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5G und Wi-Fi 6 – gemeinsam stark

29. Juni 2021, 09:30 Uhr   |  Von Dr. Michael Lemke

5G und Wi-Fi 6 – gemeinsam stark
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Campusnetze - 5G und Wi-Fi 6 im industriellen Einsatz - ein Mix beider Funktechniken.

Campusnetze sind in der Industrie mit 5G populär geworden. Doch auch Wi-Fi 6 eignet sich für den industriellen Einsatz. Dass ein Mix beider Funktechniken sinnvoll sein kann, demonstriert Huawei im OpenLab in München.

Der Mobilfunkstandard 5G ist nicht nur im Privatkundenumfeld sehr gefragt, sondern birgt auch großes Potenzial für die Industrie: als Funknetzwerk in einem Campusnetz, so zum Beispiel an Häfen oder Flughäfen, aber auch im Kontext moderner Transportsysteme oder dem Smart Manufacturing. 5G gilt als robust, deterministisch und ermöglicht höhere Datenübertragungsraten als bisher 4G. Dem gegenüber steht die neue WLAN-Technik Wi-Fi 6, deren Einsatz in Campusnetzwerken auch diskutiert wird. Das Huawei OpenLab in München zeigt, wie die Vorteile beider Techniken koexistieren können.

Die Vorteile aus beiden Welten

Der Mobilfunkstandard 5G punktet u.a. mit dem Sicherheitsaspekt, denn dieser ist der Technik aufgrund der jahrelangen Erfahrung mit der Entwicklung von mobilen Kommunikationsnetzen intrinsisch. Somit gewährleistet 5G unmittelbar eine sichere Kommunikation.

Wi-Fi 6 verzeichnet einen Sprung hinsichtlich der verfügbaren Datenübertragungsrate. Die Spitzendatenrate kann 4.800 Mbit/s erreichen und ist damit um ein Vielfaches höher, als es noch bei den Vorgängern der Fall war. 5G kann hier durchaus mithalten, mit einem Datendurchsatz von mehr als 3.600 Mbit/s für 2 × 100 MHz NR-Trägerbündelung (New Radio). Auch bei den Latenzzeiten können sich beide Techniken durchaus behaupten: Mit realistischen Ende-zu-Ende-Latenzzeiten von unter 10 ms eignet sich der Mobilfunkstandard, um größere Flächen in Außenbereichen, wie zum Beispiel weitläufige Lagerstätten in Seehäfen, abzudecken. Mit der Einführung von URLLC-Fähigkeiten (Ultra Reliable Low Latency Communications) werden weitere Latenzreduktionen erwartet. Dem stehen vergleichbare Latenzzeiten von unter 10 ms des Wi-Fi-6-Standards gegenüber, sodass viele Einsatzfälle in Produktionsstätten gleichfalls adressiert werden können. Als Vorteil von Wi-Fi 6 kann gewertet werden, dass ein Großteil der Unternehmen bereits Erfahrungen mit WLAN gesammelt hat. Sie können mit Wi-Fi 6 auf praktische Erfahrungen zurückgreifen, wogegen 5G als Technik für Campusnetze noch etabliert werden muss. Doch das Potenzial des neuen Mobilfunkstandards ist vielversprechend.

Koexistenz von 5G und Wi-Fi 6: Das Huawei OpenLab in München

Derzeit betreibt Huawei an insgesamt zwölf Standorten »OpenLabs«, in denen das Unternehmen gemeinsam mit seinen Technikpartnern und Kunden Innovationen vorantreibt. Ziel der Labs ist es, die digitale Transformation zu fördern und Anwendungen für verschiedene Branchen zu entwickeln.

links. Mit der Industrie-4.0-Testumgebung im OpenLab von Huawei lassen sich neben 5G- und Wi-Fi-6-Anwendungen für Campusnetzwerke auch Cloud-Anwendungen austesten. Im Hintergrund ist der Schrank mit den 5G-Servern sichtbar
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Bild 1, links. Mit der Industrie-4.0-Testumgebung im OpenLab von Huawei lassen sich neben 5G- und Wi-Fi-6-Anwendungen für Campusnetzwerke auch Cloud-Anwendungen austesten. Im Hintergrund ist der Schrank mit den 5G-Servern sichtbar.

Ein Blick auf das OpenLab in München (Bild 1) zeigt, dass der Einsatz von sowohl 5G als auch Wi-Fi 6 an einem Ort möglich ist – das Lab gilt europaweit unter allen Anbietern als das einzige mit einem konvergierten Wi-Fi-6- und 5G-Netzwerk. Schwerpunktmäßig wird dort an Innovationen aus dem Bereich Industrie 4.0 und Smart Manufacturing geforscht. Dazu zählen:

  • Das Industry-4.0-Testbed: hier wird eine reale Fertigungsstraße dargestellt.
  • Das 5G- + Wi-Fi-6-Lab: verschiedene wettbewerbsfähige Wi-Fi-6- und 5G-Geräte werden bereitgestellt, eine Testumgebung ermöglicht Kunden und Partnern, die Innovationen von Wi-Fi 6 und 5G in verschiedenen Branchen zu testen.
  • Das Data Center: hier präsentiert Huawei verschiedene Produkte aus den Bereichen Rechenzentrum und Private Cloud (Datacenter Networking, Storage, Server, Datacenter Energy & Infrastructure).
  • Das Robo Lab: Robotikanwendungen für verschiedene Branchen.
  • Das Cloud Lab: Kunden und Partner können sich ihre eigene Testumgebung auf Basis der Huawei FusionCloud erstellen, um Cloud-Anwendungen in verschiedenen Branchen zu testen.

