticals entwickeln

      ➢ Die Innovationsdiffusion – 5G and beyond – beschleunigen

      ➢ NRW zum Leitmarkt für 5G in Deutschland und Europa entwickeln

                                                                   –3–   20.05.2021
5G und Wi-Fi 6 - Konkurrenz oder Co-Existenz? - 20.05.2021, Online Webinar, DIHK Roadshow 5G @ Mittelstand
Aufstellung des Competence Center 5G.NRW

                                   5G-Start-ups
             Anwender                                           5G-Service
             (Verticals)                                         Provider

                                   CC5G.NRW
                                    5G-Technologie                  5G-
                 5G-Netzwerk
                                      Validierung,              getriebene
                     und
                                    Demonstration                 Prozess
                   Wissens-
                                     und Evolution              Innovation
                   transfer
                                        Erprobung und          Untersuchung von
                    NRW-weiter
                                    Validierung innovativer    Prozessinnovation
                   Austausch und
                                         5G-Netz- und          und -optimierung
                    Transfer zu
                                     Computingkonzepte              mittels
                   5G and beyond
                                                               5G-Technologien

              Netzbetreiber                                         Wissenschaft
                                         Ausrüster
                                                              5G.NRW Orbit

                                                                                   –4–   20.05.2021
5G und Wi-Fi 6 - Konkurrenz oder Co-Existenz? - 20.05.2021, Online Webinar, DIHK Roadshow 5G @ Mittelstand
5G.NRW-Förderwettbewerb

Die Förderempfehlungen für Projekte aus dem 2. Call werden in wenigen Tagen veröffentlicht
      ▪ Die Projekte aus dem 1. Call starteten im Zeitraum Januar 2021 bis Mai 2021
               ▪ Insgesamt 24 Einreichungen im 1. Call – 13 Projekte von der Jury zur Förderung empfohlen
               ▪ Ausgeschöpftes Fördervolumen beträgt aktuell 26 von 90 Millionen Euro

      ▪ Bewerbungen konnten in fünf Kategorien eingereicht werden:
               ▪ 5G-Forschung und Entwicklung
               ▪ 5G-Testzentren für Forschung und Entwicklung
               ▪ 5G-Campusnetze für Prozess- und Organisationsinnovationen
               ▪ Lokale und regionale 5G-Reallabore
               ▪ Entwicklung von 5G-Anwendungen und -Geschäftsmodellen, inkl. Gründungen

   Weitere Informationen zum Förderwettbewerb 5G.NRW: https://www.ptj.de/projektfoerderung/wettbewerbe-nrw/5g-nrw   –5–   20.05.2021
5G und Wi-Fi 6 - Konkurrenz oder Co-Existenz? - 20.05.2021, Online Webinar, DIHK Roadshow 5G @ Mittelstand
5G.NRW-Förderprojekte aus dem 1. Call

                                                                                                                             5G als Enabler einer
                          Plan & Play                                                                                        zukunftsfähigen Intralogistik
                          Dortmund                                                                                           Beckum

               5GLAN                                                                                                                       5G4Industry
               Ratingen                                                                                                                    Paderborn

     Car2Bike.5G
     Krefeld
                                                                                                                                                  5G EURIALE
Giga For Health                                                                                                                                   Dortmund
Düsseldorf
                                                                                                                                  5G Inklusion 4.0
               Odea.5G                                                                                                            Dortmund
               Köln/Bonn

    5G Comet                                                                                                         5GROW
    Aachen                                                                                                           Siegen

RISEN_5G                                                                                               5Guarantee
                                                                                                       Bad Honnef
Aachen

      Weitere Informationen zu den 13 Projekten: https://www.wirtschaft.nrw/pressemitteilung/wettbewerb-5gnrw-landesregierung-foerdert-13-herausragende-5g-projekte-mit-bis-zu   –6–   20.05.2021
5G und Wi-Fi 6 - Konkurrenz oder Co-Existenz? - 20.05.2021, Online Webinar, DIHK Roadshow 5G @ Mittelstand
Zielgruppen des Innovationsnetzwerks

