Weiterführende Informationen
5G4Industry
Projektergebnisse
(Das Projekt 5G4Industry, gefördert durch das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen, ist am 31.03.2023 erfolgreich beendet worden.)
Projektziel
Was sollte mit dem Projekt 5G4Industry erreicht werden?
Ziel des 5G-Forschungsprojekts "5G4Industry" war die Entwicklung und Erprobung eines weitgehend automatisierten Systems zum kurzfristigen Management vorhandener und zur mittelfristigen Planung zusätzlicher Ressourcen eines 5G-Systems für den industriellen Einsatz insbesondere in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU). Das Projekt greift damit einer erwarteten Entwicklung vor, die durch einen verstärkten Einsatz von 5G im Bereich industrieller Anwendungen ausgeht. Solche Anwendungen vereinen hohe Anforderungen an Datenraten und Latenz mit umfangreichen Datenverarbeitungsaufgaben, die wegen der Latenzanforderungen nahe bei der Nutzung (Ende-zu-Ende) erbracht werden müssen. Um diese Werkzeuge für langfristige Ressourcenplanung mit Empfehlungen für Investitionsentscheidungen umsetzen zu können, arbeiteten die Projektpartner zwei Jahre lang intensiv zusammen. Dazu wurden verschiedene Arbeiten durchgeführt, unter anderem die Charakterisierung von industriellen Anwendungen, die gemeinsame Verwaltung und Provisionierung verschiedener Ressourcen und die prototypische Umsetzung der Tools. Hiermit soll in Zukunft die Effizienz und Leistung von industriellen Prozessen durch die Nutzung von 5G-Technologie verbessert werden können.
Use Cases
In welchem Kontext helfen die 5G4Industry Projektergebnisse?
Innerhalb des Projekts wurde in der SmartFactory OWL in Lemgo ein Demonstrator aufgebaut. Stellen Sie sich hierfür eine Fabrikanlage mit Maschinen vor, deren Zustände überwacht werden – darunter ein Hochregallager sowie ein Autonomous Guided Vehicle (AGV).
Das AGV wird zur Kartierung innerhalb der Fabrik genutzt. Außerdem erkennt es mittels Kamera die auf ihm platzierten Güter und transportiert diese zum Ort, an dem sie benötigt werden. Im Normalbetrieb sendet das AGV mittels 5G-Funkverbindung die Daten an eine Cloud. Dort findet die Berechnung der Karte statt. Ohne Funkanbindung greift das AGV auf die begrenzten eigenen Rechenressourcen zurück und die Kartierung erfolgt langsamer.
Ein weiterer Bestandteil des Demonstrators ist ein Regallager mit Digitalem Zwilling. Die einwandfreie Funktion eines Hochregallagers hat in der Industrie eine hohe Priorität. Ein digitaler Zwilling hat den Vorteil, dass der Zustand fortlaufend mittels Sensorik überwacht wird, die Daten für Mitarbeiter visualisiert werden und automatisierte Zustandstrigger Alarm schlagen, sobald ein Ausfall erkannt wird. Da der Zwilling Wartungspläne beinhaltet, erhält ein Techniker sofort konkrete Anweisungen zur Behebung von Problemen.
Im Wartungsfall fällt das Regal aus und der Alarmzustand wird ausgelöst. Der Techniker nimmt Bilder/Videos zur Dokumentation auf, welche die AR-Brille asynchron auf die Edge Cloud lädt. Fordert der Techniker die Unterstützung eines Experten von einem anderen Standort an, erkennt das Management-Tool unzureichende Funkressourcen für alle nun zu bedienenden Tasks. Es entzieht, wenn nötig sofort Funkressourcen vom AGV und teilt diese dem AR-Task zu.
Projektrückblick
Was konnte innerhalb der Projektlaufzeit umgesetzt werden?
Das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen bestätigt im Januar 2021 die Förderung des Projekts „5G4Industry“ im Rahmen der 5G.NRW Initiative mit rund 1,6 Mio. €. Das Projekt wurde von Januar 2021 bis März 2023 durchgeführt.
