5G-Bavaria-Testbed »Industrie 4.0«

Das 5G-Bavaria-Testbed »Industrie 4.0« am Fraunhofer IIS ist eine offene Testumgebung, in der kundenspezifische Anwendungsszenarien aus dem Bereich Industrie und Logistik unter realistischen Bedingungen mit neuester Mobilfunktechnik in einem eigenständigen 5G-Campusnetz getestet werden können. 5G kann die Leistungsfähigkeit drahtloser Verbindungen im Industrieumfeld erheblich steigern und eröffnet somit neue Möglichkeiten, auch komplexere und sicherheitskritische Anwendungen drahtlos zu realisieren.

Für welche Kunden ist das 5G-Bavaria-Testbed »Industrie 4.0« interessant?

Neben Firmen der verarbeitenden Industrie (Automotive, Maschinen/Anlagen, Gerätebau, Chemie/Pharma, uvm.) oder der Logistikbranche, können auch Versorger und Unternehmen der Telekommunikationsbranche wie MNOs, Netzwerklieferanten, Spezialisten (z.B. für kritische Kommunikation) und vertikale Akteure (Allianzen) das Testbed für ihre Anwendungen nutzen. Beispiele finden sich z.B. in den Bereichen:

• Intralogistik: Autonome mobile Roboter, AGV Transport Systeme, Asset Tracking
  
• Factory Shopfloor: Produktionsautomatisierung, Remote Control
• Kommunikation: Big Data, Augmented Worker Support, Safety Monitoring  

Welche Mess- und Testmöglichkeiten bietet das 5G-Bavaria-Testbed »Industrie 4.0«?

Das Testbed ist mit verschiedenen Messlösungen ausgestattet, um uns bei Messungen mit und für unsere Partner, aber auch bei der eigenen Forschung und Entwicklung, bei Tests an Endgeräten sowie Netzwerkkomponenten zu unterstützen. Wir haben einen drahtlosen 5G-Protokollanalysator, eine tragbare Lösung für das Testen und Überwachen von 5G-Campus-Netzwerken, einen leistungsfähigen, tragbaren HF-Echtzeit-Spektrumanalysator sowie verschiedene andere Messgeräte, wie z.B. einen PTP-Analyzer, weitere Signal- und Spektrumanalysatoren, Vektorsignalgeneratoren für 5G-Signale oder verschiedene Antennen, Verstärker, Filter und vieles mehr.

Welche Tests wurden bereits durchgeführt?

Durch den Zugriff auf alle Trace- und Debug-Informationen in unserem eigenen 5G-Netz (wir verfügen über einen eigenen Standalone 5G-Core, der lokal betrieben wird) können wir tiefe Einblicke und Ursachenanalysen zur Fehlersuche oder zur Optimierung von Systemen und Produkten anbieten, Stichwort Entwicklungstests. Bei der funktionalen Prüfung verifizieren wir eine bestimmte Funktionalität sowohl Ende zu Ende als auch gegenüber Testern oder Referenzsystemen. In den Bereichen Kommunikation, aber auch Positionierung, kann die Leistungsfähigkeit von Systemkomponenten oder Komplettlösungen getestet werden. Als Referenz steht u.a. das 3D-Positioniersystem zur Verfügung.

Ein weiteres wichtiges Thema sind Interoperabilitätstests. Hier können Produkte oder Prototypen auf ihre Kompatibilität insbesondere mit einem Open RAN 5G-Netz getestet werden. Bei Stabilitäts- oder Langzeittests werden verschiedene Szenarien automatisch in einer definierten Reihenfolge und Anzahl wiederholt. Mobilitätstests können in der Halle und auch im Außenbereich durchgeführt werden. Ebenso ist es bei uns möglich, in sog. Cell Edge Szenarien das Verhalten am Rand der Funkabdeckung zu bewerten.

Welche zukünftigen Entwicklungen werden im 5G-Bavaria-Testbed »Industrie 4.0« in den nächsten Monaten noch implementiert?

Unser 5G-Funknetz ist nach Open RAN Standards ausgeführt und es stehen derzeit acht Radio Units zur Verfügung. Einerseits ist geplant, das Testbed an seinen Standorten in Nürnberg und Erlangen mit weiteren Radio Units (z.B. für Outdoor und für die Bürobereiche) zu erweitern, als auch Radio Units für die neuen FR2 Frequenzbänder (mmWave) zur Verfügung zu stellen.

Funktional liegen die Schwerpunkte auf der Interoperabilität insbesondere mit mehr industriellen Endgeräten (zukünftig auch für 3GPP Rel. 16 und 17 mit URLLC und 5G-Positioning) und der Mobilitäts-Unterstützung. Ebenso wird Edge Computing implementiert werden. Auch werden gerade die Komplementärtechnologien Wi-Fi 6 und 6E, mit Timing-basiertem Wi-Fi Positioning, im Testbed eingeführt. Die Anbindung bzw. die Integration eigener Software-Systemkomponenten (z.B. einer Location Management Function) an RAN und Core bildet ein weiteres Themenfeld.