Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
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Titelbild Testbed Industrie 4.0
© Fraunhofer IIS / Paul Pulkert

Industrie 4.0 5G Testbed

© Fraunhofer IIS / Paul Pulkert

Industrie 4.0 5G Lokalisierungs- und Kommunikations-Testbed

Testen & evaluieren: Industrie-4.0-Use-Cases im isolierten Campusnetz (Open RAN)

Das Industrie 4.0 5G Lokalisierungs- und Kommunikations-Testbed am Fraunhofer IIS ist eine offene Testumgebung, in der kundenspezifische Anwendungsszenarien aus Industrie und Logistik unter realistischen Bedingungen in einem isolierten 5G-Campusnetz getestet werden können.

Warum 5G?

5G kann die Leistungsfähigkeit drahtloser Verbindungen im Industrieumfeld erheblich steigern und eröffnet neue Möglichkeiten, auch komplexere und sicherheitskritische Anwendungen drahtlos zu realisieren. Die frühzeitige Anwendungserprobung beschleunigt die Entwicklung hin zu umfassend vernetzten und flexibel individualisierbaren Produktions-, Montage- und Logistikprozessen.

Nutzung & Kontakt

Wenn Sie das Testbed zur Erprobung Ihrer Anwendungen nutzen möchten, beraten wir Sie gerne bei der Planung und Vorbereitung der Testszenarien und erstellen ein individuelles Angebot.

Was möchten Sie testen?

Lokalisierung in Industrie und Logistik

Anwendungsszenarien unter realistischen Bedingungen erproben.

Kommunikation im 5G-Campusnetz

Leistungsfähige drahtlose Verbindungen für Industrieanwendungen.

Indoor- und Outdoor-Tests

Verschiedene Bereiche für viele Testszenarien.

Open RAN

Virtualisierte 5G Radio Access Network mit offenen Schnittstellen testen.

Edge Computing

Lokale Verarbeitung im Testbed, integriert im 5G-Core-Netz.

eMBB, URLLC, mMTC

Use Cases je nach Anforderungen an Datenrate, Latenz und Geräteanzahl.

So nutzen Sie das Testbed

1. Anwendungsszenario abstimmen

Kundenspezifische Anwendungsszenarien aus Industrie und Logistik definieren.

2. Testszenario planen & vorbereiten

Planung und Vorbereitung der Tests im eigenständigen 5G-Campusnetz.

3. Testen & evaluieren unter realistischen Bedingungen

Erprobung im isolierten Campusnetz – von Kommunikation bis Lokalisierung.

4. Auswertung & nächster Schritt

Ergebnisse zusammenfassen und nächste Schritte für Entwicklung/Umsetzung ableiten.

Testbed im Überblick

Das Video stellt die offene Testumgebung vor: Vom isolierten Campusnetz mit 5G NR Standalone und Wi-Fi 6 bis zur virtualisierten RAN mit offenen Schnittstellen (Open RAN) und integriertem Edge Computing.

  • Offenes Testbed für Industrie-4.0-Use-Cases
  • 5G NR Standalone und Wi-Fi 6 im isolierten Campusnetz
  • Verschiedene Indoor- und Outdoor-Bereiche
  • Mehr als 50 Radio Units (FR1/FR2), Massive MIMO/Beamforming
  • Virtualisierte 5G Radio Access Network mit offenen Schnittstellen (Open RAN)
  • Autarkes, cloud-natives 5G-Core-Netz mit integriertem Edge Computing
  • Ausgelegt für eMBB, URLLC und mMTC
  • Unabhängiger und neutraler Partner

Datenschutz und Datenverarbeitung

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Testumgebung am Standort Nürnberg

Als realitätsnahe Umgebung für das Industrie 4.0 5G Lokalisierungs- und Kommunikations-Testbed dient das Innen- und Außengelände des Test- und Anwendungszentrum L.I.N.K. Alle Outdoor-, Indoor- und Übergangsbereiche des Testgeländes sind mit ineinandergreifenden Kommunikations- und Lokalisierungslösungen ausgestattet. So können dort vielfältige Industrieanwendungen in praxisrelevanten Einsatzszenarien erprobt werden.

Use Cases

Im Industrie-4.0-Testbed können praxisrelevante Anwendungsszenarien unter realistischen Bedingungen erprobt und evaluiert werden.

Echtzeitfähige Prozesssteuerung

 

Die echtzeitfähige Überwachung, Analyse und Steuerung von Prozessen kann mit 5G realisiert werden. Mögliche Testszenarien sind zum Beispiel das Steuern von Robotern in Echtzeit (Real-Time Closed-Loop Robotic Control), lokale Echtzeitdatenauswertung (Edge Analytics) oder das sichere und rechtzeitige Ausschalten von Maschinen im Notfall (Remote Emergency Stop).

 

Einsatz von autonomen mobilen Robotern (AMR)

5G hat das Potential, als Kommunikationsmedium für die zentrale Steuerung, Überwachung und Koordinierung von autonomen mobilen Robotern, fahrerlosen Transportsystemen oder auch Drohnen zu dienen und kann so zu einer stärker automatisierten und effizienteren Inter- und Intralogistik beitragen. Im Testbed steht die geeignete Infrastruktur bereit, um entsprechende Anwendungsszenarien zu testen.

