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Erfahrungen aus der Planung und Beschaffung zweier 5G Campusnetze
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Leif Oppermann
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Vortrag im Rahmen des Industrial Radio Day am 17.11.2021
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1.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT
2.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Dr. Leif Oppermann, Leiter Mixed and Augmented Reality Solutions Industrial Radio Day, 17.11.2021 ERFAHRUNGEN AUS DER PLANUNG UND BESCHAFFUNG ZWEIER 5G CAMPUSNETZE
3.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Zur Person ◼ Leif Oppermann ◼ Seit 1990 Grafikprogrammierung (Commodore) ◼ Studium der Medieninformatik 1998-2003 ◼ 1999 erstes Drahtlosnetz von WG zum Hochschul-Campus (als Prototyp vor Einführung WLAN) ◼ Abschluss in 2003, Thema: “Interaktionsflächen in Augmented Reality” ◼ 2004 – 2009, Mixed Reality Lab, Uni Nottingham, England ◼ Thesis: “Facilitating the Development of Location-Based Experiences” (mit 2.5 & 3G, WiFi) ◼ 2009 – heute, Fraunhofer FIT, Sankt Augustin ◼ Leitung Mixed and Augmented Reality Solutions in der Abteilung Kooperationssysteme (Prof. Prinz) ◼ Ko-Autor des VR/AR Lehrbuchs von Springer (3 Auflagen) ◼ Aktuell Projekte zu 5G, im Baubereich und VR/AR in der Brückenprüfung
4.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Ein kurzer Blick zurück ?
5.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Kommunikation bei der Arbeit und in der Freizeit Vision von 1929 (vgl. Facetime) (Quelle: Museum für Kommunikation, Bern)
6.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Fraunhofer FIT am Institutszentrum Schloss Birlinghoven ◼ Standort Birlinghoven bei Bonn ◼ Gegründet 1968 als GMD ◼ Forschungsminister Dr. Stoltenberg ◼ Software-Krise ◼ Theorie: Informatik-Studiengänge ◼ Praxis: GMD (Erste und einzige Großforschungs- einrichtung auf dem Gebiet der Datenverarbeitung) ◼ Digitalisierung der Verwaltung ◼ Erste CAVE Europas am Standort (1996) ◼ Projekte: ◼ Juris, Bürgeramt Unna, Bafög-Bewertung, PoliTeam (Bonn-Berlin Umzug digital unterstützt), IPerG, IPCity, EnArgus, Cloud-Computing ◼ Seit 2000: u.a. Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT ◼ 1 von 75 Fraunhofer Instituten ◼ Anwendungsorientierte IT ◼ Kooperatives Design ◼ Fraunhofer FIT ist exzellenter Partner für die menschzentrierte Gestaltung unserer digitalen Zukunft.
7.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT 50 Jahre auf einen Blick ◼ 1. Büro-Automatisierung ◼ 2. Groupware ◼ 3. Social Computing Quelle: Beyond CSCW and HCI: Challenges and Useful Practices Towards a Human-Centred Vision of AI and IA , Oppermann et al., HTTF 2019, Nottingham, UK. ◼ Von EDV zum WWW ◼ From Human Factors to Human Actors ◼ CSCW – Computer Supported Collaborative Work ◼ HCI – Human Computer Interaction ◼ Zunehmend mobil
8.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT „Neue Mobilgeräte“ – wie können wir damit umgehen?