Insgesamt sind zurzeit knapp 2.800 Menschen Teil des 5G.NRW-Innovationsnetzwerks
➢ Das Netzwerk umfasst u. a. Menschen und Institutionen aus den folgenden Bereichen:

      ▪ Digitale Pioniere
      ▪ IT- und Telekommunikationsbranche
      ▪ Vertikale Industrien
      ▪ Akteure aus dem 5G-Umfeld
      ▪ Multiplikatoren
      ▪ Politische Entscheidungsträger

➢ Auf der Transferplattform sind aktuell ca. 200 Personen mit einem eigenen Profil vertreten
➢ CC5G.NRW ist ein öffentlich gefördertes Projekt, Mitgliedschaft im Netzwerk ist kostenfrei
                                                                                   –7–   20.05.2021
5G und Wi-Fi 6 - Konkurrenz oder Co-Existenz? - 20.05.2021, Online Webinar, DIHK Roadshow 5G @ Mittelstand
Website
https://5g.nrw/

Digitale Informations- und Transferplattform
      ▪ 5G-Technologiemonitoring – Infothek, Terminkalender und Newsletter
      ▪ Fachlicher Austausch und Impulse für die Umsetzung eigener Themen,
        Innovationsideen oder strategischer Ziele
      ▪ Diskussion gesellschaftlich relevanter Fragestellungen
               ▪ Gesundheit                                   https://5G.nrw/interaktive-karte
               ▪ Klima und Ressourcen
               ▪ Sicherheit

      ▪ Verortung von Akteuren, Projekten, Institutionen,
        Campusnetzen sowie von nordrhein-westfälischen
        Test- & Demofeldern auf einer interaktiven Karte

        Bildquelle: Bergische Universität Wuppertal (2020).                         –8–   20.05.2021
5G und Wi-Fi 6 - Konkurrenz oder Co-Existenz? - 20.05.2021, Online Webinar, DIHK Roadshow 5G @ Mittelstand
Potentiale konkret und vor Ort aufzeigen
Technologieübergreifende Anforderungsdiskussion

Anwendungen im
                                                                                                      Angebote des Kompetenzzentrums
                               Gbit/s-Datenraten                                                      für Unternehmen:
5G Lösungsraum
                                                                                                      ▪ Chancen und Grenzen im
                                                                                                        „Lösungsraum“ 5G erkunden
                                             Big Data
                                              Cloud
                                                                                                      ▪ Unternehmensspezifischen „Sweet
                                        Virtual
                                         Reality UHDVideo                                               Spot“ identifizieren

                                       ?           Echtzeitfähige                                     ▪ Ausgewählte Lösung im
                             Smart
                                                   Kommunikation
                                                                                                        Unternehmen erproben
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                                                               Telemedizin

                                                 Industrie 4.0                    Zuverlässige
Extreme Dichte                                                                    Echtzeitfähigkeit
                                  Smart Grid                                                                5G Mobilfunkentwicklung
der Endgeräte                                                         Autonome
                     Smart City                      Logistik 4.0     Fahrzeuge                            im Vergleich zu disjunkten
                 Darstellung nach ITU-R                                                                      oder komplementären
                                                                                                             Drahtlostechnologien

                           Lehrstuhl für Kommunikationsnetze
                           Communication Networks Institute
                           Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld
                                                                                                                            –9–     20.05.2021
5G und Wi-Fi 6 - Konkurrenz oder Co-Existenz? - 20.05.2021, Online Webinar, DIHK Roadshow 5G @ Mittelstand
Konvergenz privater und öffentlicher Drahtlostechnologien

                                                                  Anwendungsbereiche* für Drahtlostechnologien

                           Home                                       Office                                  Campus           Mobility             Outdoor

                 Klassischer Split der Anwendungsbereiche

                                                 Wi-Fi (IEEE 802.11 Familie)                                                       Zellularfunk (2G, 3G, 4G)

                 Konvergenz der Einsatzmöglichkeiten

                                                   Wi-Fi 6                                                                           5G

