Open5GpaceMaker – Management und Konfiguration echtzeitfähiger 5G Netze
Viele Anwendungen im Umfeld von Industrie 4.0, Landwirtschaft 4.0 und eHealth haben sehr hohe Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit und Echtzeitfähigkeit, welche von gegenwärtigen Funknetztechnologien nicht erfüllt werden. Dieser Herausforderung begegnet die 3GPP-Standardisierung mit der Entwicklung von URLLC (Ultra Reliable and Low Latency Communication) für 5G und die Ethernet-Standardisierung mit den IEEE 802.1 TSN (Time Sensitive Networks) Standards. Neueste Standardisierungsbemühungen bringen beide Ansätze zusammen. Allerdings erfordern TSN over 5G Systeme eine anspruchsvolle Konfiguration, um die Echtzeitanforderungen auch in rauen Funkumgebungen oder in mobilen Szenarien einzuhalten. Dies stellt insbesondere mittelständische Anwender und Nicht-Funkexperten vor große Herausforderungen.
Open5GpaceMaker löst dieses Problem durch die Entwicklung neuer Verfahren für die Verwaltung und Konfiguration von echtzeitfähigen 5G-Campusnetzen und nimmt Anpassungen am 5G Open RAN, dem UE und der Schnittstelle zwischen dem 5G-Kern und dem Ethernet-TSN-Netz vor. Dadurch wird ermöglicht, echtzeitkritische End-to-End-Verkehrsströme mit der erforderlichen Dienstgüte und Zuverlässigkeit zu übertragen.
In Open5GpaceMaker sollen zudem zwei Demonstratoren (für ein Landwirtschaft 4.0- und ein eHealth-Anwendungsszenario) aufgebaut werden, in denen die entwickelten Komponenten getestet und evaluiert werden. Im Rahmen dieses Projekts soll auch ein Simulationframework für die Integration von 5G- und TSN-Netzen geschaffen werden, so dass die Simulation von TSN über 5G-Systeme für künftige Forschungen einfacher wird.
Laufzeit: 01.03.2023 – 30.06.2025
Konsortium:
- airpuls GmbH (Berlin)
- highstreet technologies GmbH (Berlin)
- InnoRoute GmbH (München)
- TU Chemnitz (Chemnitz)
- Universitätsmedizin Leipzig, ICCAS (Leipzig)
- Hochschule Osnabrück (Osnabrück)
- airpuls GmbH (Berlin)
- highstreet technologies GmbH (Berlin)
- InnoRoute GmbH (München)
- TU Chemnitz (Chemnitz)
- Universitätsmedizin Leipzig, ICCAS (Leipzig)
- Hochschule Osnabrück (Osnabrück)
Publikationen:
- A. B Muslim, R. Tönjes, “Simulating Time Sensitive Networks: Overview and Open Challenges”, The Ninth International Conference on Modeling, Simulation and Applied Optimization, AIP, Marrakech, Morocco, 2023
- S.T. Islam, A.B. Muslim. "AI-based dynamic schedule calculation in time sensitive networks using GCN-TD3." 2024 IFIP Networking Conference (IFIP Networking). IEEE, 2024.
- A.B. Muslim, R. Tönjes, T. Bauschert, “Synchronizing TSN Devices via 802.1AS over 5G Networks”, Electronics 2024, 13, 768. https://doi.org/10.3390/electronics13040768
- F. Kahmann, A.B. Muslim, R. Tönjes, S.T. Islam, T. Bauschert, “Time Sensitive Networking via 5G - An Overview and Recent Advances”, 28. VDE/ITG Fachtagung Mobilkommunikation - Technologien und Anwendungen, IEEE, Osnabrück, Germany, 2024
- A.B. Muslim, R. Tönjes, T. Bauschert, “A Novel Method for GPTP-Based Time Synchronization of 5G UEs Considering Asymmetric Uplink/Downlink Latency”, IEEE Conference on Local Computer Networks (LCN), 2025 – In review.
- S. T. Islam, "WIP: AI-Based Dynamic Joint Schedule Calculation for TSN over 5G using GCN-TD3," 2024 IEEE 29th International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA)
Projektförderung: Bundesministerium für Digitales und Staatsmodernisierung (BMDS)
Fördersumme insgesamt: € 2.457.201,68
Fördersumme (HSOS): € 323.051,91