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5G-Campus-Netze: Das steckt dahinter und so funktionieren sie
09.04.2021
8 Min.
Ein 5G-Campus-Netz versorgt Ihren Standort (oder Ihre Standorte) mit einem privaten Mobilfunknetz. Besonders interessant ist eine solche Anwendung beispielsweise auf einem Firmengelände, im Bereich von Flughäfen, oder auf einem Klinikgelände. Aber auch Universitäten und die öffentliche Verwaltung können von solchen „privaten” oder teilprivaten Netzen profitieren.
Eine hauseigene Netzwerkinfrastruktur auf Basis von Ethernet und WLAN besitzt heute so gut wie jedes Unternehmen. Doch was ist eigentlich mit dem Thema Mobilfunk? Oft genug ist die WLAN-Reichweite zu klein und die Technologie störanfällig. Ein eigenes, privates Campus-Netz auf Basis von 5G sorgt nicht nur für optimale Netzabdeckung auf dem gesamten Gelände, sondern auch für maximale Sicherheit.
Inhaltsverzeichnis
5G-Campus-Netz: Das steckt dahinter
Lange Zeit waren bestimmte Netzwerk-Eigenschaften wie extrem geringe Latenzzeit, hohe Netzkapazität und garantierte Bandbreiten allein kabelgebundenen Netzen vorbehalten. Daher sind bis heute viele Maschinenparks, Geräte und Sensoren in der Industrie kabelgebunden vernetzt. Inzwischen erreichen aber auch Mobilfunkstandards wie 5G+ (auch 5G-Standalone genannt) extrem niedrige Latenzen und hohe Bandbreiten von bis zu 1000 Megabit pro Sekunde im Download und sorgen damit beispielsweise für schnelles Internet auch auf dem Land. Dass 5G-Mobilfunk außerdem so sicher ist und leistungsstark, dass man darüber beispielsweise autonome Züge fernsteuern kann, bewiesen Vodafone und das Eisenbahnverkehrsunternehmen Thales bereits 2019 im Erzgebirge.
Weil diese 5. Generation des Mobilfunknetzes außerdem kundenspezifisch konfigurierbar ist und Netzbetreiber somit bestimmte Netzqualitäten und Teilnetze ganz nach Kundenwunsch einrichten können, entstehen dadurch völlig neue Einsatzmöglichkeiten für den Mobilfunk.
Eine davon ist der Aufbau und Betrieb sogenannter 5G-Campus-Netzwerke. Hierbei wird von einer zentralen Stelle aus ein bestimmter, räumlich abgegrenzter Bereich mit einem eigenen 5G-Netz ausgestattet. Dieses arbeitet komplett oder teilweise unabhängig vom allgemeinen, frei zugänglichen Mobilfunknetz und wird als sogenannter Managed Service betrieben.
Dabei übernimmt der Netzbetreiber (beispielsweise Vodafone) alle notwendigen Wartungs- und Servicearbeiten innerhalb der Netzarchitektur. Die Detail-Konfiguration der einzelnen Geräte und eventuelle Änderungen hieran werden hingegen vom Nutzer, also dem jeweiligen Unternehmenskunden, vorgenommen.
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- Isoliertes 5G-Campus-Netz („Campus Isolated”): Das Campus-Netz ist vom übrigen Mobilfunknetz vollständig getrennt. Es verwendet eigene Hardware und arbeitet somit autark. Ein besonderer Vorteil sind besonders niedrige Latenzzeiten bei den einzelnen Verbindungen, beispielsweise für Echtzeitanwendungen.
- Hybrid-Campus-Netz („Campus Private”): Das Netz verwendet sowohl private, als auch Teile des öffentlichen Funknetzwerks. Diese Lösung vereint die Vorteile beider Ansätze: Sie bietet damit sowohl exklusive Netzressourcen, als auch lokales Datenrouting für besonders niedrige Latenzen und ermöglicht gleichzeitig die Versorgung mit öffentlichem Mobilfunknetz.
- Vodafone-Campus-Netz („Campus Flex”): Die Infrastruktur des Campus-Netzwerks basiert auf vorhandenen öffentlichen Mobilfunkkapazitäten, reserviert hier jedoch einen bestimmten Abschnitt für die „private” Unternehmensanwendung. Diese Lösung ist vor allem sinnvoll, wenn eine größere geographische Flexibilität gewünscht ist und besonders niedrige Latenzzeiten im geplanten Anwendungsfall keine wesentliche Rolle spielen.
Im Falle von „Campus Private” ist die Netzsteuerung in einem zentralen Serverschrank, also der „Vodafone RedBox”, auf dem Firmengelände untergebracht. Hier erfolgt sowohl die Netzsteuerung, als auch die notwendige Datenverarbeitung. Außerdem werden, je nach gewähltem Ansatz, eine oder mehrere 5G-Antennen in unterschiedlicher Bauform und Größe beim Unternehmen vor Ort platziert.
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Mögliche Anwendungsszenarien für ein drahtloses Campus-Netzwerk
Wer an 5G in der Industrie denkt, hat vermutlich zuallererst riesige Industrieanlagen mit vernetzten Sensoren oder autonom arbeitende Fabriken im Sinn. Doch das ist nur ein kleiner Teil der denkbaren Szenarien für den Einsatz von 5G in der Industrie. Falls Sie also darüber nachdenken, ob der Einsatz eines 5G-Campus-Netzes bei Ihnen sinnvoll wäre, sollten Sie deren vielfältige Anwendungsszenarien kennen:
- Gebäudesteuerung: Sorgen Sie dafür, dass sämtliche Gebäudekomponenten sinnvoll miteinander agieren und bilden Sie mögliche Notfallszenarien an zentraler Stelle ab.
- Autonome Transportsysteme: Verbessern Sie Ihre interne Logistik, indem Sie sämtliche Transportwerkzeuge über eine dauerhafte, störungsfreie mobile Anbindung überwachen.
- Robotics: Überwachen Sie den Zustand von Robotern und greifen Sie noch schneller ein, wenn eine Störung auftritt.
- Push to Talk: Statten Sie Ihre Mitarbeiter mit Push-to-Talk-Geräten auf Basis von Smartphones aus, die nur in Ihrem Betrieb funken.
- Predictive Analysis: Vorausschauende Wartung und Datenanalyse mit Hilfe von digitalen Zwillingen zählen zu den wesentlichen Stärken moderner IoT-Vernetzung.
- Qualitätsüberwachung: Lassen Sie ganze Produkte oder Halbzeuge im Laufe des Produktionsprozesses mit Hilfe künstlicher Intelligenz überwachen und sortieren Sie mögliche Mängelexemplare zeitnah aus der Fertigung aus.
- Intelligente Werkzeuge: Ein Werkzeug, das fortlaufend seine eigenen Betriebsparameter übermittelt, bleibt im Zweifel stets einsatzbereit. Außerdem kann es sich auf verschiedene Werkstücke intelligent einstellen und zentral gesteuert werden. So minimieren Sie beispielsweise Rüstzeiten.
- Positionsbestimmung: Ist alles da, wo es hingehört? Nicht nur die Optimierung von Wegstrecken innerhalb eines Betriebs ist ein wichtiger Anwendungsfall für Positionsbestimmung einschließlich Indoor-Navigation. Auch die Diebstahlüberwachung spielt eine wichtige Rolle.
- AR/VR-Anwendungen: Bieten Sie Ihren Mitarbeitern Schulungsmaterial mit AR/VR-Unterstützung an und bereiten Sie diese so auf komplexe Arbeitsabläufe vor. Auch im laufenden Betrieb kann es hilfreich sein, ad hoc das Innenleben einer Maschine zu visualisieren, um mögliche Fehler schneller zu finden.
- Mobile Office und Teleworking: In einem voll vernetzten Betrieb können dank VPN-Anbindung zur Außenwelt mehr Mitarbeiter die Vorteile flexibler Arbeitsmodelle nutzen. Sie steuern wichtige Elemente des Betriebs einfach von jedem Ort der Welt aus. Sogar medizinische Operationen aus der Ferne sind hier denkbar.
- eHealth – Lebenretten mit 5G: An Kliniken wird sich 5G-Vernetzung in den kommenden Jahren immer mehr etablieren. In kürzester Zeit können beispielsweise die bei einer CT-Aufnahme gewonnenen Bilder verzögerungsfrei und hochauflösend an speziellen Augmented-Brillen übermittelt werden. Die behandelnden Ärzt:innen können Bilder in einer AR/VR-Umgebung noch detaillierter auswerten und mit Ihnen interagieren, um beispielsweise Tumore zu erkennen: Das klassische CT mit 2D Bildern wird zum hochauflösenden 3D-Hologramm. Im virtuellen Raum werden hochkomplexe Bilder von Organen und Knochen generiert, mit denen Ärzte interagieren können. Das ermöglicht ihnen eine detailliertere Diagnostik, hilft Patienten, Krankheitsbilder besser zu verstehen und bietet neue Chancen in der medizinischen Lehre.
Ein praktisches Einsatzbeispiel für ein 5G-Campus-Netz lieferte Vodafone bereits vor einiger Zeit zusammen mit Lufthansa Technik. Hier wurden sowohl Wartungsarbeiten mit AR/VR-Unterstützung, als auch Videokonferenzen mit anderen Standorten über das Vodafone-Campus-Netz am Standort Hamburg realisiert. Auch am Universitätsklinikum Düsseldorf (UKD) hat die 5G-Technologie Einzug erhalten, womit ganz neue, teilweise lebensrettende Maßnahmen in der Medizin möglich werden.
5G am Medizin-Campus der Universitätsklinik Düsseldorf mit Vodafone
Unter dem Stichwort „Giga for Health” hat Vodafone gemeinsam mit dem UKD und unter Förderbeteiligung des Landes Nordrhein-Westfalen den Innenbereich und das Gelände des dortigen Medizin-Campus mit der neuesten Mobilfunk-Generation ausgestattet.
Mit der Geschwindigkeit und den Reaktionszeiten von 5G, die so schnell wie das menschliche Nervensystem sind, werden bahnbrechende neue digitale Anwendungen in der Medizin realisierbar. Als Beispiel ermöglicht das Echtzeitnetz in Kombination mit Augmented Reality (AR), dass klassische Computertomografie (CT) mit 2D Bildern zum hochauflösenden 3D Hologramm wird. Im virtuellen Raum entstehen so hochkomplexe Bilder von Organen und Knochen , mit denen Ärzte interagieren können.
Herzstück der 5G-Vernetzung und entsprechender Anwendungen ist eine Vodafone RedBox. Hierbei handelt es sich um einen mobilen Serverschrank für die Vernetzung lokal abgegrenzter Innen- und Außenstandorte, welcher ein komplettes, eigenständiges 5G-Netz für Industrieanwendungen umfasst. In diesem Fall wird die RedBox für vernetzte Medizintechnik eingesetzt. Kleine 5G-Antennen sind an entsprechenden Stellen angebracht und sorgen so im Indoor- und Outdoorbereich des Medizin-Campus für die notwendigen Funkschnittstellen.
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Ein 5G-Campus-Netz bietet alle Vorteile eines herkömmlichen Intranets – und leistet noch mehr
Die Vorteile eines drahtlosen 5G-Campus-Netzwerks liegen also auf der Hand. Hinzu kommt, dass das Verlegen von (weiteren) Kabeln häufig entfällt, das störanfälligere WLAN abgelöst werden kann und komplett mobile Anwendungen auf zuverlässige Art möglich werden:
- Das Campus-Netz ist bei Bedarf komplett von der Außenwelt abgeschottet. Es wird vom Inhaber administriert und ist weitgehend frei konfigurierbar.
- Der Ort der Datenverarbeitung befindet sich auf firmeneigenem Gelände, sodass die Datenübertragung extrem schnell erfolgt und – zumindest im Falle von Campus Isolated und Campus Private – keine Daten das Unternehmen zu Übertragungszwecken verlassen müssen.
- Jegliche Sicherheits- und QoS-Aspekte lassen sich vor Ort verwalten und Sie sind nicht auf Best-Effort-Lösungen im freien Internet angewiesen.
- Dank 5G Network Slicing lassen sich bestimmte Netzabschnitte „abteilen” und stehen so trotz hohen Datenaufkommens exklusiv bestimmten Anwendungen zur Verfügung.
- Mobile Gerätschaften, beispielsweise in der Logistik oder in Krankenhäusern, lassen sich dauerhaft mit dem Intranet verbinden und sind nicht auf vorhandenes WLAN oder eine Kabelverbindung angewiesen.
- Dank zugesicherter Latenzen im Millisekundenbereich werden Echtzeitanwendungen möglich
- Sollte es notwendig sein, das Campus-Netz zu skalieren, ist dies jederzeit problemlos möglich.
- Mit 5G-Unterstützung lassen sich deutlich mehr Geräte einbinden, als dies bei WLAN der Fall ist.
- Durch technische Besonderheiten wie „Beamforming” lassen sich einzelne Geräte, auch während sie sich bewegen, dauerhaft mit dem Campus-Netz verbinden. Selbst ganze Züge lassen sich auf diese Art fernsteuern.
Natürlich können 5G-Campus-Netze auch mittels entsprechender Routing-Verfahren an die Außenwelt (beispielsweise ein Cloud-Angebot oder entfernte Standorte) angebunden werden. Hierbei kommen sowohl SD-WAN-, MPLS– oder auch herkömmliche Festnetz-Anschlüsse in Frage. Das Netz selbst lässt sich über ein komfortables Web-Interface administrieren und wird von den Vodafone-Spezialisten für Mobilfunk-Konnektivität betreut.
Sämtliche Bereiche moderner Fabriken profitieren vom konsequenten Einsatz der 5G-Technologie.
Mehr zum Thema 5G-Campus-Netz insgesamt, zu passenden Produktvarianten und möglichen Tarifoptionen finden Sie auch auf unserer Übersichtsseite zum Thema Campus-Netze.
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5G-Campus-Netze: Das Wichtigste in Kürze
- In der 5. Generation des Mobilfunknetzes sind wesentliche Parameter der Netzverbindung frei konfigurierbar.
- Die Netzbetreibers können bestimmte Eigenschaften zusichern und ermöglichen Ihnen den Betrieb eines 5G-Campus-Netzwerkes.
- Campus-Netzwerke werde von einer zentralen Stelle aus in einem bestimmten räumlich abgegrenzten Bereich mit einem eigenen 5G-Netz ausgestattet.
- Sie arbeiten komplett oder teilweise unabhängig vom allgemeinen, frei zugänglichen Mobilfunknetz.
- Sie können Campus-Netze bei Bedarf komplett von der Außenwelt abgeschotten.
- Dank Latenzen im Millisekundenbereich werden Echtzeitanwendungen in Ihrem Unternehmen möglich.
09.04.2021
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