Trotz der erschwerten Corona-Bedingungen konnten die beteiligten Partner (InnoZent OWL, SICP der Universität Paderborn, inIT der THOWL, BENTELER, MECSware GmbH, Nuromedia GmbH sowie Weidmüller) bereits in den ersten Monaten der Projektlaufzeit ein Architekturkonzept für ein 5G-Campusnetz vor dem Hintergrund typischer Anwendungsfälle, wie der Ad-hoc-Wartung einer Maschine mit Hilfe einer AR-Brille erarbeiten. Mittlerweile können die Projektergebnisse auf dieser Homepage eingesehen und heruntergeladen werden (siehe „Managementtool“ bzw. „Planungstool“). Der Demonstrator kann in der SmartFactory OWL in Lemgo ausprobiert werden.
Managementtool
Wie wurde das Managementtool umgesetzt?
Das Managementtool befasst sich mit dem kurzfristigen Management von 5G- und Cloud-Ressourcen im industriellen Kontext. Es erleichtert die Zuweisung von Prozessor-, Arbeitsspeicher- und Datenspeicher-Kapazitäten in der Edge-Cloud sowie von 5G-Funkressourcen in mobilen Campusnetzwerken. Es macht sich dabei die Eigenschaften aktueller Lösungen für das Management und die Orchestrierung (ManO) von Cloud-Infrastrukturen wie Kubernetes zunutze und verwendet spezifizierte Funktionen innerhalb des 5G-Standards, wie Network Slicing und QoS-Profiling, für die Bereitstellung unterschiedlicher Dienstgüten für ausgewählte Kommunikationskanäle.
Planungstool
Wie wurde das Planungstool umgesetzt?
Das Planungstool befasst sich mit der langfristigen Ressourcenplanung im industriellen Kontext. Es geht also nicht mehr darum, ad-hoc eine Entscheidung zu treffen und ein Ressourcenproblem zu lösen, sondern darum, über Tage, Wochen, Monate oder sogar Jahre Investitionen absehen zu können. In dem Projekt 5G4Industry haben wir verschiedene Typen von Ressourcen betrachtet. Neben den 5G-Funkressourcen haben wir uns insbesondere auf Ressourcen fokussiert, die in einem Rechenzentrum benötigt werden. Dazu gehören persistente Speicherkapazitäten, Hauptspeicher, Auslastungen von Serveranlagen oder auch die Auslastung der Compute-Ressourcen.
Kontakt
InnoZent OWL
Im Rahmen des Projekts 5G4Industry übernahm InnoZent OWL die Konsortialführung und war darüber hinaus schwerpunktmäßig am Transfer der Ergebnisse beteiligt. Als Unternehmensnetzwerk hat InnoZent OWL zudem dafür gesorgt, dass die Perspektive von KMUs projektbegleitend in die Entwicklung einfließt. Für Fragen zum Projekt und weiteren Kontakt wenden Sie sich bitte an:
Lukas Dalhoff, E-Mail, Tel.: +49 5251 2055 916
Sabine Zenin, E-Mail, Tel.: +49 5251 2055 917
Universität Paderborn
Innerhalb des 5G4Industry-Projekts hat der Software Innovation Campus der Universität Paderborn die Führung von Arbeitspaket 3 übernommen. In diesem Kontext wurde die langfristige Planung industrieller Ressourcen analysiert und als Planungssoftware realisiert.
Des Weiteren wurde eine Untersuchung zum Verhalten des Speicherbedarfs sowie zur Organisation von Speicherressourcen zwischen verschiedenen Microservices durchgeführt. Die Erkenntnisse dieser Untersuchung wurden in einer spezialisierten Managementsoftware implementiert.
Simon Oberthür, E-Mail, Tel.: +49 5251 60-6822
Marvin Illian, E-Mail, Tel.: +49 5251 60-1756
Tobias Hardes, E-Mail, Tel.: +49 5251 60-6492
FAQ
F: Was ist 5G?
A: 5G ist die fünfte Generation von Mobilfunktechnologien und wird als Nachfolger von 4G (LTE) betrachtet. 5G bietet eine erheblich höhere Datenübertragungsrate als ältere Technologien, was bedeutet, dass Nutzer schnellere mobile Breitbandverbindungen genießen können. 5G bietet auch geringere Latenzen und eine erhöhte Kapazität für die Verbindung von Geräten, was es ideal für die Nutzung von Technologien wie dem Internet der Dinge (IoT) und der künstlichen Intelligenz (KI/ AI) macht.
