Berliner Fraunhofer-Institute mit echtzeitfähiger 5G-Infrastruktur

Eine echtzeitfähige Kommunikationsinfrastruktur zur Erprobung industrieller Anwendungen in 5G-Standalone-Campusnetzen hat das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) zusammen mit den Fraunhofer-Instituten FOKUS und IPK im Auftrag der German Edge Cloud (GEC) und dem Innovationscluster 5G Berlin in Betrieb genommen. Als eines der ersten operativen, verteilten 5G-Standalone-Campusnetze in Deutschland mit heterogener Funktechnik soll es als Testumgebung für zukünftige echtzeitfähige Edge-Cloud-Anwendungen in der Industrie 4.0 dienen. Neben industriellen 5G-Anwendungen nutzen Forschungsteams die Infrastruktur zur Weiterentwicklung von Netzwerktechnologien in Richtung 6G, insbesondere im Hinblick auf ein zukünftiges offenes 5G/6G-Ökosystem.

5G Edge Cloud

Quelle: metamorworks/Shutterstock.com

Deutschland gehört international zu den Vorreitern bei der privaten Nutzung von 5G und dem Aufbau sogenannter Campusnetze, also lokaler und kundenspezifisch angepasster 5G-Mobilfunknetze. Die nun in Betrieb genommene 5G-Kommunikationsinfrastruktur soll diesen Vorsprung weiter ausbauen. Die verteilten Campusnetze nutzen Glasfaserverbindungen, um eine Edge Cloud am Fraunhofer HHI mit dem Fraunhofer FOKUS und dem umfangreichen Maschinenpark sowie 5G-Funkzellen am Fraunhofer IPK echtzeitfähig zu vernetzen. Die Edge Cloud dient dabei sowohl als Plattform für das 5G-Kernnetz (Open5GCore des Fraunhofer FOKUS) als auch für die Software basierend auf künstlicher Intelligenz (KI) für die Auswertung von Sensordaten (HHI) und zur Steuerung der Maschinen (IPK).

An allen drei Berliner Standorten stehen der IEEE Time Sensitive Networking (TSN)-Standard für die kabelgebundene Echtzeitkommunikation sowie 5G-Campusnetze zur Verfügung. Dieses Setup vernetzter und verteilter Netzwerkinfrastruktur inklusive Maschinenpark bietet einmalige Voraussetzungen für innovative, realitätsnahe Proof-of-Concept-Demonstrationen. Die Kommunikationsinfrastruktur steht ab sofort Kunden und Partnern aus Industrie und Forschung für gemeinsame Projekte zur Verfügung.

Erste Demonstrationen wurden bereits realisiert. Um bspw. die industrielle Anwendung einer ferngesteuerten Videoinspektion zur Qualitätskontrolle zu testen, wurde gemeinsam mit dem Industriepartner GEC eine Produktionszelle am Fraunhofer IPK, die aus einem Roboter, einem Förderband sowie flexibel einsetzbaren 2D-Industriekameras bestand, vom Fraunhofer HHI aus in Echtzeit per TSN über Glasfaser gesteuert. Die vom Fraunhofer HHI entwickelten Machine Vision-Modelle zur Erfassung von Handpositionen und Handgesten der Benutzenden, der Bauteilidentifikation und Positionsverfolgung haben die Videosignale aus der entfernten Produktionszelle in Echtzeit auf der Edge Cloud verarbeitet. Dabei wurde optisches Wellenlängen-Multiplexing (DWDM: Dense Wavelength Division Multiplexing) verwendet. Dies ermöglicht extrem niedrige Latenzen für die Übertragung der Videosignale aus der Maschinenhalle in die Edge Cloud sowie die der Steuersignale in umgekehrter Richtung. Dies ist eine der ersten TSN-Verbindungen über DWDM, die in einem Szenario der industriellen Automatisierung bisher umgesetzt wurde.

www.fraunhofer.de

 

 

 

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Seit vielen Jahren schon reden die Visionäre der Videobranche von „Cloud-Produktionen“. Doch erst in den letzten Monaten finden Cloud-basierte Produktionstools verstärkte Anwendung. Die Coronapandemie und der damit einhergehende Ruf nach Remote Work und Kostenreduzierung haben den Siegeszug der virtuellen Videoverarbeitung zweifelsohne angetrieben. Nicht nur immer mehr Anwender nutzen die Cloud-Tools. Auch die technologischen Angebote selbst wurden immer vielgestaltiger, ausgereifter und einfacher zu bedienen. Branchenexperten dürfte es wenig überraschen, dass LiveU – Vorreiter auf dem Gebiet IP-basierten Videoproduktion und -übertragung – schon früh in die Entwicklung von Cloud-Technologien eingestiegen ist und heute eine Reihe von Lösungen im Portfolio hat, die sich bereits im Praxis-Einsatz bewährt haben.

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