Neue Forschungsinfrastruktur: 5G Exploration Space Salzburg

2020-09-28:

Die 5. Generation des Mobilfunks (5G) ist eine vielversprechende Technologie. Doch wie wird der Mehrwert der neuen Technologie auch tatsächlich nutzbar? Und werden die versprochenen Eigenschaften überhaupt erreicht? In Salzburg wird nun unter der Leitung von Salzburg Research eine anbieterunabhängige 5G-Forschungsinfrastruktur geschaffen, die von Wissenschaft und Unternehmen zur Erprobung von Anwendungen und Produkten genutzt werden kann.

Die fünfte Mobilfunkgeneration verspricht Spitzendatenraten bis zu 10 Gigabit pro Sekunde, extrem niedrige Latenzzeiten, hohe Verfügbarkeit, hohe Zuverlässigkeit sowie eine hohe Energieeffizienz. Darüber hinaus kann jede 5G-Funkzelle deutlich mehr Geräte bedienen als ältere Standards.

„Trotz dieser attraktiven Eigenschaften ist 5G kein „allumfassendes“ Netz. Zum einen sind aktuelle Systeme noch nicht in der Lage, diese Eigenschaften zu erbringen. Zum anderen wird die Konfiguration eines 5G-Netzes ein ständiger Kompromiss bleiben, denn alle Eigenschaften können nicht gleichzeitig gleich gut erfüllt werden“, sagt 5G Exploration Space-Leiter Peter Dorfinger von Salzburg Research.

Betrieb und Konfiguration eines 5G-Netzes müssen daher an die konkreten Anforderungen der Anwendung angepasst werden. Im 5G Exploration Space Salzburg werden dazu relevante 5G-Use Cases aufbereitet und getestet. Wechselwirkungen sollen ausgeschlossen, Sicherheit und Privatsphäre gewährleistet werden. Gleichzeitig werden anbieterunabhängige Überwachungswerkzeuge entwickelt, um die Einhaltung der Netzeigenschaften zu überwachen.

Attraktive Eigenschaften, aber kein „allumfassendes“ Netz

„Daten können über 5G in Echtzeit übermittelt werden, da die Latenzzeit unter optimalen Bedingungen zwischen einer Millisekunde und höchstens zehn Millisekunden betragen darf. Das ist jedoch noch eine Zukunftsvision, denn aktuell am Markt verfügbare Systeme sind noch nicht in der Lage, diese versprochenen Eigenschaften zu erfüllen“, so Dorfinger weiter.

Auch der Konfiguration eines 5G-Netzes kommt ein hoher Stellenwert zu: „Einem Endgerät kann entweder höchste Bandbreite oder höchste Zuverlässigkeit zur Verfügung gestellt werden – nicht jedoch beides gleichzeitig, da die Ressourcen entweder für Bandbreite oder für Zuverlässigkeit benötigt werden. Es gibt also nicht das ”allumfassende” 5G-Netz, sondern je nach Anwendung wird die tatsächliche Ausprägung sehr unterschiedlich aussehen“, erläutert Dorfinger. Im 5G Exploration Space Salzburg werden daher vier 5G-Use Cases in unterschiedlichen Themengebieten aufbereitet und in unterschiedlichen Konfigurationen getestet.

Anbieterunabhängige Kontrollwerkzeuge

„Neue Technologie sollte niemals Selbstzweck sein“, sagt Dorfinger. „Darum ist es wichtig, dass die versprochenen Eigenschaften von neutraler Stelle auch überprüft und dauerhaft sichergestellt werden können.“

Im 5G Exploration Space Salzburg werden daher zusätzlich anbieterunabhängige Überwachungswerkzeuge entwickelt, um diese Technologie auch für kritische Anwendungen, wie etwa die Fernüberwachung und Koordination von mobilen Robotern und AGVs (Autonomous Guided Vehicles) sicher betreiben zu können. Verzögerungen in der Signalübertragung könnten hier schwere Unfälle zur Folge haben. „Speziell entwickelte 5G-Messwerkzeuge werden ständig die Einhaltung der geforderten Eigenschaften überprüfen“, erläutert Dorfinger. Damit soll gewährleistet werden, dass Nutzer/-innen von 5G die Versprechen der Hersteller/-innen oder Betreiber/-innen unabhängig kontrollieren können.

Vier Salzburger Use Cases

Vier konkrete Anwendungen werden im 5G Exploration Space Salzburg umgesetzt. Sie legen den Fokus auf Anforderungen, die 4G-Netze derzeit noch nicht leisten können. Das 5G-Netz wird dazu in verschiedenen Konfigurationen betrieben, um zu evaluieren, mit welcher Konfiguration welche Leistungsmerkmale erreicht werden können:

  • Fernsteuerung von (Industrie-)Robotern: Steuerung von Robotern über ein 5G-Netz innerhalb von Labors sowie netzwerkübergreifend von anderen mobilen Standorten aus.
  • Echtzeitfeedback im Sport: Erfassung der Bewegungen mittels Sensoren, intelligente Verknüpfung und Verarbeitung unterschiedlicher Sensordaten und Rückübertragung der Ergebnisse als Echtzeit-Feedback zu den Sportlerinnen und Sportlern.
  • Kollaborative Gestaltung des urbanen Raums: Partizipative Prozesse in der Raumplanung und für kollaboratives urbanes Design unter Zuhilfenahme von Virtual- und Augmented-Reality.
  • 5D Smart Campus: Durch eine Kombination von 3D-Datengrundlagen, fix positionierten Sensoren und mobilen Endgeräten wird ein digitales Live-Modell der Science City Itzling entwickelt. Smarte Services für Orientierung und Mobilität von Studierenden, Lieferant/-innen, Besucher/-innen und Mitarbeiter/-innen sowie für das Facility Management zur Instandhaltung und besseren Nutzung von Ressourcen und Infrastruktur werden ermöglicht.

Know-how für Salzburg

Das Know-how und die Technologien aus dem 5G Exploration Space Salzburg werden an Unternehmen aus der Region weitergereicht. Denn 5G kann mit vergleichsweise geringen Investitionen realisiert werden, da in den meisten industriellen Anwendungsfällen kein flächendeckendes 5G-Netz benötigt wird, sondern lediglich ein lokales Netz innerhalb eines Werksgeländes oder einer Anlage.

Der 5G Exploration Space Salzburg schafft außerdem eine regionale Testumgebung für 5G-Anwendungen, in der Unternehmen aller Größen und Branchen eigene 5G-Anwendungen oder -Produkte testen werden können.

5G Exploration Space Salzburg

Im 5G Exploration Space Salzburg sind die Kompetenzen wichtiger Salzburger Forschungseinrichtungen gebündelt:

  • Salzburg Research Forschungsgesellschaft mbH (Projektleitung)
  • Center for Human-Computer Interaction und Interfakultärer Fachbereich Geoinformatik (Z_GIS) der Universität Salzburg
  • Fachhochschule Salzburg
  • Research Studio Austria FG iSpace

Der 5G Exploration Space Salzburg wird gefördert im Rahmen der WISS2025-Strategie des Landes Salzburg. Das notwendige Equipment und die Frequenzen für den Betrieb des 5G-Netzes werden von der Salzburg AG zur Verfügung gestellt. Als Testgelände werden die Science City Itzling und der Campus Urstein dienen.

Rückfragehinweis:

Peter Dorfinger
Forschungslinienleiter bei Salzburg Research und Leiter 5G Exploration Space Salzburg
peter.dorfinger@salzburgresearch.at | 0662.2288-452 | 0664.8142015