TICCTEC

Time Sensitive Communication in Campusnetworks for Teleoperated Control

Projektbeschreibung:
TICCTEC hat das Ziel, basierend auf 5G O-RAN und einem quelloffenen Core, Time-Sensitive Networking (TSN) in 5G-Campusnetze in Kombination mit Device-to-Device Kommunikation zu integrieren. Durch die Kombination dieser Technologien im modularen Technologie-Bausteinen von CampusOS und offenem Quellcode oder offenen Schnittstellen wird die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Resilienz in Campusnetzwerken erhöht sowie die Latenz verringert. Durch die Integration von TSN sollen langfristig proprietäre Feldbussysteme durch Standard-Ethernet Verbindungen ersetzt werden. Mit der Integration von TSN und 5G wird auch eine drahtlose deterministische Übertragung von Daten im Netzwerk ermöglicht. Die in TICCTEC entwickelten Module werden in drei Anwendungsfällen umgesetzt:
• die Fernsteuerung einer autonom arbeitenden Roboterzelle,
• die Fernsteuerung eines AGVs als Proof of Concept für eine Fernsteuerung eines Fahrzeugs und
• die Ad-hoc Übertragung von Daten zwischen Geräten im Netzwerk
zur Verbesserung der Bandbreiteneffizienz, Verringerung der Verbindungsverluste und der Erschließung zusätzlicher Kommunikationspfade. Durch die Nutzung von offenen Standards und quelloffenen Implementierungen wird Anwendungsentwicklern eine Plattform geschaffen, auf welcher neue Anwendungsfälle einfach in die Campus Infrastruktur integriert werden können.

Marktperspektive und Produktversprechen:
Die echtzeitfähige Kommunikation in Netzwerken zur Automatisierung wird immer bedeutender. Deutschland als führende Nation im Bereich Automatisierung soll diesen globalen Stellenwert behalten. Somit ist die Verknüpfung von latenzarmer, resilienter drahtloser Kommunikation und echtzeitfähigen ethernetbasierten Netzwerken von großer Bedeutung. Die Entwicklung der TSN-Funktionalitäten, der anwendungsbezogenen Forschung innerhalb von TICC-TEC ermöglicht die Verwertung der Projektergebnisse. Dass diese Entwicklung in Deutschland stattfindet und die Ergebnisse im anschließenden Verwertungsprozess der deutschen Industrie zugänglich gemacht werden, fördert die internationale Wettbewerbsfähigkeit. Der Einsatz und die Implementation von TSN-Translatoren, Robo Operator ® und den Ergebnissen wird neue Beschäftigungsverhältnisse schaffen, bzw. dort eine Fortführung der Produktion ermöglichen, wo Fachkräfte aufgrund des demografischen Wandels fehlen. Diese Verwertung der Forschungsergebnisse kann in verschiedensten Industriezweigen erfolgen, wie Produktion, Logistik, Baustellen oder Agrarwirtschaft. Somit können die entwickelten Bausteine unterschiedlichen Märkten zur Verfügung gestellt werden. Das Marktpotenzial ist somit extrem hoch.

Herausforderung und Innovation:
TICCTEC wird die Konvergenz von Automatisierungs- und Netzwerktechnik mit der Integration von TSN in 5G-Campusnetze vorantreiben. Hierfür müssen eigene Komponenten in Form von Softwaremodulen entwickelt und getestet werden. Ebenfalls wird TSN in 5G-Campusnetzwerken um D2D-Kommunikation erweitert, um so zusätzliche Kommunikationspfade zu ermöglichen. Die wesentliche Herausforderung besteht in der Integration der 3GPP Spezifikation nach Rel. 16 mit den als TSN Standards definierten IEEE 802.1Q Versionen. Die hier entwickelten Module sollen dem CampusOS Technologie-Baukasten hinzugefügt werden.
Die Innovation liegt in der anschließenden deterministischen drahtlosen Übertragung im Mobilfunknetz mit vorgeschaltetem TSN-Netzwerk für folgende Anwendungsfälle: Fernsteuerung einer Roboterzelle in der industriellen Fertigung, Fernsteuerung eines AGVs oder Fahrzeugs und Datenerfassung und direkte Regelschleifen mittels D2D Kom-munikation in einem 5G Campusnetz.

Use Cases:
TICCTEC fokussiert sich auf drei Use Cases: Dies ist zum einen die Fernsteuerung einer autonomen Roboterzelle, die Fernsteuerung eines AGVs und die direkte Übertragung von Daten in einem 5G-Netzwerk. Diese Anwendungsfälle sind sowohl in der Produktion, der Logistik oder der Baubranche von Bedeutung. Zur Gewährleistung der Übertragungs- und damit auch der Gerätesicherheit müssen die in TICCTEC entwickelten Technologien in den Anwendungsfällen zum Einsatz kommen.

Konsortium:
Das Konsortium besteht aus dem Deutsche Telekom Lehrstuhl für Kommunikationsnetzwerke der TU Dresden und dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU als Forschungseinrichtungen. Die beteiligten Industriepartner sind Qualcomm CDMA Technologies GmbH und die Industrie-Partner GmbH Coswig. Als assoziierter Partner ist die Robert Bosch GmbH am Projekt beteiligt.

Laufzeit
Januar 2021 – Dezember 2024

Budget
Gesamtmittel: 3,0 Mio €
Fördersumme: 1,9 Mio €

Ansprechpartner

Deutsche Telekom Lehrstuhl für Kommunikationsnetzwerke der TU Dresden

Prof. Frank H. P. Fitzek

T +49 351 463-33945