                                                                                                                                           Heutiges Thema
* Qualitative Darstellung, angelehnt an © Cisco, 5 Thing to Know About Wi-Fi 6 and 5G, Online, zuletzt abgerufen 16.05.21   5G und Wi-Fi 6 – Konkurrenz oder Co-Existenz?
Vision zukünftiger Netze für kritische Anforderungen

                                       Standortübergreifendes                       Mobile Edge Cloud (MEC)
   Externe Clouddienste                gesichertes Firmennetz
                                         (Firewall, VPN etc.)                                                          Sekundärstandort

   Software as a Service
          (SaaS)                                                   Campusnetz           Lokale
                                                                                   Prozessautomation

 Predictive Maintenance
      (Hersteller 1)       kabelgebunden
                                                                                                kabelgebunden
                                                                                                                              Quelle:
                                                                   kabelgebunden                                              CNI, TU Dortmund
                                                                   und drahtlos
                    …

Predictive Maintenance                                                                   Home Office                Leistungsfähige
     (Hersteller n)                                                                      → Home Control?         Internetinfrastruktur
                                                                                                                als Mix aus kabelgebundenen
                                                                                                                und drahtlosen Technologien
                  Anything as a Service                                                                            (lizensiert/unlizensiert)
                         (XaaS)
                               Lehrstuhl für Kommunikationsnetze
                               Communication Networks Institute
                               Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld
                                                                                                                             – 11 –    20.05.2021
5G Frequenzspektrum
   Welche Bänder werden für 5G genutzt?

                         Sub GHz                                          < 6 GHz                                                      > 6 GHz
              LTE Frequenzen → „Refarming“ für 5G
                                                                                                      Private/
Netze für kritische                                                             5G cmWave             Campus                    5G mmWave
                               Cellular-IoT
 Infrastrukturen                                                                                        5G
                                                                                                                             26 GHz
     450 MHz 700 MHz 800 MHz 900 MHz           1.8 GHz         2 GHz           2.6 GHz   3.4 GHz   3.7 GHz 3.8 GHz      24            29.5 GHz 37 – 40 GHz             70 GHz

     Qualitative Darstellung

                    Gute Durchdringung (Non-Line-Of-Sight, NLOS)                                                     Line-Of-Sight (LOS) Verbindung notwendig

                Flächenfrequenzen                                                                    Kapazitätsfrequenzen
      ▪    Zielsetzung hohe                                                ▪  Zielsetzung Bereitstellung hoher Kapazitäten
           Flächenverfügbarkeit                                               (Verdichtung), z.B. in urbanen Räumen
      ▪    Gute Durchdringungs-                                           5G cmWave                           5G mmWave
           eigenschaften                                                  ▪ WAN Access                        ▪ (sehr) kurze Reichweiten
           (Indoor/Deep Indoor)                                           ▪ Innerstädtische                   ▪ Sichtverbindung
                                                                             Verdichtung                         notwendig
                                      Lehrstuhl für Kommunikationsnetze
                                                                          ▪ Mittl. Reichweiten                ▪ Hohe Kapazitäten
                                      Communication Networks Institute
                                      Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld
                                                                                                                                                             – 12 –   20.05.2021
5G als Katalysator für den Ausbau des Internets
Offene Diskussion zu Betreibermodellen

                                                                                                                                                                             * illustrativer

       Realisierungsvarianten* für 5G Campusnetze              Eigenbetrieb                                                       Managed                                    Ausschnitt, kein
                                                                                                                                                                             Anspruch auf
                                                                                                                                                                             Vollständigkeit

                                                                 Ein Netz pro Unternehmen                              MNO-basierte lokale Netzlösung (Managed)

                                                                             Exklusives 5G                          Unternehmen      Dediziertes/
                                                                               Spektrum                                              Öffentliches
                                                                               (3,7-3,8 GHz)                                      Spektrum mit APNs
                                                    Unternehmen A                                 Basis-    Kern
                                                                                                                                  oder Netzwerk-IDs   Basis-      Kern-
                                                                                                  station   -netz   Endnutzer
                                                                                                                    Öff. Netze                        station     netz

                                                                    Unternehmen im Verbund                                     Virtuell lokales Netz über
                                                                    (Network Slicing-basiert)                                MNO-basiertes Network Slicing