Vereinigung der Vorteile in der Fertigungsstraße

Eine reale Produktionsumgebung inklusive FTS (Fahrerlose Transportsysteme) steht im OpenLab betriebsbereit zur Verfügung. Kunden und Partner von Huawei können sie für die Entwicklung von Proof of Concepts (PoCs) nutzen (Bild 2).

Im OpenLab von Huawei in München ist eine reale Fertigungsstraße nachgebildet, die für Proof-of-Concepts genutzt werden kann
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Bild 2. Im OpenLab von Huawei in München ist eine reale Fertigungsstraße nachgebildet, die für Proof-of-Concepts genutzt werden kann.

Die dezidierte Betrachtung des Industry 4.0 Testbed – der Fertigungsstraße, aufgeteilt in sieben Schritte – verdeutlicht den nicht nur koexistenten, sondern ebenso sinnvollen Einsatz von 5G und Wi-Fi 6 innerhalb eines Campus. Für die Schritte eins bis drei wird Edge Computing genutzt. Ab Schritt vier des Prozesses, der Dateneinspeisung, favorisiert Huawei den Einsatz von Wi-Fi 6. Dank seiner zuverlässigen Abdeckung in Innenräumen und dem hohen Datendurchsatz von 4.800 Mbit/s, Tendenz steigend, ist der Einsatz von Wi-Fi 6 sinnvoll, um die notwendige Flexibilität, Zuverlässigkeit und vor allem eine hohe Datenrate sicherzustellen.

Wie gut sich die Techniken ergänzen, zeigt sich im Warenlager: dort erfolgt eine Zwischenspeicherung von Produkten mit der Übergabe an mobile Roboter. Niedrige Latenzzeiten und beständige Verbindungen sind hier essenziell. Im Mobilfunkstandard 5G ist Mobilität in den Schichten 1 und 2 geregelt, bei einem Wi-Fi-Netz dagegen sind zusätzliche Funktionen auf höheren Schichten erforderlich.

Im vorletzten Schritt der Fertigung bedarf es auch des Transports des Gutes zum endgültigen Warenlager, von wo aus das Produkt zum Endkonsumenten gelangt. Hier wird es spannend, denn: die größten Risiken liegen auch hier in der Zuverlässigkeit, der stabilen Verbindung und den Latenzzeiten des Netzwerkes. Es bedarf also einer Funktechnik, die große Flächen störungsfrei abdecken kann. Hier kommt der Vorteil einer Mobilfunktechnik wie 5G zum Tragen, die statt mehrerer Zugangsknoten, wie es beim WLAN der Fall ist, mit einer einzigen Mobilfunkstation auskommt und dabei äußerst robust sowie mit höheren Datenraten arbeitet.

Im letzten Schritt der Fertigung kommt es zur Auslieferung der Produkte an den Endkonsumenten. Da dies an Übergabestationen erfolgt, sind die Abdeckung großflächiger Bereiche sowie zuverlässig niedrige Latenzzeiten keine Hauptanforderung. Das Netzwerk sollte lediglich eine gewisse Flexibilität gewährleisten. Mit dem Einsatz des MU-MIMO für Wi-Fi 6 können zum Beispiel mehrere Stationen gleichzeitig versorgt werden, was den Datendurchsatz in der Warenausgabe steigert.

Koexistenz von 5G und Wi-Fi 6: sinnvoll und zielführend

Das OpenLab von Huawei zeigt, wie der gleichzeitige Einsatz von 5G und Wi-Fi 6 sinnvoll funktioniert: der Mobilfunkstandard bekommt vor allem dann zum Einsatz, wenn die Rede von Echtzeitanwendungen ist und Mobilität gefordert wird. Im Beispiel der Fertigungsstraße also sowohl in Außenbereichen eines Campus als auch dort, wo Robotik für die Logistik eingesetzt wird. Wi-Fi 6 entlastet 5G in schwer zugänglichen Bereichen, sprich dort, wo punktuell ein hoher Datendurchsatz erforderlich ist. Außerdem kann es in Innenräumen eine Netzabdeckung zu geringeren Kosten ermöglichen.

Der Autor

Dr-Michael-Lemke von Huawei
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Dr. Michael Lemke von Huawei

Dr. Michael Lemke

ist Senior Technology Principal in der Berliner Repräsentanz von Huawei. 2007 stieg er bei Huawei als Senior Marketing Manager Wireless ein und war anschließend unter anderem Head of Wireless Marketing und Wireless CMO. Als Chief Marketing Officer mit langjähriger Berufserfahrung in der Telekommunikationsbranche hat Dr. Lemke besonders in den Bereichen 3G, LTE, Mobilkommunikation, Geschäftsentwicklung und Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) tiefgreifendes Wissen erworben. Vor seiner Anstellung bei Huawei war Dr. Lemke Business Development Manager bei Nokia und Produkmanager bei Siemens. Dr. Lemke hält einen Doktortitel in Nuklearphysik der Universität Dresden.

michael.lemke@huawei.com

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