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Campus Networks: Wenn das 5G-Netz nicht jeden reinlässt

Über private 4G- und 5G-Netze gibt es meist nur Buzzwords. Wir wollten von einer Telekom-Expertin wissen, was die Campusnetze wirklich können und was noch nicht.

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Arbeiter bei Osram und ein Fahrerloses Transportsystem (AGV) auf autonomer Fahrt
Arbeiter bei Osram und ein Fahrerloses Transportsystem (AGV) auf autonomer Fahrt (Bild: Deutsche Telekom)

"Das private Netz steht exklusiv dem Unternehmen und seinen Mitarbeitern zur Verfügung und ist von außen nicht zugänglich", sagt Antje Williams, Senior Vice President 5G Campus Networks bei der Telekom, im Gespräch mit Golem.de. Es geht um das LTE-Campusnetz im Osram-Werk in Schwabmünchen. "Dort haben wir schon vor über einem Jahr ein Dual-Slice-Netz aufgespannt. Dort steht ein LTE-Mast, der auf zwei getrennten Frequenzen funkt und das Werksgelände sowohl mit dem öffentlichen als auch mit einem privaten Mobilfunknetz versorgt", berichtet die Expertin. Das öffentliche Netz könne Osram zum Beispiel externen Dienstleistern zur Verfügung stellen oder darüber Fernwartungen seiner Maschinen durchführen.

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Die Strategie der Telekom war zunächst, Campusnetze auf 4G-Basis zu errichten und diese sukzessive für 5G auszubauen. Für BMW wurde ein LTE-Campusnetz im Werk Leipzig installiert, wie auch beim Automobilzulieferer ZF Friedrichshafen.

Um alle Empfangsgeräte in das private Netz zu bekommen, arbeitet die Telekom mit Hardwarepartnern zusammen. Ziel ist, vom Sensor über das Gateway bis zur AR-Brille alles über das Privatnetz zu verbinden. "Osram nutzt das 4G-Netz für fahrerlose Transportsysteme, kurz FTS. Diese befördern autonom Material von Halle zu Halle und benötigen ein Funknetz, in dem sie ohne Verzögerungen navigieren können. So etwas lässt sich mit WLAN nicht adäquat umsetzen: Da kann es passieren, dass das FTS beim Wechsel in eine andere Funkzelle anhalten und eine neue Verbindung aufbauen muss, bevor es weiterfährt", erklärt Williams. WLAN habe zudem die Problematik der Interferenzen: Im unlizenzierten Spektrum um 2,4 Gigahertz herum zum Beispiel seien neben unzähligen WLAN-fähigen Geräten noch andere Funkstandards wie Bluetooth, Wireless USB oder auch ZigBee präsent.

Buzzword-Bingo, aber in echt

Das Optimum einer Smart Factory ist nach den Worten der Telekom-Expertin erreicht, "wenn eine Kombination aus 5G-Vernetzung, Edge Computing und künstlicher Intelligenz ineinandergreift." Das klinge nach Buzzword-Bingo, lasse sich aber anschaulich erklären: "Die Verzögerungszeit bei der Datenübertragung beträgt zukünftig im Optimalfall unter einer Millisekunde. Wenn ich dann noch einen Edge Server auf dem Betriebsgelände stehen habe, werden meine Daten direkt vor Ort verarbeitet und verbleiben im Firmennetz. Dazu noch eine KI- oder Machine -Learning-Anwendung, und ich habe die Zutaten für eine smarte Fabrik." So lasse sich zum Beispiel ein Szenario mit einer Vielzahl fahrerloser Transportsysteme oder autonomer Roboter umsetzen. Das private Mobilfunknetz muss sich die Kapazität auch nicht wie im öffentlichen Netz mit anderen teilen.

5G-Stand Alone als Campusnetz hat noch keine Fabrik

Jetzt legt die Telekom einen Fokus auf private Campusnetze basierend auf 5G-Stand-alone. "Das kommt ohne LTE aus, ist also eine reine 5G-Lösung. Das Campusnetz ist völlig unabhängig vom öffentlichen Mobilfunknetz: Server, Kernnetz und Antennen befinden sich auf dem Firmengelände", erklärt Williams. Diese Ausstattung sei wie geschaffen für die lokalen Frequenzen von 3,7 bis 3,8 Gigahertz, die bereits viele Unternehmen bei der Bundesnetzagentur beantragt hätten.

In der Automobilindustrie gebe es viele Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise für den selbstfahrenden Gabelstapler auf seinem Weg zum Fließband mit autonomen Roboterarmen. "Generell ist die Automobilindustrie schon sehr stark automatisiert, stößt mit den bisherigen reinen Indoor-Funklösungen wie WLAN aber an Grenzen. Sei es bei Bandbreite, Reichweite und Signalstärke oder Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Die Kommunikation eines FTS mit seiner Umgebung, also mit anderen Fahrzeugen, Menschen und der Infrastruktur, läuft via 5G nahezu verzögerungsfrei", sagt Williams. Doch in der Praxis existiert das noch nicht, erst in einem 5G-Pilotnetz der Telekom in Berlin mit Industriefrequenzen von der Bundesnetzagentur. Auch auf dem Campus der RWTH Aachen arbeitet die Telekom mit Partnern aus Industrie und Forschung daran.

5G: Teile zuverlässig und schnell orten

Das Vehikel könne sich ohne festgelegte Routen auf einem Gelände bewegen. Bei den Robotern könne die Funkverbindung die Kabel ersetzen, über die die Greifer angebunden seien und die aufgrund der Bewegungen und Vibrationen schnell verschleißen würden. Auch könnten mit Hilfe einer AR-Brille Fernwartungen von Maschinen durchgeführt werden.

In einer Fabrik komme auch die hohe Anschlussdichte von 5G zum Tragen. Auf einem Gelände von 500.000 Quadratmetern, wie sie beispielsweise bei großen Automobilherstellern üblich sind, kann das 5G-Netz eine Vielzahl von Geräten wie Sensoren, vernetzte Fahrzeuge, Roboterarme, Computer oder Smartphones gleichzeitig mit Mobilfunk versorgen. "Mit 5G lassen sich schnell und zuverlässig Teile auf der Montagelinie orten und Daten aus den verschiedenen Bereichen der Fertigung miteinander verknüpfen", betont Williams. 5G beschleunige auch den Wareneingang - und Ausgang und die Kommissionierung. Ebenso wichtig sei es bei der Echtzeitanalyse von massenhaften Sensordaten für Predictive Maintenance und die Steuerung von Maschinen und Produktionsrobotern. "Darüber hinaus können bereits bestehende Lösungen des Kunden in unsere Systeme integriert werden", sagt Williams. Denn kein Fertigungsleiter wolle die komplette Produktion neu aufsetzen. "Die fragen uns immer zuerst: Was machen sie kaputt?".

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FreiGeistler 05. Aug 2020

Oder ist das reale (echtzeit!) Managerdenke, so ganz ohne Zweckbindung? Erinnert mich an...

M.P. 05. Aug 2020

Zur "Zuverlässigkeit" Bei WLAN hat man die Frequenzen eben nicht exklusiv. Wenn der Teil...


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