F: Was sind die Vorteile von 5G?
A: 5G ist die neueste Generation von Mobilfunkstandards und bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber älteren Technologien. Zu den wichtigsten Vorteilen von 5G gehören eine höhere Datenübertragungsrate, geringere Latenzen und eine erhöhte Kapazität für verbundene Geräte. Dies ermöglicht es Anwendern, schnellere und zuverlässigere mobile Breitbandverbindungen zu nutzen und eröffnet auch neue Möglichkeiten für die Entwicklung von Technologien wie dem Internet der Dinge (IoT) und der künstlichen Intelligenz (KI/ AI). 5G kann auch dazu beitragen, den Energieverbrauch von Netzwerken zu reduzieren und damit die Umweltbelastung zu verringern.
F: Was sind die Nachteile von 5G?
A: Einer der Hauptnachteile von 5G ist, dass es eine teure Technologie ist und die Implementierung von 5G-Netzwerken erhebliche Investitionen erfordert. Dies bedeutet, dass es möglicherweise eine Weile dauern wird, bis 5G weit verbreitet ist und für alle Nutzer zugänglich ist. Ein weiterer Nachteil von 5G ist, dass es aufgrund der hohen Frequenzen, die verwendet werden, möglicherweise eine geringere Reichweite hat als ältere Technologien. Das bedeutet, dass mehr Basisstationen und Zugangspunkte benötigt werden, um eine umfassende Abdeckung zu gewährleisten. Dies kann zu erhöhten Infrastrukturkosten führen. In Bezug auf die IT-Sicherheit bestehen Bedenken darin, dass 5G-Netzwerke aufgrund ihrer erhöhten Geschwindigkeit und Kapazität anfälliger für Angriffe sein können. Es ist wichtig, dass Unternehmen und Organisationen, die 5G-Technologie nutzen, die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen ergreifen, um ihre Netzwerke zu schützen.
F: Macht der Einsatz von 5G im industriellen Kontext für KMU Sinn?
A: Der Einsatz von 5G im industriellen Kontext kann für KMU durchaus sinnvoll sein, da 5G eine Reihe von Vorteilen bietet, die für industrielle Anwendungen von Nutzen sein können. Zum Beispiel bietet 5G eine erhöhte Datenübertragungsrate und geringere Latenzen, was bedeutet, dass Unternehmen schnellere und zuverlässigere Verbindungen nutzen können, um Daten zwischen Geräten und Maschinen auszutauschen. Dies kann dazu beitragen, die Effizienz und Leistung von Produktionsprozessen zu verbessern. 5G kann auch dazu beitragen, die Entwicklung neuer Technologien wie dem Internet der Dinge (IoT) und der künstlichen Intelligenz (KI/ AI) zu fördern, was für KMU von großem Nutzen sein kann. Allerdings ist es wichtig zu beachten, dass der Einsatz von 5G auch erhebliche Investitionen erfordern kann, und es ist wichtig, dass Unternehmen die potenziellen Vorteile und Nachteile sorgfältig abwägen, bevor sie sich entscheiden, ob der Einsatz von 5G für sie sinnvoll ist.
F: Welche Frequenzen nutzt 5G und was bedeutet das?
A: 5G nutzt verschiedene Frequenzen, um Signale zu übertragen, darunter niedrige, mittlere und hohe Frequenzen. Niedrige Frequenzen (unter 1 GHz) haben eine gute Durchdringungsfähigkeit und können über lange Strecken übertragen werden, was sie ideal für die Abdeckung großer Gebiete macht. Mittlere Frequenzen (1-6 GHz) haben eine geringere Durchdringungsfähigkeit, aber eine größere Kapazität und eignen sich daher für die Übertragung von hohen Datenmengen. Hohe Frequenzen (über 24 GHz) haben eine sehr geringe Durchdringungsfähigkeit und eignen sich daher am besten für die Übertragung von Daten über kurze Strecken. Die Verwendung verschiedener Frequenzen ermöglicht es 5G, sich an verschiedene Anwendungsszenarien anzupassen und eine bessere Leistung zu bieten.
F: Für welche Anwendungen braucht man eine besonders hohe Datenübertragung?
