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Donnerstag, 21. Februar 2019

Mobilfunk

Leinen los für 5G

Von Wolfgang Heumer | 15. November 2018 | Ausgabe 46

Im Hamburger Hafen hat der erste großflächige Einsatz der fünften Mobilfunkgeneration 5G begonnen.

BU 5G Hamburg Hafen
Foto: dpa Picture Alliance/Axel Heimken

Grünes Licht: Die Baustellenampel ist über 5G mit dem Verkehrsrechner des Hamburger Hafens verbunden. Später soll eine ganze Kreuzung so gesteuert werden.

Der Hamburger Hafen möchte bei der neuesten Kommunikationstechnik ganz vorne mitspielen. In dem europäischen Forschungsprojekt „5G Monarch“ will die Hamburg Port Authority (HPA) gemeinsam mit der Deutschen Telekom als Diensteanbieter und dem Hardwarehersteller Nokia die schnelle mobile Übertragung von großen Datenmengen erproben.

Unter anderem soll eine Lichtzeichenanlage im Hafen per 5G mit dem HPA-Verkehrsrechner verbunden, sollen Messdaten in Echtzeit von Schiffen übertragen und Gebäudeinspektionen mithilfe von Augmented-Reality-Brillen (AR) optimiert werden. Nach ersten Tests sieht HPA-Chef Jens Meier in der fünften Mobilfunkgeneration bereits „die Grundlage, um anspruchsvolle Aufgaben aus der Industrie zu lösen“.

Zur Halbzeit des zunächst auf zwei Jahre befristeten Modellprojekts haben die Beteiligten nach eigenen Angaben eine stabile 5G-Abdeckung des 7200 ha großen Hafengebiets erreicht. Die Sendeantennen strahlen im 700-MHz-Band vom 2 km Luftlinie entfernten Fernseh- und Funkturm an der Messe Hamburg rund 7 km tief in den Hafen hinein. Den Angaben der Projektteilnehmer zufolge weist das Funksignal in der Fläche die erforderliche Stabilität und damit Verlässlichkeit auf.

Während Messtrupps noch die Empfangsqualität auch im letzten Winkel von Deutschlands größtem Seehafen prüfen, hat die erste praktische Anwendung begonnen. Eher symbolisch steuert der HPA-Verkehrsleitrechner über die schnelle Datenverbindung eine Baustellenampel auf dem Parkplatz vor der Zentrale der Hafenverwaltung in der Speicherstadt.

Die Aufteilung des Projekts in drei verschiedene Einsatzfelder für die 5G-Kommunikation folgt den Ideen der Hafenverwaltung für künftige Nutzungsmöglichkeiten und dient vor allem der praktischen Erprobung grundsätzlicher Anforderungen.

Von zwei HPA-Schiffen werden Sensorendaten u. a. über die aktuellen Pegelstände gesendet. Dabei handelt es um relativ kleine Datenmengen, die jedoch mit einem hohen Maß an Verlässlichkeit von ständig wechselnden Punkten in Echtzeit in der HPA-Zentrale ankommen müssen.

Im zweiten Versuchsteil sollen HPA-Ingenieure bei der Inspektion von technischen Bauwerken die Lage vor Ort mit AR-Brillen betrachten, mit denen sie beispielsweise digitale Baupläne über das reale Bild legen können. Damit soll der Fluss sehr großer Datenmengen unter besonderen Rahmenbedingungen wie Funkschatten in Gebäuden getestet werden.

Im dritten Fall wird eine Lichtsignalanlage auf einer Kreuzung im Hafen nicht mehr über Kabel, sondern per Funk an den HPA-Verkehrsrechner angeschlossen. So soll getestet werden, ob mithilfe von 5G tatsächlich verzögerungsfrei sicherheitsrelevante Prozesse über größere Entfernungen und lange Zeiträume mit einer Maximallatenz von 1 ms gesteuert werden können.

Einer der Kernpunkte des Projekts ist der Test des sogenannten Network-Slicing. Während über die bisherigen Übertragungsstandards LTE (4G) und UMTS (3G) zurzeit nur jeweils ein Datenpaket übertragen werden kann, lässt sich ein 5G-Netz per Software in „Scheiben“ schneiden. Dadurch können auf derselben physischen Infrastruktur verschiedene Datenpakete parallel auf virtuell voneinander getrennten Wegen transportiert werden. „Es ist das erste Mal, dass wir diese Technologie in der Praxis testen können“, betont die 5G-Programm-Koordinatorin der Telekom, Antje Williams.

Beim Slicing unterscheidet die Software zwischen den Prioritäten der zu transportierenden Informationen und weist ihnen dann die notwendigen Übertragungskapazitäten zu. Am Tag der Projektpräsentation veranstaltete die Hamburger Sicherheitsbehörde im Hafen die bislang größte Übung der Hansestadt zur Abwehr eines Terroranschlags. „In einem solchen Fall können die Behörden dann binnen kürzester Zeit innerhalb des öffentlichen 5G-Netzes ein eigenes virtuelles und nach außen abgeschottetes Kommunikationsnetz aufbauen“, erläuterte Meier. Bei solch einem Einsatz könnte es dann sein, dass andere Nutzer zurückstehen müssen.

Neben dem Network-Slicing als grundsätzliches Thema gibt es in dem Modellversuch auch jede Menge Detailfragen zu klären – beispielsweise die Übertragungstechnik innerhalb geschlossener Räume. Wenn die HPA-Ingenieure bei Gebäudeinspektionen über AR-Brillen mit ihren Kollegen in der Zentrale kommunizieren wollen, muss die unterbrechungsfreie Datenübertragung unter Umständen hinter Stahlkonstruktionen und dicken Mauern gewährleistet sein. Auch hier soll das Forschungsvorhaben praktische Erfahrungen bringen.

Ob alle Fragen bis zum bislang geplanten Projektende im kommenden Sommer geklärt werden können, stellen die Teilnehmer bereits infrage und drängen deshalb auf eine Fortsetzung. Der Deutschland-Geschäftsführer von Nokia, Wolfgang Hackenberg, verweist darauf, dass andere Länder wie Japan und China deutlich mehr in die Entwicklung der 5G-Technologie investieren: „5G ist der Schlüssel zur Wettbewerbsfähigkeit unserer gesamten Industrie.“