                                                                                                                                         Slice
                                                                                   Slice A                                           Unternehmen
                                                                                                                    Unternehmen
                                                    Unternehmen A            Exklusives 5G                                            Öffentliches
                                                                               Spektrum                                                   Netz
                                                                                                  Basis-    Kern-                        Slice        Basis-     Kern-
                                                                                  Slice B         station   netz     Endnutzer        Endnutzer
                                                    Unternehmen B
                                                                                                                                                      station    netz
                                                                                                                     Öff. Netze

                                                                                                                                                                öffentlich
                                                    unternehmensintern                           Gigabit-Glasfaserinfrastruktur
                                                             Lehrstuhl für Kommunikationsnetze
                                                             Communication Networks Institute
                                                             Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld
                                                                                                                                                                                 – 13 –         20.05.2021
Vergleich lizenzierter und unlizenzierter Frequenzspektrum
          Welche Bänder werden für Wi-Fi genutzt?

                                             Sub GHz                                                < 6 GHz                                                                         > 6 GHz
                                                     LTE Frequenzen
                                                                                                                                 Private/
Netze für kritische                                                                                         5G cmWave            Campus                                      5G mmWave
                                                    Cellular-IoT
 Infrastrukturen                                                                                                                   5G
                                                                                                                                                                          26 GHz
              450 MHz 700 MHz 800 MHz 900 MHz                          1.8 GHz         2 GHz             2.6 GHz    3.4 GHz   3.7 GHz 3.8 GHz                         2            29.5 GHz 37 – 40 GHz                 70 GHz
                                                                                                                                                                      4

                   Qualitative Darstellung       868 MHz                                          2.4 GHz                                 5 GHz          6 GHz                                            60 GHz
                                                 (SRD Band)                                       (ISM Band)                             (ISM Band)     (Wi-Fi 6E)                                        (ISM Band)
                                                                                                                                                          incl.
                                                                                                                                                       5.9 GHz
Mobilfunkbetrieb
              (Allgemeinzuteilung)

                                                                                                                                                      (ITS-G5 Band)
 Unlizenzfreier

                                     Low Power Wide Area                                                       Wireless Local Area                                                             Wireless Gigabit
                                          Networks                                                              Networks (WLAN)                                                                       (WiGig)
                                      (LPWAN, z.B. IEEE                                                        (z.B. IEEE 802.11ax                                                                      (IEEE
                                                                                                                                                                                               Multi-Gigabit, Short Range
                                                                                                                                                                                                      Beamforming
                                     802.ah [WiFi HaLow])                                                            [Wi-Fi 6])                                                                  802.11ad/ay)
                                     Internet of Things (Sensor, Control)

                                     → Welcher Technologie- und Frequenz-Mix stellt die größten Potentiale bereit?
                                                              Lehrstuhl für Kommunikationsnetze
                                                              Communication Networks Institute
                                                              Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld
                                                                                                                                                                                                          – 14 –       20.05.2021
Vergleich lizenzierter und unlizenzierter Betriebsmodelle
Herausforderungen der Netzplanung und des zuverlässigen Betriebs

                                  Lizenzierter Betrieb                                             Unlizenzierter Betrieb

