Hamburger Hafen: 5G-Anwendungen bestehen Praxistest

• Datenbrillen für Ingenieure, vernetzte Ampeln und Sensoren auf Schiffen
• Hamburg Port Authority (HPA), Deutsche Telekom und Nokia ziehen positives Zwischenfazit

Im Hamburger Hafen testen 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 8.000 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 Leitzentrale der HPA steuert über eine Ampel, die an das Mobilfunknetz angebunden ist, aus der Ferne die Verkehrsströme im Hamburger Hafen. So werden zum Beispiel Lkw schnell und sicher durch das Hafengebiet gelotst. 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 Sensoren. 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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