5G Playground Kärnten Spitzenforschung durch 5G und Edge Computing ermöglicht

Von Paul Höcherl*

5G und Edge Computing ermöglichen es beispielsweise 360-Grad-VR-Videos live zu streamen. Was mit schneller Datenübertragung machbar ist, wird aktuell am 5G Playground in Kärnten erforscht. Welche technische Infrastruktur für so ein Forschungsfeld notwendig ist.

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Im Lakeside Park könnten Vögel bald Konkurrenz bekommen. Auf dem Technologietestfeld könnten dank 5G und Edge Computing intelligente Drohnenschwärme abheben.
Im Lakeside Park könnten Vögel bald Konkurrenz bekommen. Auf dem Technologietestfeld könnten dank 5G und Edge Computing intelligente Drohnenschwärme abheben.
(Bild: Lakeside Park, Gert Steinthaler)

Schnelle Datenübertragung nimmt aufgrund der zunehmenden Digitalisierung und bei zeitsensitiven Anwendungen wie autonomen Fahren oder der virtuellen Realität einen immer höheren Stellenwert ein. Schon bald ist 5G der Standard für Echtzeitkommunikation, woraus sich für Unternehmen neue Möglichkeiten ergeben. Edge Computing kann dabei den Datenaustausch beschleunigen und günstiger machen.

2019 eröffnete A1 Telekom Austria, Dienstleister in der Telekommunikations- und IT-Branche in Österreich und Technologiepartner von Lenovo, zusammen mit der Kärntner Betriebsansiedlungs- und Beteiligungsgesellschaft BABEG in Klagenfurt den 5G Playground Kärnten, um Möglichkeiten und Potentiale der 5G Technologie im Feld zu erforschen und Lösungen unter Realbedingungen zu testen. Im Rahmen einer Projektreihe eines Testlabors für Forschung und Entwicklung von 5G Anwendungen, die unter anderem Schwarmintelligenz im Drohneneinsatz oder drahtlose Industrierobotik behandelt, kombiniert A1 Telekom Austria 5G Technologie mit einer dezentralisierten Edge-Computing-Plattform.

Anwendungsbeispiel Virtual Reality

Dort gelang es einem Forschungsteam der Universität Klagenfurt ein 360-Grad-Virtual-Reality-Video live zu übertragen. Die Gruppe beschäftigt sich in Bezug auf VR außerdem auch mit neuen Formen immersiver Medien, wie zum Beispiel volumetrischen Daten. Derartige Anwendungen erfordern sowohl beim Streamen als auch beim Anschauen hohe Datenraten und geringe Verzögerungszeiten. Hier wird die Leistung der Edge Server deutlich: statt das Videomaterial direkt an ein Rechenzentrum oder die Cloud zu schicken, wird es bereits direkt am Netzwerkrand verarbeitet und dann erst als deutlich kleineres Datenpaket über das 5G-Netz an ein Rechenzentrum, beziehungsweise eine Cloud gesendet, bis es von dort zum Endgerät weiter-geleitet wird. Vor 5G und ohne Edge Computing lag der Latenzwert der Übertragung bei 15ms. Mit dieser neuen Technologie liegt er nun bei 5ms. Gerade bei Augmented und Virtual Reality Anwendungen haben diese Werte für den Nutzer eine spürbare Wirkung: ein zu hohes Delay führt zu Schwindelgefühl.

Der gemeinsame Weg zum Edge Computing

Zusammen mit dem Cloud-Dienstleister A1 Digital wurden die Kapazitäten des Testlabors in Bezug auf Edge-Lösungen ausgebaut. Wesentlich bei der Hardware der Server, die dabei zum Einsatz kommen, ist die Form: sie muss kompakt und robust sein. Die Geräte müssen in unterschiedlichsten Umgebungen eingesetzt werden können und nicht nur in speziell dafür gebauten Rechenzentren. Im Zuge einer Kooperation werden die Cloud-Dienste von A1 Digital zur Verfügung gestellt, während Lenovo als Partnerunternehmen die Server liefert. Neben der Möglichkeit für Universitäten und Unternehmen in einer hochmodernen Testumgebung rund um 5G zu forschen und zu entwickeln, können bei Bedarf die Cloud-Kapazitäten problemlos erhöht werden.

Eingesetzte Hard- und Software auf dem 5G Playground

Der zum Einsatz kommende Thinksystem SE350 Edge Server von Lenovo macht es trotz seiner kompakten Bauform möglich komplexe Workloads auszuführen. Die eingebauten Grafikprozessoren ermöglichen eine kosteneffiziente Beschleunigung des Mainstream Computings wie beispielsweise Machine Learning, KI und die schnelle Verarbeitung von Bildmaterial. In Kombination dazu liefert die A1 Digital Exoscale Cloud Plattform sämtliche APIs und Dienste, die Programmierer und Wissenschaftler benötigen, um ihre Projekte durch angewandte Technologie möglichst schnell und effizient durchzuführen.

Auch intelligente Drohnenschwärme denkbar

Die Möglichkeiten, die sich aus der Kombination von 5G und Edge Computing ergeben, sind vielfältig, oftmals aber noch theoretisch. Die eigenständige Kommunikation von Drohnen innerhalb eines Schwarms ist zum Beispiel eine der Anwendungen der Firma Lakeside Labs im 5G Playground, die ohne diese Technik nicht realisierbar ist. Die Drohnen werden beim Einsatz nicht zentral gesteuert, sondern organisieren sich selbstständig indem sie Informationen wie beispielsweise Positions- und Sensordaten über das 5G-Netz untereinander austauschen und auf Schwarmalgorithmen zurückgreifen. Für die Verarbeitung der Sensordaten ist die Rechenkapazität der einzelnen Schwarmmitglieder zu gering, weshalb Edge Computing zum Einsatz kommt.

* Paul Höcherl arbeitet als Product Manager bei Lenovo ISG und ist Experte für Edge Computing.

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