5G - so heißt die neue Mobilfunkgeneration. Verglichen mit der aktuellen LTE-Technik soll 5G bis zu 100 Mal schneller sein und Datenübertragungen in Echtzeit ermöglichen. In Ländern wie der Schweiz oder Südkorea wurde 2019 ein flächendeckendes 5G-Netz in Betrieb genommen. Die Bundesregierung will bis 2022 mindestens 98 Prozent der Haushalte ans 5G-Netz anschließen. Forscher der Universität Würzburg beschäftigen sich jetzt in zwei hoch geförderten Projekten mit der Vorbereitung der Infrastruktur für 5G.
Professor Tobias Hoßfeld, Inhaber des Lehrstuhls für Informatik III der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg, ist Experte für Kommunikationsnetze. "Die Visionen für 5G sind groß: mehr Geschwindigkeit, mehr mögliche Teilnehmer und Geräte und kürzere Antwortzeiten. Die Experten gehen davon aus, dass 5G viele Anwendungen im industriellen Umfeld wirtschaftlicher macht." Zu diesen Anwendungen gehören zum Beispiel fahrerlose Transportsysteme auf dem Fabrikgelände.
Über 5G können künftig Geräte wie Toaster oder Kühlschrank miteinander kommunizieren
An der JMU betreut Hoßfeld die beiden Projekte "5MART" und "5CALE", deren Finanzvolumen jeweils eine Million Euro beträgt. Die Hälfte des Geldes kommt vom Bayerischen Wirtschaftsministerium, das die Projekte im Rahmen des "Masterplan Bayern Digital" unterstützt.
Im Projekt "5CALE" geht es um das Internet of Things, zu deutsch: Internet der Dinge. In Zukunft sollen vernetzte Geräte wie Autos oder Haushaltsgeräte über 5G miteinander kommunizieren können. Der Kreativität sind keine Grenzen gesetzt: Ob Kühlschrank, Toaster oder Türschlösser - eine zentrale Steuerung der Geräte ist künftig möglich.
Das Würzburger Unternehmen EMnify GmbH liefert den Forschern die virtuelle 5G-Infrastruktur. Wenn das 5G-Netz in Deutschland Realität wird, interagieren Millionen Geräte miteinander. Daher forscht die JMU jetzt zu Überlastungsmechansimen. Es mache einen großen Unterschied, ob zehn oder 100 000 Leute Zugriff haben. "In Zusammenarbeit mit EMnify möchten wir Experimente und Untersuchungen von hundert Millionen angeschlossenen Geräten machen. So schaffen wir die Grundlage für eine umfassende Einführung des Internet der Dinge, wenn die 5G-Technologie breiter verfügbar wird", so Hoßfeld.
"5MART" schafft eine Infrastruktur für sogenannte Smart Cities
Das Projekt "5MART" beschäftigt sich mit sogenannten Smart Cities. In einer Smart City werden moderne Technologien eingesetzt, um nachhaltige Entwicklungen in Städten zu unterstützen. Ampeln könnten so geschaltet werden, dass der Verkehr besser fließt . "Vielleicht ist dann der Weg in den Feierabend ohne Stau dank optimierter Verkehrsabläufe möglich", sagt Hoßfeld. Zwar sei die Idee einer Smart City Würzburg eine Vision für 2050, man müsse sich aber frühzeitig Gedanken über die Umsetzbarkeit machen.
Derzeit fehlt noch die nötige Infrastruktur. Diese entwickeln die Forscher gerade und wollen sie dann in einem Prototyp testen. Die Frage der Verwaltung einer solchen Architektur beschäftigt die Wissenschaftler ebenso, erklärt Hoßfeld: "Wie muss das System ausgelegt werden, damit wir dann 2050 vielleicht Millionen von Geräten und Informationsquellen in der Stadt unterstützen können? Eignet sich dafür 5G oder ein ganz anderer Ansatz besser? Das wollen wir in den nächsten drei Jahren angehen."
Stadt Würzburg ist Kooperationspartner
Die JMU kooperiert für das Projekt mit dem Würzburger Softwarehersteller Infosim GmbH. Zudem ist die Stadt Würzburg Partner: Bereits jetzt werden gemeinsam mit der städtischen Versorgungs- und Verkehrsgesellschaft (WVV) Feldtests durchgeführt. "Mittels eigens zusammengestellter Testgeräte wollen wir feststellen, wie gut das Netz funktioniert und wo es noch ausgebaut werden muss", so Hoßfeld. Die Testgeräte seien vergleichbar mit großen Mobiltelefonen. Mit den Geräten laufen die Forscher die Stadt ab und messen die Empfangsstärke an unterschiedlichen Standorten. Daraus erstellt das Team eine Abdeckungskarte. Wie auf einer Temperaturkarte wird so sichtbar, wo das Netz besonders schwach ist.
"5MART" und "5SCALE" haben jeweils eine Laufzeit von drei Jahren. Hoßfeld und sein Team hoffen, dass man 2022 schon von den Ergebnissen profitieren kann.