9.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Mixed Reality für die Arbeit von morgen CSCW • Groupware • Kooperationsunterstützung • Social Media Mixed Reality • Mobile, Games und Apps • Smart Devices, Wearables, Internet of Things • Neue Interaktionsformen Kombiniert • Digitalisierung interaktiver Workflows potentiell überall (5G) • Für Lernen, Smart*, Arbeit, Sport und Spiel. Quelle: Wikipedia/Deadlyhappen
10.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT 5G Campus Birlinghoven (FHG-SI) 5G Troisdorf IndustrieStadtpark (BMVI) FIT: Partner für 5G-basierte Innovationsprojekte der KMUs in der Region Expertise auf Netzwerk- und Anwendungsebene Ziel: Partner für 5G-basierte Innovationsprojekte in der Region Beste Voraussetzungen in der Abteilung: • Erfahrungen auf Netzwerk- und Anwendungsebene, • klassisches CSCW und ortsbasierte Interaktionen (Perspektive: Mobil) www.fit.fraunhofer.de/5g
11.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT 5G im IndustrieStadtpark www.5gtroisdorf.de
12.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Projekt IndustrieStadtpark, gefördert im 5G-Innovationsprogramm des BMVI • Stufe 2: Konzept-Erstellung in 2020 • 1 von 67 geförderten Vor-Projekten • Stufe 3: Umsetzungsprojekt 2021-2023 • 1 von 10 geförderten Projekten Beste Voraussetzungen in der Abteilung: • Erfahrungen auf Netzwerk- und Anwendungsebene • klassisches CSCW und ortsbasierte Interaktionen (Perspektive: Mobil) www.5gtroisdorf.de/ 5G Immo (NRW) 5G Kölnmesse (NRW) Vision 5G (NRW)
13.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Projekt IndustrieStadtpark, gefördert im 5G-Innovationsprogramm des BMVI • Stufe 2: Konzept-Erstellung in 2020 • 1 von 67 geförderten Vor-Projekten • Stufe 3: Umsetzungsprojekt 2021-2023 • 1 von 10 geförderten Projekten Beste Voraussetzungen in der Abteilung: • Erfahrungen auf Netzwerk- und Anwendungsebene, • klassisches CSCW und ortsbasierte Interaktionen (Perspektive: Mobil) www.5gtroisdorf.de/ (ab Juni 2021) 5G Immo (NRW) 5G Kölnmesse (NRW) Vision 5G (NRW)
14.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Projekt: IndustrieStadtpark (5G Troisdorf) Fact Sheet Partner 5G-Anwendungen im Projektgebiet IndustrieStadtpark Troisdorf ▪ Startdatum: 30.12.2020 ▪ Laufzeit: 36 Monate Ziele • Entwicklung und Erprobung 5G-Campusnetz-basierter Anwendungen • Industrienahe Umsetzungsforschung mit lokalen Anwendungspartnern (Staplerleitsystem, Predictive Maintenance, 5G Mixed Reality Koffer, App Ökosystem) • Geschäftsmodellinnovationen Methodik • Anforderungsanalyse und menschzentrierter, partizipativer Entwicklungsprozess • Testnetz-Aufbau und Messungen (u.a. wie gut geht 5G-Positionierung?) • Iterative Entwicklung der Demonstratoren • Koordination
15.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Site Survey im April 2021
16.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT
17.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Aufgaben und Herausforderungen ◼ Anforderungsanalyse der Use-Cases ◼ Bandbreite (Durchschnitt / Höchstwert / Symmetrisch) ◼ Abdeckung ◼ Latenz ◼ Lokalisierung (Genauigkeit, Update-Rate) ◼ Aufbau eines 5G-SA Campusnetz ◼ Funkplanung ◼ 5G Lizenz ◼ Auswahl, Beschaffung und Aufbau der Hardware ◼ Technische Evaluierung der Infrastruktur ◼ Lokalisierung mit 5G noch nicht verfügbar (Indoor / Outdoor) ◼ Hardwareverfügbarkeit („Chipmangel“) ◼ Remote Rendering
18.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT 5G-SA CAMPUS NETZ Entwicklungs-, Demonstrations- und Testumgebung für mobile Kooperationsunterstützung im Büro und Industrieumfeld