 

Lokalisierung von Waren und Transportfahrzeugen

Die exakte Bestimmung und Übertragung der Positionsdaten von Waren und Transportfahrzeugen trägt zur weiteren Verbesserung inter- und intralogistischer Prozesse bei. Die Positionierungsgenauigkeit, die mit 5G erreicht werden kann, profitiert von der Integration verschiedener Lokalisierungstechnologien, die im Testbed verfügbar sind.

 

Ausstattung des Testbeds

Überblick

Neben verschiedenen isolierten, privaten Mobilfunknetzen auf dem neuesten Stand der Technik bietet Ihnen das Industrie 4.0 5G Lokalisierungs- und Kommunikations-Testbed am Fraunhofer IIS:

  • Sehr hochwertige Mess- und Analysegeräte für komplexe Messkampagnen
  • Ausrüstung zur flexiblen Umgebungsgestaltung für die realitätsnahe Abbildung von Fertigungs- und Logistikprozessen
  • Komplett installierte Lokalisierungs- und 3D/2D-Positioniersysteme für die Reproduktion von Testabläufen
  • Fortlaufende Weiterentwicklung der Funktionalität der Funktechnik des Testbeds bis zur 3GPP Release 17 und darüber hinaus
  • Testmöglichkeiten mit zusätzlichen unabhängigen Campusnetzlösungen (alternative Ausrüster)
Icon Infrastruktur

Infrastruktur und Ausrüstung

  • Industriehalle (LKW-befahrbar): 44 × 30 × 9 m, ausgestattet mit Referenzsystemen zur Positionsbestimmung und Equipment zur Emulation industrieller Umgebungen
  • Messtechnik: 5G-Protokollanalysator, 5G Network Testing Solution, 5G-Feldtest-Analysator, Transportnetz-Feldtestgerät und vieles mehr
  • Innenbereich: 8 Panel-Antennen (4T4R) in zwei verschiedenen Höhen für den Frequenzbereich 1 (FR1)
  • Außengelände: nichtöffentlicher Fahrbereich mit 4 Panel-Antennen (4T4R) für FR1
  • Bürogebäude: mehrstöckiges Gebäude mit Büros und Laboren, ausgerüstet mit 5G-Small-Cells-Infrastruktur aus 12 Panel-Antennen (4T4R) für FR1 auf zwei Etagen 
Icon Mobilfunk

Netzkomponenten

Funkzugangsnetz (RAN – Radio Access Network)

  • Zwei unabhängige Campusnetze mit Standalone (SA) 5G RAN und Mobilitätsunterstützung
  • Bis zu 100 MHz Trägerbandbreite im lokalen Frequenzbereich 3,7 bis 3,8 GHz
  • Auf generischer Hardware (COTS) virtualisierte Open-RAN-Architektur mit offenen Schnittstellen und APIs
  • Unterstützung von URLLC, IIoT und Echtzeit-Lokalisierungsanwendungen (RTLS)
  • Weitere Funkzugangstechnologien für Technologievergleiche verfügbar, z. B. WiFi6 bzw. 6E und UWB für kommunikations- und positionsabhängige Use Cases
Icon Kernnetz

Kernnetz (Core Network)

  • Zwei autarke 5G-Kernnetze
  • Service-basierte Architektur
  • Integriertes Cloud- und Edge-Computing
  • Geeignet für 3GPP-konformes Network Slicing
  • Offene Schnittstellen und APIs zur Extraktion von Rohdaten und zur Nachbearbeitung
  • Unterstützung eigener SIM-Karten

Mit dem 5G Testbed schneller zur Marktreife

Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Hochschulen können das Industrie 4.0 5G Lokalisierungs- und Kommunikations-Testbed nutzen. Profitieren können insbesondere Fertigungsunternehmen, Anbieter von Lokalisierungssystemen, Systemintegratoren und Mobilfunkunternehmen, die einen einfachen Zugriff auf eine 5G-Testinfrastruktur benötigen, um Lösungen zu erproben und marktfähig weiterzuentwickeln.

Die Zeit zwischen der Standardisierung neuer 5G-Funktionalitäten und deren Verfügbarkeit als kommerzielle Komponenten kann für die Erprobung neuer Anwendungen und Prototypen genutzt werden. Das Fraunhofer IIS unterstützt dabei, Entscheidungssicherheit für Investitionen in neue Entwicklungen und Systeme zu erhöhen.

Testszenario besprechen

Erleben Sie unser Testbed anhand eines 3D-Modells

Das 3D-Modell ermöglicht es, in die digital nachgebildete Testhalle einzutauchen. Sie haben die Chance, zentrale Elemente unseres Testbeds, wie den 3D-Roboterarm oder die verfahrbaren Hochregale, virtuell zu steuern und so die Möglichkeiten unseres Testbeds realitätsnah zu erkunden.


Wenn wir Ihr Interesse geweckt haben, vereinbaren Sie gerne einen Termin und besichtigen Sie im vorab unser 5G Testbed anhand des 3D-Modells.

Häufig gestellte Fragen

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Downloads & weiterführende Inhalte

 

Flyer zum 5G-Testbed

Kompakter Überblick zu Testbed, Ausstattung und Testing.

 

Testumgebungen für 5G-Technologien

Realitätscheck für Ihre Anwendugen

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5G-Lokalisierung

Überblick über Anwendungen, Technologien und Testmöglichkeiten.

5G-Lokalisierung