                       Öffentlicher Mobilfunk                                                    Privater Mobilfunk
         •    Verantwortung für Netzplanung liegt beim Netzbetreiber, für den                •   Verantwortung für Netzplanung beim
              Anwender weitgehend intransparent                                                  Anwender → Access Points können dort
                                                                                                 eingesetzt werden, wo sie benötigt werden
         •    Betrieb in exklusiv reservierten Bändern: Leistungsfähigkeit
              steuerbar durch Netzplanung des Netzbetreibers                                 •   Betrieb im offenen ISM-Band
                                                                                                 → Leistungsfähigkeit nur bedingt durch
         •    Qualität der Anbindung stark abhängig vom konkreten Standort                       Netzplanung und Dimensionierung
              des Endgeräts →                                                                    steuerbar
              ggf. starke Latenzen, geringe Datenraten und hoher                                 → Wechselwirkung mit unbekannter
              Energieverbrauch am Zellrand                                                       Anzahl von Betreibern im offenen Band,
                                                                                                 Bedingungen können sich jederzeit ändern
               Klassisches                       Cellular IoT             Lokale 5G
                LTE & 5G                          (z.B. NB-IoT)             Netze            •   Störminderungstechniken führen bei
             • Leistungsfähigkeit         • Realisierungsopt.           • Private und/oder       Paketverlusten und Engpässen zu hohen
               in starker                   (In-Band, Guard-Band,         halböffentliche        Latenzen, zunehmende Interferenzen zu
               Wechselwirkung               etc.) → Auswirkung            Netze für              niedrigeren, verfügbaren Datenraten
               mit konv.                    auf die verfügbare            geschlossene
               Endkonsumenten               Kapazität und                 Nutzergruppen
                                            Leistungsfähigkeit                                                Wi-Fi 6

                                                                    Notwendigkeit einer detaillierten Leistungsbewertung
                           Lehrstuhl für Kommunikationsnetze        ▪   Zuverlässige Aussage über Abdeckung- und Verfügbarkeit
                                                                        Bestimmung von Leistungskenngrößen und Kapazitätsengpässen – 15 –    20.05.2021
                           Communication Networks Institute
                           Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld        ▪
Unterstützung der Industrie durch
mehrphasige 5G.NRW Angebotskonzepte

                                                           Mehrphasiges Durchführungskonzept:
                 5G.NRW Vor-Ort
                                                           1. Aktivierungsphase: Vorgespräche und
          5G „Aktivierungsphase“:                             Strategieentwicklung mit interessierten
           Kurzschulung, Brainstorming,                       Unternehmen
               Anwendungsprofile
                                                           2. Erweiterte Aktivierungsphase (je nach
                                                              Erfahrung und Fachkenntnis): Definition und
                5G „Aktionstag“                               Integration von Schnittstellen zur Vorbereitung
               5G Netzbetrieb vor Ort
                                                              des mobilen 5G-Labors für die Integration mit
                                                              Geräten und Anlagen (z.B.
                  Nachbereitung:                              Produktionsanlagen) der Unternehmen.
    Initiierung von umfangreicheren Projekten, etc.
                                                           3. 5G Aktionstag: Durchführung des Vor-Ort
                                                              Termins
                                                           4. Nachbereitung: Diskussion zur Aufbereitung
                                                              und Sicherung der gesammelten Erfahrung,
                                                              sowie Handlungsempfehlungen.
                       Lehrstuhl für Kommunikationsnetze
                       Communication Networks Institute
                       Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld
                                                                                                 – 16 –   20.05.2021
5G Campusnetzplaner
Schnelleinstieg zur lokalen 5G-Funklizenz für Unternehmen
                                                                                      Zielsetzung: Eintrittshürden für Unternehmen und
                                                                                      Institutionen in das 5G Campusnetzthema senken
                                                                                      ▪ Erste Infos zu unternehmensspezifischen Campusnetzen
                                                                                        in wenigen, intuitiven Schritten:
                                                                                               •     Einfache Wahl des Wunschgebietes in einer Karte
                                                                                               •     Konfiguration der Bandbreite, Laufzeit und
                                                                                                     Flächenanteile

                                                                                       Automatische Ermittlung voraussichtlicher Zuteilungsgebühren
                                                                                                     Frequenzgebühr = 1000 + B * t * 5 * (6a1+a2)

                                                                                        ➢ Intuitive Abschätzung voraussichtlicher Zuteilungsgebühren
                                                                                        ➢ Bereitstellung erster Konfiguration und Gebietsvektor zur
https://5g.nrw/campusnetzplaner/                                                          Überführung in BNetzA Antrag
                                                                                                                                                                           – 17 –   20.05.2021
B: Bandbreite in MHz; t: Laufzeit in Jahren; a: Fläche in km², Differenzierung nach Struktur der Flächennutzung (a1: Siedlungs- und Verkehrsfläche, a2: andere Flächen).
5G Campusnetzplaner
                                 Bundesweite Resonanz bestätigt Interesse an privaten 5G Lösungen