A: Es gibt eine Reihe von Anwendungen, bei denen eine hohe Datenübertragungsrate von besonderer Bedeutung ist. Zum Beispiel ist eine hohe Datenübertragungsrate für die Übertragung von großen Datenmengen wie Videostreaming oder das Herunterladen von großen Dateien erforderlich. Auch für die Übertragung von Echtzeitdaten, wie sie bei der Steuerung von Industrierobotern oder beim autonomen Fahren benötigt wird, ist eine hohe Datenübertragungsrate von entscheidender Bedeutung. Im Allgemeinen wird eine hohe Datenübertragungsrate benötigt, wenn es darum geht, große Datenmengen in kurzer Zeit zu übertragen oder Echtzeitdaten zu verarbeiten.
F: Was sind Vor- und Nachteile von Cloud-, Edge- und On-Premise-Lösungen?
A: Cloud-, Edge- und On-Premise-Lösungen sind verschiedene Ansätze zur Bereitstellung von IT-Diensten und -Anwendungen. Jeder Ansatz hat seine eigenen Vor- und Nachteile, die für bestimmte Umgebungen und Anforderungen geeigneter sein können.
Cloud-Lösungen bieten Vorteile in der Flexibilität, den Kosten und der Verfügbarkeit, machen den Anwender aber vom Cloud-Anbieter und der Verfügbarkeit des Internets abhängig, was für manche Unternehmen ein Problem darstellen kann. Außerdem können Cloud-Lösungen ein Sicherheitsrisiko darstellen, da die Daten nicht mehr direkt im Unternehmen gespeichert sind.
Edge-Lösungen überzeugen mit einer niedrigen Latenz, sowie hoher Sicherheit und Verfügbarkeit. Allerdings können Edge-Lösungen teurer sein als Cloud-Lösungen, da sie Hardware und Software benötigen, die bereitgestellt und gewartet werden muss. Daher sind sie auch weniger flexibel.
On-Premise-Lösungen bieten dem Unternehmen vollständige Kontrolle über ihre IT-Umgebung und damit potenziell hohe Sicherheit. Außerdem können sie in der Regel eine höhere Leistung bieten als Cloud- oder Edge-Lösungen, da sie direkt auf der lokalen Hardware laufen. Zu den Nachteilen gehören hohe Kosten und eventuell Verfügbarkeitsprobleme. On-Premise-Lösungen sind zudem weniger flexibel als Cloud- oder Edge-Lösungen, da sie von der Hardware und der lokalen Infrastruktur abhängig sind.
Es ist wichtig zu beachten, dass keine dieser Lösungen in jeder Situation die beste Wahl sein muss. Die Wahl der richtigen Lösung hängt von den Anforderungen und Ressourcen eines Unternehmens ab und sollte sorgfältig abgewogen werden.
F: Was ist ein 5G-Campusnetz?
A: Ein 5G-Campusnetz ist ein privates Netzwerk, das speziell für den Einsatz in einem bestimmten Gebäudekomplex oder einem Campus entwickelt wurde und 5G-Technologie nutzt. Das Hauptziel eines 5G-Campusnetzes ist es, eine hochleistungsfähige drahtlose Verbindung innerhalb eines bestimmten Bereichs zu ermöglichen, die schneller und zuverlässiger ist als herkömmliche drahtlose Netzwerke. Dies kann für viele Anwendungen von Vorteil sein, wie zum Beispiel für die Nutzung von Cloud-Diensten, die Übertragung von großen Datenmengen, die Nutzung von Echtzeit-Anwendungen und vieles mehr. Ein 5G-Campusnetz kann auf verschiedene Arten aufgebaut werden, je nach den Anforderungen und Ressourcen der Organisation, die es einrichtet.
F: Was bedeutet Latenz?
A: Latenz ist ein Maß für die Verzögerung, die auftritt, wenn Daten von einem Punkt zu einem anderen übertragen werden. Diese Verzögerung kann sich auf die Gesamtgeschwindigkeit und die Leistung des Netzwerks auswirken, insbesondere bei der Übertragung von großen Datenmengen oder bei der Nutzung von Echtzeit-Anwendungen. Latenz ist in vielen Fällen wichtig, da sie Auswirkungen auf die Qualität der Übertragung von Daten und Signale hat. Hohe Latenzen können zu Verzögerungen oder Unterbrechungen führen, während niedrige Latenzen eine schnelle und reibungslose Übertragung ermöglichen.
