Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »Cloud56«
Mit der Öffnung des 3,7–3,8 GHz-Spektrums für private 5G-Netze öffnen sich vielfältige Möglichkeiten der Nutzung von 5G im industriellen Sektor. Jedoch mangelt es Unternehmen häufig an der der benötigten Expertise für den Eigenbetrieb einschließlich des Know-hows für die anspruchsvolle Installation sowie für die Beschaffung von Hardware für das Radio Access Network (RAN) und Core-Netze. Große Teile der aktuell genutzten 5G-Infrastruktur sind als Hardware ausgeführt, angefangen bei den Basebands über Indoor Radio Units bis hin zu den Mobilfunkantennen. Gleichzeitig werden industrielle Produktions- und Steuersysteme ausschließlich auf dedizierten Hardwaresystemen betrieben. In Summe führt die Nutzung physischer Hardware zu einem dauerhaften Energieverbrauch aller Einheiten, und stellt Unternehmen vor die Herausforderung mangelnder Flexibilität bei der Konfiguration und der Updates sowie zu einem hohen Wartungsaufwand.
Virtualisierung des Radio Access Network für volle Flexibilität
Das Ziel des Projekts »CLOUD56« ist daher eine schnelle Einrichtung neuer Netzbereiche, einfaches Management und eine flexible Skalierbarkeit von Produktionsprozessen durch Virtualisierung des RAN zu ermöglichen. Zusammen mit den Projektpartnern wird die erstmalige Virtualisierung des Radio Access Network (CloudRAN) auf Basis des Edge Cloud Systems erforscht. Die Schwierigkeiten, die sich durch die Virtualisierung von RAN und der industriellen Applikationshardware auf einer gemeinsamen Plattform ergeben, sollen dabei adressiert werden. Der Fokus liegt auf konkreten Use Cases verschiedener Branchen wie Produktion, Gesundheit und Bauwesen:
- Flexible Überwachung von Produktionsprozessen
- Steuerung für mobile Robotik und Objekterkennung
- High-Speed Datenvernetzung und -Verarbeitung im Gesundheitswesen
- Produktionssteuerung in der Bauproduktion
Um die Anforderungen aus der Industrie zu berücksichtigen, wird die Anwenderseite aktiv in die Entwicklung einbezogen. Die virtualisierten Netzwerkkomponenten sowie die industrielle Applikationshardware sollen sowohl im IT-Center der RWTH Aachen University als auch in der Fraunhofer Edge Cloud am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT betrieben werden, um die Skalierbarkeit und Integration in verschiedenen IT-Umgebungen zu erforschen. Die Virtualisierung ermöglicht die Standardisierung der Schnittstellen in heterogenen IT-Infrastrukturen und die einfache Integration verschiedener Hardware- und Softwarekomponenten.
Von 5G zu 6G – von physisch zu virtuell
»CLOUD56« soll den Weg für ein neues Kapitel der Mobilinfrastruktur ebnen, da es einen radikalen Wandel hin zu virtuellen Einheiten in einer 5G-Netzwerkinfrastruktur ermöglicht. Perspektivisch bietet die Virtualisierungsplattform auch das Potenzial, zur Virtualisierung von 5G-fähigen IIoT-Anwendungen genutzt werden zu können, um so ein echtes Cyber-Physisches System zu entwickeln. Zukünftige funktionale Erweiterungen der Netzwerktechnik mit 6G-Funktionen sollen mithilfe der geplanten Architektur in »CLOUD56« einfacher und schneller eingeführt werden können.
Verbundkoordinator
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
Projektpartner
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
- Ericsson GmbH, Herzogenrath
- Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen
- RWTH Aachen – Lehrstuhl für Medizintechnik, Aachen
- RWTH Aachen – Lehrstuhl für Individualisierte Bauproduktion, Aachen
- RWTH Aachen – IT Center, Aachen
- Icon Pro GmbH, Aachen
- SMS digital GmbH, Düsseldorf
- Neura Robotics GmbH, Metzingen
- Richard Wolf GmbH, Knittlingen
- SurgiTAiX AG, Herzogenrath
Förderhinweis
Das Projekt »CLOUD56« wird vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) gefördert.
Förderkennzeichen: 11-12212
Virtualisierung von RAN und industriellen Steuerungssystemen im Projekt »CLOUD56«