                                       Anzahl der kumulierten Besucher seit dem                                                                            Allgemeine Besucherstatistik (bundesweit)
                                      Release des 5G Campusnetzplaners bis heute
                                                                                                                                      Besucher insgesamt                      11396
                                                   Besucher (alle)
                               10000               Besucher (einzigartig)
                                                                                                                                      Besucher einzigartig*                    4422
                                                                                                                                                  *Anzahl unterschiedlicher IP-Adressen,
 Anzahl Besucher (kumuliert)

                                                                                                                                                ausgenommen TUDo (Stand: 16.05.2021)
                                 8000

                                                                                                                                      1.                          NRW        49,8%
                                 6000
                                                                                           Stammnutzer
                                                                                                                                      2.Top 5 Bundesländer
                                                                                                                                                       Bayern                13,1%
                                                                                                                                      3.                      Hessen           8,7%
                                 4000
                                                                                                                                      4.                   Baden-              6,6%
                                                                                                                                                      Württemberg
                                 2000
                                                                                                                                      5.            Niedersachsen              4,5%

                                     2020/1             2020/2             2020/3             2020/4           2021/01
                                                                          Quartal                                                          Potential bestätigt: 5G Campusnetzplaner mit sehr großer Resonanz
Zitierungen in Fachliteratur                                                                                                               bestärkt Interesse/Bedarf für die Nutzung privater 5G Lösungen
(1)                            BMWi, „Leitfaden 5G Campusnetze“, Apr. 2020.
(2)                            c‘t, „Fabrikfunk - Mobilfunk-Campusnetze: Entscheidungsfindung, Planung, Betrieb “, Ausgabe 12/2020, Mai 2020.                                                          – 18 –   20.05.2021
(3)                            c‘t innovative, „5G Netze - Es geht langsam los. Wie man Campusnetze plant, Sonderheft 2020 , Apr. 2020.“
Hands-On-Erfahrung konkret und live vor Ort
                                                                                            Lokaler 5G-Netzbetrieb bei 3,7GHz
                                                                                            (5G Campusnetze):
                                                                                            •   Ende-zu-Ende-Mobilfunklösung, basierend auf
                                                                                                Open Source Software-Defined Networking und
                                                                                                kommerziellen Plattformen
                                                                                            •   Beispielhafte Realisierung innovativer
                                                                                                5G-Anwendungen (z.B. Network Slicing)
                                                                                            Details im Video: https://youtu.be/f0tOkZBydWs

                                                                                            5G mmWave Laborplattform bei 28 GHz
                                                                                            •   Einsatz fortgeschrittener 5G-Technologien Pencil
                                                                                                Beam Antennen in Laborexperimenten in zukünftig
                                                                                                nutzbaren 5G-Frequenzbereichen.
                                                                                            Details im Video: https://youtu.be/DjqCDtUAaBA

                                                                 Bildquellen: TU Dortmund   Lokaler Wi-Fi 6-Netzbetrieb (2,4 | 5 GHz)
                                                                 (2020).
                                                                                            •   Professionelle Ende-zu-Ende Wi-Fi 6 Infrastruktur
•   Flexibler und kurzfristiger Einsatz für Vor-Ort-Evaluierungen                               (kommerzielle Plattform) und Open Source
    in ganz NRW                                                                                 Software-Defined Radio

•   Impulse für Forschungsbedarf und Innovationen, um 5G zu                                 Low Power Wide Area Networks (LPWAN)
    verbessern → Beyond 5G                                                                  •   Dedizierter (ad-hoc) LoRaWAN Netzbetrieb
                             Lehrstuhl für Kommunikationsnetze
                             Communication Networks Institute
                             Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld
                                                                                                                                             – 19 –   20.05.2021
Proof-of-Concept - 5G.NRW Vor-Ort in der Rettungsrobotik
Beispiel für einen kooperativen Einsatz von Wi-Fi und 5G

                                                                   Eingeschränkte
                                                                   Wi-Fi Abdeckung

                                                                   Trajektorie Exploration

               Wi-Fi 5/6 Infrastruktur             Campus der TU
                                                   Dortmund