F: Was ist das Internet der Dinge (IoT)?
A: Das Internet der Dinge (IoT) bezieht sich auf ein Konzept, bei dem physische Objekte oder Geräte miteinander verbunden sind und Daten über das Internet austauschen können, ohne dass menschliche Interaktion erforderlich ist. Diese Objekte können mit Sensoren, Aktoren und anderen Technologien ausgestattet sein, die es ihnen ermöglichen, Informationen zu sammeln, zu verarbeiten und zu teilen.
Die Idee hinter dem IoT besteht darin, eine nahtlose Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten und Systemen herzustellen, um Effizienzsteigerungen, Automatisierung und besseres Datenmanagement zu ermöglichen. Beispiele für IoT-Anwendungen reichen von intelligenten Thermostaten und vernetzten Haushaltsgeräten über Überwachungssysteme für die Industrie bis hin zu Smart-City-Initiativen, bei denen Straßenlaternen, Verkehrssysteme und Abfallmanagement miteinander verbunden sind.
Das IoT ermöglicht die Erfassung und Analyse großer Datenmengen, die zur Verbesserung von Produkten, Dienstleistungen und Entscheidungsprozessen genutzt werden können. Allerdings bringen die Vernetzung und Datensammlung auch Herausforderungen in Bezug auf Datenschutz, Sicherheit und Interoperabilität mit sich.
F: Was bedeutet künstliche Intelligenz (KI/ AI)?
A: Künstliche Intelligenz (KI) oder auch Artificial Intelligence (AI) bezieht sich auf die Fähigkeit von Maschinen oder Computersystemen, Aufgaben auszuführen, die normalerweise menschliche Intelligenz erfordern würden. Das Ziel der künstlichen Intelligenz besteht darin, Maschinen die Fähigkeit zu verleihen, zu lernen, zu verstehen, zu denken, zu entscheiden und in gewissem Maße menschenähnliche kognitive Fähigkeiten zu replizieren.
Künstliche Intelligenz hat eine breite Palette von Anwendungen in verschiedenen Branchen, einschließlich Gesundheitswesen, Finanzen, Verkehr, Unterhaltung und mehr. Es gibt jedoch auch ethische und soziale Fragen im Zusammenhang mit KI, darunter Arbeitsplatzveränderungen, Datenschutz, Vorurteile in Algorithmen und die Verantwortung für autonome Systeme.
F: Wo sind die Unterschiede (und damit einhergehenden Vorteile) zwischen einem 5G-Campusnetz und einem von Telekommunikationsanbietern eingekauftes 5G-Netz?
A: Ein 5G-Campusnetz und ein öffentliches 5G-Netz unterscheiden sich in ihren Anwendungen, Abdeckungsbereichen und Verwaltungskontexten.
1. Anwendungsbereiche:
5G-Campusnetz: Ein 5G-Campusnetz ist ein privates Netzwerk, das in einem begrenzten geografischen Bereich, wie beispielsweise einem Industriekomplex, einer Universität oder einem Krankenhaus, eingerichtet wird. Es wird speziell auf die Anforderungen dieses Standorts zugeschnitten und kann für IoT-Anwendungen, industrielle Automatisierung, Logistik und andere maßgeschneiderte Anwendungen genutzt werden.
Öffentliches 5G-Netz: Dieses Netzwerk wird von kommerziellen Telekommunikationsunternehmen betrieben und bietet eine breite Abdeckung für öffentliche Nutzer in Städten und ländlichen Gebieten. Es ist darauf ausgelegt, Mobilkommunikation, Internetzugang und eine Vielzahl von Diensten für eine breite Palette von Endbenutzern bereitzustellen.
2. Abdeckung und Skalierbarkeit:
5G-Campusnetz: Die Abdeckung eines Campusnetzes ist begrenzt und konzentriert sich auf einen bestimmten geografischen Bereich. Die Skalierbarkeit ist in erster Linie auf die Bedürfnisse dieses begrenzten Bereichs ausgerichtet.
