Im Ham­bur­ger Ha­fen tes­ten Ham­burg Port Aut­ho­ri­ty (HPA), die Deut­sche Te­le­kom und No­kia welt­weit zum ers­ten Mal un­ter in­dus­tri­el­len Live-Be­din­gun­gen neue As­pek­te des 5G Stan­dards mit un­ter­schied­li­chen An­wen­dun­gen. Seit Ja­nu­ar 2018 ist das rund 8000 Hekt­ar gro­ße Are­al ein Test­ge­biet, in dem die Zu­kunfts­tech­no­lo­gie auf ihre in­dus­tri­el­le Ein­satz­fä­hig­keit über­prüft wird. Der Feld­ver­such im Rah­men des EU Pro­jek­tes MoN­Arch in Ham­burg ist auf zwei Jah­re an­ge­legt. Er dient als Grund­la­ge für die De­fi­ni­ti­on von wei­te­ren As­pek­ten des 5G-Stan­dards.

Drei Fall­bei­spie­le zei­gen die Ver­läss­lich­keit des neu­en Stan­dards in der Pra­xis. Zum ei­nen in­stal­lie­ren die Part­ner Sen­so­ren auf Schif­fen der HPA-Toch­ter Flot­te Ham­burg GmbH & Co. KG. Die­se Sen­so­ren lie­fern Be­we­gungs- und Um­welt­da­ten in Echt­zeit aus gro­ßen Tei­len des Ha­fen­ge­biets. Zwei­tes Bei­spiel: Die HPA steu­ert mit ei­ner Am­pel, die and das Mo­bil­funk­netz an­ge­bun­den ist, aus der Fer­ne Ver­kehrs­strö­me im Ham­bur­ger Ha­fen. Beim drit­ten Bei­spiel geht es um schnel­le Ver­füg­bar­keit ho­her Da­ten­men­gen au­ßer­halb be­ste­hen­der Netz­wer­ke: mit Hil­fe des neu­en Stan­dards wer­den 3D-In­for­ma­tio­nen an eine Aug­men­ted-Rea­li­ty-An­wen­dung über­tra­gen. Durch eine ent­spre­chen­de Bril­le be­trach­tet, er­schei­nen da­mit Ge­bäu­de­da­ten von künf­ti­gen oder ehe­ma­li­gen Bau­wer­ken in der rea­len Um­welt. Dies un­ter­stützt zu­künf­tig In­ge­nieu­re da­bei, di­rekt im Ha­fen­ge­biet Bau­pla­nun­gen zu über­wa­chen oder zu op­ti­mie­ren.

Ziel des Pro­jekts im Ham­bur­ger Ha­fen: Die Fach­leu­te möch­ten nach­wei­sen, dass kom­ple­xe mo­bi­le An­wen­dun­gen mit je­weils un­ter­schied­li­chen An­for­de­run­gen in ei­nem ein­zi­gen Netz zu­ver­läs­sig funk­tio­nie­ren. Das kön­nen be­son­ders hohe Da­ten­ra­ten sein oder eine sehr hohe An­zahl von Sen­sor­da­ten. Da­für wird das Mo­bil­funk­netz in der Test­um­ge­bung in spe­zi­el­le vir­tu­el­le Net­ze – „Net­work Sli­ces“ – un­ter­teilt. Jede die­ser „Netz-Schich­ten“ un­ter­stützt eine an­de­re spe­zi­el­le An­for­de­rung. So ent­ste­hen se­pa­ra­te, vir­tu­el­le Net­ze bei­spiels­wei­se für die Steue­rung der Am­pel­an­la­ge und für die Über­tra­gung von Um­welt­mess­da­ten. Die­se neue Ar­chi­tek­tur er­laubt es erst­mals, Net­ze dy­na­misch und fle­xi­bel an die An­for­de­run­gen ver­schie­dens­ter An­wen­dun­gen an­zu­pas­sen. 5G ist da­mit das in­tel­li­gen­te Netz der Zu­kunft.

„Wir ha­ben durch das Test­bed jetzt ei­nen ers­ten Ein­druck be­kom­men, wel­ches enor­me Po­ten­zi­al uns 5G und ins­be­son­de­re die Mög­lich­keit des Net­work Sli­cing bie­ten wird“, sagt Jens Mei­er, CEO der HPA. „Für mich ist der neue Stan­dard Grund­la­ge, um an­spruchs­vol­le Auf­ga­ben aus der In­dus­trie zu lö­sen und der Di­gi­ta­li­sie­rung hier end­gül­tig zum Durch­bruch zu ver­hel­fen. Ich bin stolz, dass Ham­burg und der Ha­fen von die­ser Tech­no­lo­gie mit als ers­tes pro­fi­tie­ren.“

Ant­je Wil­li­ams, Exe­cu­ti­ve Pro­gram Ma­na­ger 5G der Deut­schen Te­le­kom: „Die­ses EU-Pro­jekt bie­tet eine her­vor­ra­gen­de Mög­lich­keit, wich­ti­ge As­pek­te der neu­en 5G Tech­no­lo­gie zu­sam­men mit un­se­rem Kun­den HPA zu tes­ten und ent­spre­chend sei­ner Be­dürf­nis­se wei­ter­zu­ent­wi­ckeln. Die Er­kennt­nis­se des Pro­jek­tes flie­ßen nicht nur in die wei­te­re Stan­dar­di­sie­rung des 5G Stan­dards ein, son­dern er­mög­li­chen uns auch, neue in­no­va­ti­ve Lö­sun­gen für die In­dus­trie zu ent­wi­ckeln.“