Evaluationsszenario
•   Exploration eines aufgrund von
    Kontaktbeschränkungen verlassenen                                     Telekom LTE B3
    Lehrstuhlflügels                                                      (1800MHz)
•   Operator im Home-Office                                               Basisstation
•   Kommunikation durch Kombination von WiFi                         Ort der Durchführung
    Infrastruktur und öffentlichem Mobilfunknetz

                                                                                             – 20 –   20.05.2021
Proof-of-Concept - 5G.NRW Vor-Ort in der Rettungsrobotik
Beispiel für einen kooperativen Einsatz von Wi-Fi und 5G

                                                       Dokumentation des
                                                       Experiments mittels
                                                       360°-Livestream

                                                           8K Live Videostream
                                                           Multi-Link Dashboard
                                                           Livestream zur
                                                           Steuerung

                                                                      – 21 –   20.05.2021
Erfahrungsberichte und Feedback von Industriekontakten
 Mangelnde Aufklärung & Erfahrungswerte lassen viele
 Fragestellungen für (5G) Campusnetze offen
           Anwendungspotentiale                                  Netzbetrieb & Planung                                                                                                 Technologievergleich
                                                  Vollständig dediziertes                                 Geteilte Nutzung öffentlicher
                                                   (privates) Netzwerk                                           Mobilfunknetze                                                        LTE Frequenzen
                    5G Retrofit                      Ein Netz pro Unternehmen                             „Managed“ Netzlösung (MNO-basiert)
                                                                                                                                                                                                                                   Private
                                                                                                                       3,7 – 3,8 GHz                                                                           5G cmWave             5G
                                                              Exklusives 5G                            Unternehmen
                                                                                                                           Dediziertes/
                                                                Spektrum                                              Öffentliches Spektrum
    5G Campusnetz                           Unternehmen A                       Basis-     Kern-
                                                                                                                     mit APNs oder Netzwerk-
                                                                                                                                IDs
                                                              3,7 – 3,8 GHz    station     netz         Endnutzer                                Basis-   Kern    700 MHz 800 MHz 900 MHz 1.8 GHz 2 GHz      2.6 GHz   3.4 GHz 3.7 GHz 3.8 GHz
                                                                                                        Öff. Netze                              station   -netz
                                                                                                                        Öff. 4G/5G Frequenzen

                                                       Unternehmen im Verbund                           Virtuell lokales Netz über MNO-basiertes                              868 MHz                     2.4 GHz                           5 GHz
                                                                                                                                                                              (SRD Band)                  (ISM Band)                       (ISM Band)
                                                       (Network Slicing-basiert)                                      Network Slicing
                                                                 Slice A                                                     Slice Endnutzer
                                                                                                      Unternehmen

                                                                                                                                                                                                                  Wireless Local Area
                                           Unternehmen A      Exklusives 5G
                                                                Spektrum                                                   Öffentliche
                                                                                                                           s Spektrum                               Low Power Wide Area
                                                                                                                                                                         Networks                                  Networks (WLAN)
                                                                 Slice B          Basis-    Kern                                 Slice           Basis-   Kern
                          5G Innovation    Unternehmen B
                                                               3,7 – 3,8 GHz
                                                                                 station    -netz      Endnutzer
                                                                                                       Öff. Netze
                                                                                                                             Unternehmen
                                                                                                                                                station   -netz

                                                                                              * illustrativer Ausschnitt, kein Anspruch auf Vollständigkeit

5G Retrofit / Brownfield                  Betreibermodelle                                                                                                        5G vs. Wi-Fi 6
Minimalinvasive Migration Produktions-    Wahl der richtigen 5G Campusnetz-                                                                                       5G als Alternative oder ergänzende
technologien & 5G Ready Check?            Realisierungsvariante?                                                                                                  Kommunikationstechnologie?
                                                                                                                              Spin-Off
5G Innovation                             Fachkenntnis                „Plan & Play“                                                                               Leistungsfähigkeit
Anwendungslandschaft durch innovative     Ist „Wi-Fi-Usability“ auch im Kontext                                                                                   Erfüllen sich die Marketingclaims
5G Möglichkeiten erweiterbar?             privater 5G Netze möglich?                                                                                              dauerhaft im Produktivbetrieb?