Öffentliches 5G-Netz: Telekommunikationsunternehmen bieten 5G-Netze mit einer breiten Abdeckung an, die städtische und ländliche Gebiete umfassen kann. Diese Netze sind für eine hohe Anzahl von gleichzeitigen Nutzern und einer breiten Palette von Anwendungen ausgelegt.
3. Kontrolle und Anpassungsfähigkeit:
5G-Campusnetz: Ein Campusnetz bietet den Betreibern eine höhere Kontrolle über das Netzwerkdesign, die Konfiguration und die Sicherheit. Es kann an die spezifischen Anforderungen und Bedürfnisse des Standorts angepasst werden.
Öffentliches 5G-Netz: Bei einem von Telekommunikationsanbietern bereitgestellten Netz haben die Betreiber weniger direkte Kontrolle über das Netzwerkdesign und die Konfiguration. Die Dienste und Funktionen werden von den Anbietern bereitgestellt und verwaltet.
4. Datenschutz und Sicherheit:
5G-Campusnetz: Ein Campusnetz bietet in der Regel höhere Sicherheits- und Datenschutzkontrollen, da die gesamte Infrastruktur vom Betreiber verwaltet wird und weniger externe Nutzer Zugriff haben.
Öffentliches 5G-Netz: Die Sicherheit und der Datenschutz hängen von den Sicherheitsmaßnahmen des Telekommunikationsanbieters ab.
5. Kosten und Investitionen:
5G-Campusnetz: Die Kosten für den Aufbau und Betrieb eines Campusnetzes tragen die Eigentümer des Campus.
Öffentliches 5G-Netz: Die Kosten werden von den Telekommunikationsanbietern getragen, und die Nutzer zahlen für den Zugang zu den Diensten. Die Betreiber müssen keine eigene Infrastruktur aufbauen oder warten.
Insgesamt bieten sowohl 5G-Campusnetze als auch von Telekommunikationsanbietern bereitgestellte 5G-Netze jeweils spezifische Vorteile, die von den Anforderungen und Zielen der Nutzer abhängen.
F: Gibt es Unterschiede bei der Kompatibilität der 5G-Hardware von verschiedenen Anbietern?
A: Ja, es kann Unterschiede bei der Kompatibilität der 5G-Hardware von verschiedenen Anbietern geben. Diese Unterschiede können sich auf verschiedene Aspekte beziehen:
Frequenzbänder: 5G wird auf verschiedenen Frequenzbändern betrieben, darunter Sub-6 GHz und mmWave (Millimeterwellen). Einige Anbieter könnten spezifische Frequenzbänder nutzen, die möglicherweise nicht von anderen Anbietern verwendet werden. Dies könnte die Kompatibilität von Geräten beeinflussen.
Technologieversionen: 5G wird in verschiedenen Technologieversionen entwickelt, einschließlich 5G Non-Standalone (NSA) und 5G Standalone (SA). Einige Geräte könnten möglicherweise nur mit bestimmten Technologieversionen kompatibel sein und könnten in Netzwerken anderer Versionen möglicherweise nicht ordnungsgemäß funktionieren.
Protokolle und Standards: Verschiedene Anbieter könnten unterschiedliche Implementierungen von 5G-Protokollen und -standards verwenden. Dies könnte zu Inkompatibilitäten führen, wenn Geräte eines Anbieters nicht nahtlos mit den Netzwerken eines anderen Anbieters interagieren können.
Software- und Firmware-Unterstützung: Die Software und Firmware der 5G-Geräte könnten von Anbieter zu Anbieter variieren. Unterschiedliche Implementierungen könnten zu Inkompatibilitäten führen, wenn Geräte nicht ordnungsgemäß miteinander kommunizieren können.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Industrie bestrebt ist, Interoperabilität und Kompatibilität zwischen 5G-Geräten und -Netzwerken zu gewährleisten. Standardisierungsorganisationen wie die 3rd Generation Partnership Project (3GPP) arbeiten daran, gemeinsame Standards für 5G-Technologien zu etablieren. Dennoch können aufgrund von technologischen Entscheidungen, unterschiedlichen Implementierungsansätzen und regionalen Variationen immer noch Kompatibilitätsunterschiede auftreten. Es wird empfohlen, sich vor dem Kauf von 5G-Hardware über die Kompatibilität mit den jeweiligen Anbieternetzwerken zu informieren.