„5G ist der Schlüs­sel zur Wett­be­werbs­fä­hig­keit un­se­rer ge­sam­ten In­dus­trie. Ge­nau wie hier im Ham­bur­ger Ha­fen sind rei­bungs­lo­se, ef­fi­zi­en­te Ab­läu­fe und ein ho­her Grad an Au­to­ma­ti­sie­rung wich­tig für Un­ter­neh­men in der Lo­gis­tik, Fer­ti­gungs­in­dus­trie und an­de­ren Bran­chen. Es ist uns hier ge­lun­gen, den Grund­stein da­für zu le­gen und un­ver­zicht­ba­re Pra­xis­er­fah­run­gen zu sam­meln, die in künf­ti­ge Smart-Port-Kon­zep­te mit 5G-Kom­mu­ni­ka­ti­ons­net­zen und Tech­no­lo­gi­en wie Net­work Sli­cing ein­flie­ßen wer­den“, fügt Wolf­gang Ha­cken­berg, Ge­schäfts­füh­rer Deutsch­land, No­kia hin­zu.

Als tech­ni­sche Ba­sis für das Test­feld wur­de im Ja­nu­ar 2018 eine Sen­de­an­la­ge in über 150 Me­ter Höhe auf dem Ham­bur­ger Fern­seh­turm in­stal­liert. Die Sta­bi­li­tät des Mo­bil­funk­si­gnals wur­de durch zahl­rei­che Mess­fahr­ten an Land und auf der Elbe über­prüft und be­stä­tigt. In­dus­tri­el­le An­wen­dun­gen er­for­dern ein Te­le­kom­mu­ni­ka­ti­ons­netz, das be­son­ders ver­läss­lich und sehr si­cher ist. Gleich­zei­tig muss es eine gro­ße An­zahl un­ter­schied­li­cher An­wen­dun­gen un­ter­stüt­zen. Die­se An­for­de­run­gen wer­den vor al­lem durch das Net­work Sli­cing er­füllt, wie die Er­fah­run­gen mit dem 5G-Test­feld nun auch in der Pra­xis zei­gen.

5G, der Kom­mu­ni­ka­ti­ons­stan­dard der nächs­ten Ge­ne­ra­ti­on, bie­tet gro­ße Po­ten­zia­le für den Ein­satz im in­dus­tri­el­len Um­feld. Die­ses Zwi­schen­fa­zit zie­hen die Ham­burg Port Aut­ho­ri­ty (HPA), die Deut­sche Te­le­kom und No­kia nach der er­folg­rei­chen In­be­trieb­nah­me ei­nes 5G-Test­felds im Ham­bur­ger Ha­fen.

Hin­ter­grund 5G MoN­Arch
Un­ter 5G ver­steht man den Kom­mu­ni­ka­ti­ons­stan­dard der Zu­kunft. 5G ist ein völ­lig neu­es Netz­kon­zept, das Fest­netz und Mo­bil­funk in­te­griert. Da­bei geht es we­ni­ger um eine wei­te­re Er­hö­hung der Band­brei­te bzw. Ge­schwin­dig­keit. Über 5G sol­len viel­fäl­ti­ge An­wen­dun­gen lau­fen, die völ­lig un­ter­schied­li­che An­for­de­run­gen in Be­zug auf Ge­schwin­dig­keit, Re­ak­ti­ons­zeit, Si­cher­heit und Ka­pa­zi­tät ha­ben. 5G soll eine wich­ti­ge Rol­le für neue An­wen­dungs­sze­na­ri­en spie­len, die durch das In­ter­net der Din­ge und In­dus­trie 4.0 ent­ste­hen. Ne­ben der Fer­ti­gungs­in­dus­trie kann ins­be­son­de­re auch die Lo­gis­tik­bran­che stark vom 5G-Mo­bil­funk pro­fi­tie­ren.
Der 5G-Test im Ham­bur­ger Ha­fen ist Teil des auf zwei Jah­re an­ge­leg­ten For­schungs­pro­jek­tes „5G MoN­ArcH“ (5G Mo­bi­le Net­work Ar­chi­tec­tu­re for di­ver­se ser­vices, use ca­ses, and ap­p­li­ca­ti­ons in 5G and bey­ond). 5G MoN­Arch hat das Ziel, Kon­zep­te zur 5G-Mo­bil­funk­ar­chi­tek­tur in die Pra­xis um­zu­set­zen. Die Er­fah­run­gen aus dem Ein­satz von 5G Net­work Sli­cing in rea­len Test­um­ge­bun­gen hel­fen, die zu­grun­de­lie­gen­den Kon­zep­te zu über­prü­fen und zu ver­bes­sern.
Wäh­rend im Test­feld in Ham­burg vor al­lem die In­te­gra­ti­on von 5G in die Ver­kehrs- und In­fra­struk­tur­steue­rung auf dem Prüf­stand steht, geht es im zwei­ten Test­feld des Pro­jek­tes in Tu­rin um Mul­ti­me­dia-An­wen­dun­gen. Das For­schungs­rah­men­pro­gramm Ho­ri­zon 2020 der Eu­ro­päi­schen Uni­on för­dert 5G MoN­Arch als Pro­jekt der Pha­se II der 5G In­fra­struc­tu­re Pu­blic Pri­va­te Part­nership.

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