                                                                                                                                                                                   Spin-Off
                                                                                                                                                                                 „5Guarantee“                    – 22 –         20.05.2021
Bedarf für belastbaren Vergleich von 5G und Wi-Fi 6
    Entwicklung kontinuierliches Bewertungs- und Kontrollsystem für
    lokale Drahtlostechnologien
                                  5G gNodeB / Wi-Fi 6 AP
                                                                                      Monitoring & Control
                                                                                         Testverkehr
                                                                                                                             Aktive Stör- und Lastgenerierung (Stresstests):
      Anwendungs-bedingter
          Realverkehr                                                                   Emulation of arbitrary traffic          • Unabhängig von Umgebung einsetzbar
                                                                                     classes and requirement profiles
                                                                                     for resilient evaluation in different
                                                                                            stress test situations.
                                                                                                                                • Abbildung realistischer Datenverkehrsprofile
                                                                                                                                  und Störeinflüsse
    Automotive
                                                                                                                                • Prüfung der Einhaltung bedarfsgerechter
                                                                                                     Robotics
                                                                                                                                  Anforderungsprofile
                         SUT                                                      System under Test (SUT)

                                                                                                                                 Fortlaufende Auswertung von Ende-zu-Ende
                                                                        SUT                Industry 4.0 /                           Leistungsgarantien mit dem Ziel einer
      …..                                                                                    Logistics                               ganzheitlichen Leistungssteigerung
      …..
      …..                                   Auto   W iFi   5G

   Central                     Central
 Monitoring &             Management
Control Server               Interface

            5GUARANTEE
                                                                gefördert durch

                                                                                                                   assoziiert
           Agiles System für Ende-zu-Ende-Leistungsgarantien in lokalen 5G
          Netzen ganzheitlich eingebettet in die Industrie-4.0-Prozesslandschaft                                                                               – 23 –   20.05.2021
Zusammenfassung

                  ▪   Leistungsfähigkeit unterschiedlicher
                      Technologien vor dem Hintergrund der
                      Zielanwendungen reflektieren

                  ▪   Anforderungen identifizieren und
                      bedarfsgerecht eingrenzen (Sweet Spot)

                  ▪   Referenzanwendungen und Lösungen im
                      Pilotbetrieb erproben

                                Wir unterstützen gerne!

                                                          – 24 –   20.05.2021
Weiterführende Informationen

▪ Competence Center 5G.NRW - CC5G.NRW (Online: https://5g.nrw/)

   ▪ Project at a glance: Video | Flyer | YouTube

   ▪ Interaktive Karte: https://5g.nrw/interaktive-karte/

▪ 5G Campus Network Planner (Online: https://5g.nrw/campusnetzplaner)

▪ Zur BUW - SiKom+ (Online: http://sikom.uni-wuppertal.de/)

▪ Zur TU Dortmund - Communication Networks Institute (Online: www.cni.tu-dortmund.de)

   ▪ Laborumgebungen: https://www.kn.e-technik.tu-dortmund.de/cms/en/research/CNI-Labs/index.html

   ▪ Projekthighlights: https://www.youtube.com/channel/UCtQ8h9bAiWhf9H6DNyyo7Lg

                                                                                     – 25 –   20.05.2021
Schrittmacher der Innovation in NRW

                                      Kontakt:
                                      Stefan Böcker
                                      Technische Universität Dortmund
                                      Lehrstuhl für Kommunikationsnetze (CNI)
                                      www.cni.tu-dortmund.de
                                      T: 0049 231 755 7004
                                      @: stefan.boecker@5g.nrw

                                      Kontakt:
                                      Henning Horn
                                      Bergische Universität Wuppertal
                                      Institut für Systemforschung der Informations-,
                                      Kommunikations- und Medientechnologie (SIKoM+)
                                      T: 0049 202 439 1035
                                      @: henning.horn@5g.nrw

                                                                             – 26 –     20.05.2021
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