19.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Projekt: 5G-SA Campus Birlinghoven Fact Sheet Partner 5G-SA Campus Netz ▪ Startdatum: im Aufbau ▪ Infos: https://www.fit.fraunhofer.de/5g Möglichkeiten • Fokus auf 5G-SA-spezifische Merkmale wie präzise Lokalisierung oder Kommunikation mit geringer Latenz • Test-Campus für 5G Indoor- und Outdoor-Anwendungen mit KMU-Fokus • Durchführung experimenteller 5G-Projekte mit Ihnen • Kostenaspekte ggf. im Vergleich zu WiFi6E • Beratung zu Anwendungszenarien in verschiedenen Bereichen, u.a.: Produktion und Fernwartung, BIM-Prozesse im Bauwesen, Internet der Dinge, Mixed Reality • Eingezäunt mit Wegenetz • Unterstützung bei: Anforderungsanalyse, Equipment-Auswahl, Aufbau und Evaluation von Prototypen • Kombiniertes Know-How auf Anwender-Ebene und Netzwerk-Ebene
20.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Stairs CT 2 CT 1 Demo-Loop Car/Walking FhG 5G-SA Campus Network (NPN) n78 100HMz (3.7...3.8 GHz) Accurate Positioning Use Cases -- non-commercial use only --
21.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Anforderungen 1. 5G SA Release 16 für Campus-Netz (Campus-Netz Frequenzbereich n78) 2. Min. 20 aktive UEs, min. 25MBps Up-/Downlink (besser mehr) 3. Geringe Latenz zur Edgecloud (<= 10ms) 4. Unterstützt min 8 Radios (RU) 5. 5 Jahre support 6. Upgrade Option auf Release 17 7. Lokalisierungsfunktionalität (Accurate Positioning, LMF) ◼ So wurde ausgeschrieben ◼ Angebote erhalten ◼ bewertet ◼ beauftragt
22.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Überblick der Angebote Anbieter 1. 5G SA R16 2. Durchsatz 3. Latenz 4. Radios 5. Support 6. Upgrade R17 7. LMF (experimentell) Kosten auf 5 Jahre gerechnet A Ja Ja Ja (10 ms) Ja Ja 2022 Q3/2022 gleich B R15/Cloud (nicht SA) Ja Nein (35 ms) Ja Ja k.A. Q3/2022 gleich C Ohne Core k.A. k.A. Ja Ja k.A. k.A. günstigster D Ja/Cloud (nicht SA) Ja Ja (n.D.) Ja Ja k.A. k.A. (2024) gleich
23.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Anbieter A - Indoor COCUS AG Düsseldorf ◼ OpenRAN basiert ◼ Airspan ◼ Open5GS basiert ◼ NextEPC Pressemeldung: https://www.cocus.com/das-5g-campus-netz-fur-fraunhofer-fit/
24.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Wrap-Up ◼ Planung und Beschaffung schwierig ◼ Es bleiben Fragen offen ◼ Durchsatz und Antennen aufbauen kein Problem ◼ Latenz schon eher ◼ R16/17 noch zurückhaltend angeboten (Roadmap der Anbieter != Releases) ◼ „Cherry-Picking“ der Anbieter ◼ Gretchenfrage: Lokalisierung ◼ Für Anbieter momentan offenbar kein Fokus ◼ Zeitlich auch kritisch
25.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Wrap-Up ◼ Kosten ◼ grundsätzlich vergleichbar, aber nur über die 5 Jahre ◼ danach Riesenunterschiede in den Preismodellen ◼ bei großen Anbietern dann viel Lizenzgebühren (OPEX) ◼ OpenRAN hat die Kosten am Anfang (CAPEX = Invest) ◼ für Campus-Netze mit (teilw. inhabergeführten) Firmen lohnt sich das (noch?) nicht ◼ kleine Netze werden oft im Cloud-Abo-Modell angeboten ◼ rechnet sich aber nur bis ca. 5 Jahre ◼ danach wird man quasi Operator, mit den entsprechenden Kosten ◼ oder man verzichtet auf Konfiguration, was ein No-Go ist ◼ Der Mehrwert muss sich noch zeigen
26.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Wrap-Up / Kontakt ◼ Erweiterung auf Außenbereich bei Fraunhofer FIT kommt noch ◼ Erste Benutzertests (ohne 5G) in Troisdorf im November 2021 ◼ Erfahrung vom FIT Campus werden auf 5G Troisdorf übertragen ◼ Lokalisierung Indoor / Outdoor interessant ◼ Unser 5G Campus Birlinghoven steht ab 2022 zur Verfügung ◼ Kontakt ◼ www.fit.fraunhofer.de/5g ◼ leif.oppermann@fit.fraunhofer.de ◼ 02241– 14 37 99 ◼ Fraunhofer FIT Schloss Birlinghoven 53757 Sankt Augustin Dr. Leif Oppermann Team-Leiter MARS am FIT Dr. Mathias Kretschmer Team-Leiter NET am FIT
27.
© Fraunhofer-Institut für
Angewandte Informationstechnik FIT Projekt: (Skizze genehmigt) Fact Sheet Partner Kooperatives Partizipieren mit 5G ▪ Startdatum: 01.04.2022 ▪ Laufzeit: 24 Monate Ziele • Mobile Kooperationsunterstützung am Bau (BIM = Building Information Modeling) • Kombiniert drahtlose Kommunikation, CSCW und MR • Verschiedene Use-Cases Methodik • Anforderungsanalyse und menschzentrierter, partizipativer Entwicklungsprozess • Verwendung des Testnetzes und des Modells vom 5G Campus Birlinghoven • Entwicklung der Demonstratoren
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