O5G-N-IoT

Offene 5G-Campusnetze für Notfalleinsätze unterstützt durch Technologien für das Internet der Dinge (IoT)

Projektbeschreibung
Seit 2019 steht der Mobilfunkstandard 5G in den Startlöchern. In der Öffentlichkeit wird 5G oft nur mit schnellerem mobilem Internet verbunden. Doch 5G kann viel mehr. Vor allem im Bereich des sogenannten Internet der Dinge (IoT) ergeben sich für Unternehmen viele Anwendungsbereiche. Eine große Herausforderung stellt dabei der kostenintensive Aufbau von sogenannten privaten 5G Netzen, den sogenannten 5G Campusnetzen dar. Die oft geschlossenen Lösungen und wenige, etablierte Anbieter, verlangsamen den Ausbau und die innovativen Möglichkeiten für Unternehmen. Auf dieser infrastrukturellen Kernproblematik aufbauend, können die für Innovation nötigen, anwendungsspezifischen 5G-fähigen IoT-Geräte nicht entwickelt werden.

Am Beispiel der „Rettungskräfte der Zukunft“ wird dies deutlich: Die Aufgaben der Rettungskräfte werden als sehr wichtig wahrgenommen. Im Gegensatz dazu stehen die für Rettungskräfte verfügbaren Kommunikationstechnologien des öffentlichen Bereichs wie TETRA, LTE und diverse weitere proprietäre Lösungen. Diese Lösungen sind geschlossen und erfüllen zum Teil nicht alle Anforderungen, die an heutige Notfalleinsätze gestellt werden.

Im Projekt O5G-N-IoT wird daher der Schwerpunkt auf offene Architekturen für das Internet der Dinge zur industriellen Forschung und vorwettbewerblichen Entwicklung gelegt. Dabei steht zum einen die Entwicklung und Integration von 5G-Komponenten, z. B. von Kameras und Sensoren wie Gasmessgeräte für Noteinsatzkräfte, im Fokus. Zum anderen wird eine offene 5GInfrastruktur entwickelt, die den Einsatz von Rettungskräften nicht nur vorsieht, sondern auch geeignet technisch unterstützt. Ein portables 5G-System ergänzt die Lösung. Damit wird der Leitgedanke eines Ende-zu-Ende programmierbaren 5G+ Systems des Leitprojekts CampusOS in den Anwendungsfeldern des O5G-N-IoT verfolgt.

Marktperspektive und Produktversprechen
Durch das offene 5G-Campusnetz werden Abhängigkeiten von einem Ausrüster vermieden und damit die Innovati-onsfähigkeit in der Anwendung und damit bei den Unternehmen gestärkt. Zu den neuen, innovativen Produkten zählen u.a. innovative Feuerwehrmasken mit Kommunikationsfunktionen, Wärmebildkameras mit Videostreams, drahtlose Einsatzsteuerung. Ein Digitaler Zwilling liefert für die Einsatzkräfte ein digitales Abbild des Lagebilds und unterstützt Einsatzkräfte somit ganzheitlich.

Herausforderung und Innovation
Die Innovation besteht zum einen in der Anwendung von 5G-Technologie für Rettungskräfte im Rahmen eines digitalen Zwillings, der ein digitales Abbild des Lagebilds liefert, aber auch in der Erweiterung einer 5G-Infrastruktur dynamisch im Einsatzfall mit Endgeräten für Einsatzkräfte durch offene Schnittstellen. Damit können Einsatzkräfte entweder auf die eigene portable 5G-Infrastruktur aufsetzen, in eine bestehende Infrastruktur eintreten und diese verwenden oder einen Mischbetrieb aus beiden Optionen nutzen. Die Einbindung von IoT-Endgeräten wie Sensoren erfolgt auch im Anwendungsfall gemäß dem Ansatz eines Ende-zu-Ende programmierbaren 5G+ Systems. Auch die vorgesehenen Ortungslösungen in den kommenden 5G Versionen werden für Einsatzkräfte und für den Einsatz des digitalen Zwillings eingesetzt, um so Standortdaten für die Einsätze nutzen zu können. Um Resilienz und Skalierbarkeit des komplexen, dynamischen Systems sicherstellen zu können, kommen formale Methoden zur statischen und dynamischen Qualitätssicherung der Lösung zum Einsatz.

Use Cases
Sicherheitstechnik ist ein weltweiter Wachstumsmarkt und geprägt durch steigende Fracht- und Personenverkehrs-aufkommen, Anstieg von Klima- und Naturkatastrophen, Gefahr von Terroranschlägen und zunehmender Urbanisierung. Daraus ergibt sich eine steigende Nachfrage nach Sicherheitsprodukten. Um eine Lage im Szenario einzuschät-zen, werden häufig Live-Daten und Standortdaten benötigt, um ein Lagebewusstsein zu schaffen und damit richtig in der jeweiligen Situation reagieren zu können. So müssen innovative Endgeräte dieses Lagebewusstsein benutzer-freundlich und kompakt liefern können. Die 5G Technologie ermöglicht es, Systeme zu entwickeln, die geringe Reak-tionszeiten, höhere Übertragungsgeschwindigkeiten und eine zuverlässige Übertragung bieten.

Rettungskräfte müssen sich beim Eintreffen am Einsatzort möglichst schnell ein Lagebild verschaffen. Gerade im Fall von Naturkatastrophen ist es nicht immer gegeben, die vorhandene Kommunikationsinfrastruktur nutzen zu können, da sie unter Umständen durch diese zerstört wurde. Für diesen Fall werden portable 5G Systeme geschaffen, welche es ermöglichen, schnell Kommunikationsinfrastruktur selbst auszubringen und die nötige Infrastruktur für den Einsatz bereitzustellen. Über einen digitalen Zwilling des Einsatzszenarios werden die nötigen Daten kompakt erfasst und eine geringere Reaktionszeit für die Einsatzkräfte geschaffen, denn jede Sekunde zählt.

Konsortium
akquinet nx2 GmbH, Dräger Safety AG & Co. KGaA, Universität zu Lübeck, Technische Hochschule Lübeck

Laufzeit
April 2022 – März 2025

Budget
Gesamtmittel: 3.3 Mio €
Fördersumme: 2.2 Mio €