F: Was sind „Docker“?
A: Docker ist eine Open-Source-Plattform, die es Entwicklern ermöglicht, Anwendungen in sogenannten Containern zu erstellen, zu verteilen und auszuführen. Ein Container ist eine eigenständige und portable Einheit, die alle benötigten Abhängigkeiten, Bibliotheken und Einstellungen enthält, um eine Anwendung auszuführen.
F: Was ist „Kubernetes“?
A: Kubernetes ist ein Open-Source-Orchestrierungssystem für Container. Es ermöglicht die automatisierte Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung von Containeranwendungen. Anwendungen werden in sogenannten "Pods" gruppiert, die die kleinste bereitstellbare Einheit darstellen. Die Verwendung von Kubernetes ermöglicht die flexible Verwaltung von Rechenressourcen in der Cloud, da es eine effiziente Lastverteilung und Ressourcenausnutzung gewährleistet.
F: Was ist „GlusterFS“?
A: GlusterFS ist ein verteiltes Dateisystem, das für die Speicherung großer Mengen an unstrukturierten Daten ausgelegt ist. Dies ermöglicht es, mehrere Speicherressourcen zu einem einzigen, verteilten Dateisystem zu verbinden, wodurch eine einfache Skalierung und eine verbesserte Ausfallsicherheit erreicht werden. GlusterFS ist in der Lage, Daten auf mehreren Knoten in einem Cluster zu replizieren und so die Datenintegrität und -verfügbarkeit zu gewährleisten. Die Integration von GlusterFS mit Kubernetes und Heketi ermöglicht eine effiziente verteilte Speicherung von Dateien in der Cloud-Infrastruktur.
F: Was ist „Prometheus“?
A: Prometheus ist ein leistungsfähiges Open-Source-Monitoring-System, das speziell für Containerumgebungen und Cloud-native Anwendungen entwickelt wurde. Es stellt flexible Metrik-Sammlung, Datenspeicherung und Abfragefunktionen zur Verfügung. Durch die Integration von Prometheus mit dem Managementtool können relevante Node-Metriken wie CPU-Auslastung, Speicherauslastung und Speichernutzung überwacht und in der MongoDB protokolliert werden.
F: Was ist „MongoDB“?
A: MongoDB ist eine NoSQL-Datenbank, die für die Verwaltung von unstrukturierten oder semi-strukturierten Daten ausgelegt ist. Sie bietet eine flexible und skalierbare Speicherlösung für große Datenmengen. MongoDB ermöglicht die effiziente Speicherung und den Zugriff auf historische Daten, die von verschiedenen Modulen des Forschungsprojekts erfasst und analysiert werden. Die Verwendung von MongoDB als Datenbankspeicher für das Managementtool gewährleistet eine zuverlässige und leistungsfähige Verwaltung der protokollierten Node-Metriken und Anwendungsdaten.
F: Was ist „ZeroMQ“?
A: ZeroMQ ist eine leichtgewichtiges Kommunikationsprotokoll, welches eine asynchrone Kommunikation zwischen verschiedenen Prozessen ermöglicht. Es verwendet Muster wie Push/Pull, Publish/Subscribe und Request/Reply, um die Kommunikation zwischen Komponenten zu ermöglichen.
F: Was ist „Python Dash“?
A: Python Dash ist eine Open-Source-Bibliothek, die es Entwicklern ermöglicht, interaktive Webanwendungen und Dashboards mit Python zu erstellen. Dash basiert auf Flask, Plotly.js und React und bietet eine einfache Syntax für die Erstellung von ansprechenden Benutzeroberflächen, Visualisierungen und Datenanalysen. Die Dash-Bibliothek ist besonders nützlich für Data-Science-Anwendungen, da sie eine nahtlose Integration mit Pandas, Numpy und anderen Python-Bibliotheken bietet. Dash ermöglicht es Entwicklern, ansprechende Datenvisualisierungen zu erstellen und komplexe Analysen mit interaktiven Bedienelementen und Filtern durchzuführen.
Das Projekt 5G4Industry, Jan 21 bis Mrz 23, wurde gefördert durch das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen und wurde im März erfolgreich beendet.
Projektpartner:
