Digitale Zwillinge aus der Cloud: So macht 5G Edge Computing Echtzeit-Services möglich

Was haben ver­net­zte Fahrzeuge, VR-Stream­ing und dig­i­tale Zwill­inge gemein­sam? All diese Anwen­dun­gen sind auf Echtzeit-Dat­en angewiesen und wer­den mit dem super­schnellen Mobil­funk­stan­dard 5G über­haupt erst möglich. Mit 5G Edge Com­put­ing macht Voda­fone zusam­men mit Ama­zon Web Ser­vices jet­zt Echtzeit-Ser­vices für vielfältige Anwen­dun­gen in Deutsch­land ver­füg­bar. Der erste dig­i­tale Zwill­ing vom Köl­ner Dom zeigt, welche Vorteile und Chan­cen die inno­v­a­tiv­en Tech­nolo­gien eröffnen. 

Silas Fuchs ste­ht vor dem Köl­ner Dom, klet­tert mit einem Mitar­beit­er das Gerüst an der Kathe­drale hin­auf und analysiert bis ins kle­in­ste Detail die Außen­fas­sade. In schwindel­er­re­gen­der Höhe bleibt Silas ste­hen und zeigt auf einen kleinen, kaum erkennbaren Schaden an ein­er Kreuzblume: „Hier wer­den bald kleinere Restau­rierungsar­beit­en nötig sein“, sagt er und nimmt seine Vir­tu­al-Real­i­ty-Brille ab. Jet­zt ste­ht der Pro­jek­tleit­er der Kiel­er Fir­ma North­docks nicht mehr auf dem Gerüst in Köln, son­dern sitzt mit Voda­fone Deutsch­land CEO Hannes Amet­sre­it­er rund 50 Kilo­me­ter ent­fer­nt am Voda­fone Cam­pus in Düs­sel­dorf. Der Aus­flug in die Nach­barstadt fand nur in der virtuellen Real­ität statt und bei dem Köl­ner Wahrze­ichen han­delte es sich um dessen dig­i­tal­en Zwilling.

Silas Fuchs von North­docks vor dem dig­i­tal­en Zwill­ing des Köl­ner Doms.

Virtuelle Besichtigung mit einem detailgetreuen 3D-Modell vom Kölner Dom 

Der dig­i­tale Zwill­ing vom Köl­ner Dom ist im Auf­trag und in Zusam­me­nar­beit mit der Köl­ner Dom­bauhütte ent­standen und beste­ht aus rund 25 Mil­liar­den Poly­go­nen. Die Bilder für das 50 Giga­byte große 3D-Mod­ell liefer­ten Drohnen, die zuvor mehr als 200.000 Detail-Auf­nah­men aus sämtlichen Per­spek­tiv­en des Doms gemacht haben. Das Pro­jekt gibt einen Ein­druck, wie Restau­rierungsar­beit­en an his­torischen Bauw­erken kün­ftig in der virtuellen Real­ität voraus­ge­plant wer­den kön­nten. Auch schw­er zugängliche Bere­iche kön­nen mit dem dig­i­tal­en Zwill­ing begutachtet und poten­zielle Schä­den schneller erkan­nt wer­den. Finanziert wurde das Pro­jekt vom Zentral-Dombau-Verein.

Aus rund 50 Kilo­me­tern Ent­fer­nung besuchen Voda­fone CEO Hannes Amet­sre­it­er und Silas Fuchs von North­docks den dig­i­tal­en Zwill­ing des Köl­ner Doms per Vir­tu­al Reality.

Digitaler Zwilling nutzt Daten „am Rande des 5G-Netzes”

Um die rund 25 Mil­liar­den Poly­gone in der virtuellen Real­ität abzu­bilden und zum Leben zu erweck­en, müssen riesige Daten­men­gen ver­ar­beit­et wer­den. Genau dafür brauchte es bis­lang direkt vor Ort große Serv­er, weshalb Inter­ak­tio­nen mit dem dig­i­tal­en Zwill­ing nur lokal möglich waren. Für die Besich­ti­gung des virtuellen Doms braucht Silas Fuchs jet­zt allerd­ings nur noch eine VR-Brille und sein Smart­phone. Denn bei dem Pro­jekt wer­den die Dat­en erst­mals in der Cloud und direkt „am Rand des 5G-Net­zes” ver­ar­beit­et. 5G-Edge Com­put­ing ermöglicht nicht nur die verzögerungs­freie Datenüber­tra­gung und -ver­ar­beitung, son­dern macht die Mitar­bei­t­en­den der Dom­bauhütte flex­i­bel wie nie zu vor: Wartungsar­beit­en kön­nen jet­zt von nahezu jedem Ort in Deutsch­land durch­führt wer­den, sei es im Café, im Park oder im Homeoffice.

Echtzeit-Netz trifft Echtzeit-Server für Echtzeit-Rechenleistung

Umset­zbar wird 5G Edge Com­put­ing für den dig­i­tal­en Köl­ner Dom durch mod­erne Netz-Tech­nolo­gie von Voda­fone. Erst vor kurzem startete der Düs­sel­dor­fer Netz-Pio­nier als erster Anbi­eter in Deutsch­land die Umstel­lung auf 5G Stand­alone, um die Qual­ität im 5G-Netz weit­er zu verbessern. Mit dem soge­nan­nten Mul­ti-Access Edge Com­put­ing (MEC) am Rande des Mobil­funknet­zes geht Voda­fone den näch­sten Schritt und möchte gemein­sam mit dem Koop­er­a­tionspart­ner Ama­zon Web Ser­vices (AWS) Echtzeit-Dien­ste aus der Cloud in ganz Deutsch­land ver­füg­bar machen. Geschäft­skun­den kön­nen ab sofort mit den AWS Wave­length Ser­vices virtuelle Echtzeit-Com­put­er im Voda­fone 5G-Netz buchen, diese indi­vidu­ell anpassen und 5G-Ser­vices ohne Verzögerun­gen nutzen. Auf den ersten aktivierten MEC-Servern in Berlin, Dort­mund und München sind die AWS Wave­length Ser­vices bere­its einge­bet­tet, so dass Dat­en das Netz für ihre Ver­ar­beitung nicht mehr ver­lassen müssen. All das macht riesige Serv­er-Schränke, teure Hard­ware und lokale Infra­struk­turen in Fab­rikhallen oder Büro­ge­bäu­den überflüssig.

Edge Com­put­ing ermöglicht die Kom­mu­nika­tion in Echtzeit, zum Beispiel zwis­chen Robotern.

„Wir erweit­ern unser Echtzeit-Netz um Echtzeit-Serv­er. Dat­en wer­den dann ohne Umwege direkt in unserem Netz ver­ar­beit­et. Mit dieser neuen Infra­struk­tur brin­gen wir die schnell­sten Dat­en-Ser­vices nach Deutsch­land und ab sofort auch Echtzeit-Dien­ste von AWS Wave­length zu Entwick­lern, Start-ups und Großkonz­er­nen. Wir erweck­en so dig­i­tale Zwill­inge zum Leben und bauen den Antrieb für den nach­halti­gen und ver­net­zten Straßen­verkehr“, erk­lärt Voda­fone Deutsch­land CEO Hannes Ametsreiter.

Digitale Zwillinge und Echtzeit-Datenanalyse in der Industrie 

Im Zusam­men­spiel der Tech­nolo­gien soll die Arbeit mit dig­i­tal­en Zwill­in­gen in vie­len Bere­ichen und Branchen alltäglich wer­den. Denn niedrige Laten­zen von unter 10 Mil­lisekun­den, riesige Band­bre­it­en und die Flex­i­bil­ität, die 5G und Edge Com­put­ing bieten, machen auch kom­plexe Indus­trie-Anwen­dun­gen möglich. So kön­nten zum Beispiel Daten­ströme und logis­tis­che Prozesse von Chemie- und Indus­trieparks im VR-Stream von jedem Ort nachvol­l­zo­gen wer­den. Auch Wartungsar­beit­en an großen Anla­gen oder Flugzeu­gen sind an hochau­flösenden 3D-Mod­ellen möglich. Das glob­al agierende Fam­i­lienun­ternehmen Fes­to entwick­elt zum Beispiel pilothafte VR-Szenar­ien für die Prozess- und Fab­rik-Automa­tisierung. Mit Aug­ment­ed Real­i­ty und Holo­gram­men kön­nen Kun­den in der virtuellen Real­ität Pla­nungsabläufe trainieren. Auch der Soft­ware-Anbi­eter KX nutzt Echtzeit-Dat­en, die Voda­fone und AWS mit der neuen Infra­struk­tur bere­it­stellen, um auf der KX-Plat­tform unter anderem Echtzeit-Analy­sen für die Robot­er-Steuerung, autonome Oper­a­tio­nen und die Fer­nüberwachung zu ermöglichen.

Voda­fone CEO Hannes Amet­sre­it­er sieht in der virtuellen Real­ität den dig­i­tal­en Zwill­ing eines Wasserwerks.

5G Edge Computing ermöglicht vielfältige Innovationen und neue Anwendungen 

Neue Möglichkeit­en eröffnet die Echtzeit-Daten­ver­ar­beitung auch für den ver­net­zten Straßen­verkehr der Zukun­ft. Wenn sich Fahrzeuge beispiel­sweise gegen­seit­ig vor Gefahren war­nen, sind geringe Latenzzeit­en entschei­dend, um schnell­st­möglich reagieren und Unfälle ver­mei­den zu kön­nen. Mit der Kom­bi­na­tion aus 5G und Mul­ti-Access Edge Com­put­ing kön­nen Infor­ma­tio­nen, die von Kam­eras und Sen­soren erfasst wer­den, in Echtzeit ver­ar­beit­et und als Warn­hin­weise an die Fahrer:innen zurück­gegeben werden.

Mul­ti-Access Edge Com­put­ing verbessert nicht nur die Qual­ität und Geschwindigkeit der Daten­ver­ar­beitung im 5G-Netz. Mit den Echtzeit-Servern wer­den auch bei LTE-Verbindun­gen Reak­tion­szeit­en auf weniger als 20 Mil­lisekun­den reduziert. Mit jedem zusät­zlichen Echtzeit-Serv­er, den Voda­fone direkt am Rande des Mobil­funknet­zes aktiviert, verbessern sich die Reak­tion­szeit­en für die neuen MEC-Services.

Der dig­i­tale Zwill­ing vom Köl­ner Dom ist also nur eines von vie­len möglichen Anwen­dungs­beispie­len. Wir dür­fen ges­pan­nt sein, was Voda­fone mit inno­v­a­tiv­en 5G Tech­nolo­gien in Zukun­ft möglich macht.

Hast Du schon ein­mal etwas von „dig­i­tal­en Zwill­in­gen” gehört? Was hältst Du von der Idee, his­torische Bauw­erke virtuell nachzubauen? Schreib es uns in die Kommentare!