News

Neue Informationen verbreiten sich rasant. Unsere Aufgabe: den Überblick bewahren.
Wo steht die Forschung gerade? Was ist im Bereich der Informatik wichtig, was leisten neue Technologien und neue Modelle wirklich? Mit unserem News-Bereich halten wir Sie mit klaren Ansagen auf dem Laufenden und teilen Einblicke aus unserem Forschungsalltag.

News

Architektur der Geschwindigkeit

25. März 2020

Die fünfte Generation des Mobilfunks (5G) ermöglicht durch die im Vergleich zu den vorherigen Standards sehr kurzen Reaktionszeiten und enormen Datenübertragungsraten eine extrem schnelle Übertragung und Verarbeitung von Daten innerhalb des Netzwerks. Diese Eigenschaften sind für große Datenmengen notwendig, die in Echzeit über weite Entfernung hinweg an viele Endnutzer*innen gesendet werden sollen. Ein solches Anwendungsszenario findet sich beispielsweise bei der Live-Übertragung von Bildern einer HD-Kamera. Mit den bisherigen Mobilfunkstandards ist eine derartige Bildübertragung lediglich mit einer merklichen Verzögerung umsetzbar. An dieser Stelle setzt der neue 5G-Standard an.

Neue Maßstäbe mit neuen Ansprüchen

Eigenschaften wie eine enorm kurze Reaktionszeit, eine sehr großen Datenübertragungsrate und die Unterstützung einer Vielzahl von Endnutzer*innen sollen in Zukunft Anwendungsfälle wie die Live-Übertragung von Bildern, autonomes Fahren, Internet of Things (IoT) sowie auch Smart Cities ermöglichen.

Eigenschaften einer klassischen Infrastruktur ohne 5G-spezifische Lösung

Die Annahme und Verarbeitung der Nutzeranfragen werden von verschiedenen Diensten und Anwendungen übernommen, die sich in der Regel innerhalb der Cloud und somit außerhalb des 5G-Netzwerkes befinden. Zwar werden in diesem Fall die Daten innerhalb des 5G-Netzes entsprechend schnell übertragen; beim Verlassen des Mobilfunknetzes können jedoch die Qualitätseigenschaften des 5G-Standards nicht mehr garantiert werden. Wenn also auf klassischem Wege Cloud-Dienste genutzt werden sollen, gibt es immer einen Verlust an Verbindungsqualität. Mit einer solchen Infrastruktur können die Vorteile des neuen Standards nicht vollständig genutzt werden.

Neue Architekturen für 5G-Vorteile

Um also die Eigenschaften eines 5G-Netzwerkes bestmöglich zu nutzen, müssen 5G-spezifische Software-Architekturen entwickelt werden, die die Verarbeitung von Daten in der Nähe der Endnutzer*innen ermöglichen. Aus diesem Grund liegt der Schwerpunkt am Lehrstuhl für Software Engineering der Universität Duisburg-Essen in der Konzeption, Implementierung und Testung der passenden Architekturen.

Lösung am Rand: Edge-Server

Ein Schlüsselelement, das die Voraussetzungen für die effizienten Software-Architekturen schafft, ist die Integration und Nutzung einer dezentralen Datenverarbeitung durch sogenannte Edge-Server. Anders als bisher funktioniert die Verarbeitung der Daten hier nicht von Servern in zentralen Cloud-Rechenzentren, sondern von dezentralen Servern, die am Rand (englisch: edge) des 5G-Netzwerkes in der Nähe der Endnutzer*innen positioniert werden. Alle Daten bleiben somit innerhalb des 5G-Netzwerkes, ohne es zu verlassen.

Die Integration der Edge-Server in das 5G-Netz ermöglicht es, Anwender*innen die immensen Vorteile von 5G in Bezug auf Geschwindigkeit und Datenmengen zur Verfügung zu stellen. 

Software-Architektur mit Edge-Servern innerhalb des 5G-Netzes

In einer solchen 3-schichtigen Infrastruktur von User –Edge–Cloud ist es bestenfalls so, dass die Edge-Server so nah wie möglich an den Endnutzer*innen, also an den 5G-Sendemasten stehen. Alle Anfragen der Nutzer*innen werden somit in deren unmittelbarer Nähe verarbeitet und beantwortet. Das kann vor allem bei der Übertragung sensibler Daten ein Vorteil sein, weil die Übertragungsstrecke kürzer und damit weniger anfällig für unerlaubte Zugriffe von außen ist. Wichtiger dürften allerdings die pure Menge sowie die Geschwindigkeit der zu übertragenden Daten sein.

Plattform als Voraussetzung für IoT und Smart Cities

Im Rahmen von CC5G.NRW entsteht an der Universität Duisburg-Essen eine Plattform, auf der Daten innerhalb eines 5G-Netzwerkes sowohl korrekt als auch effizient verarbeitet werden können. Ein solches datenverarbeitendes System ist die Voraussetzung dafür, dass Technologien wie autonomes Fahren, Internet of Things (IoT) und Smart Cities von 5G profitieren können.

Die Forschung ist in diesem Bereich echte Pionierarbeit: Es gibt bisher nur wenig Vorarbeit und Forschung, die sich mit so einem Lösungsansatz beschäftigt. Außerdem soll nicht nur Software entwickelt werden, die möglichst effizient in 5G funktioniert, sondern gleichzeitig ist die Architektur so flexibel wie möglich zu konzipieren und umzusetzen. Dies ermöglicht die Bereitstellung eines größtmöglichen Spektrums von Anwendungen.

Ansprechpartner

Dr. Marc Hesenius
David Schuster

Weitere News

5G
5G.NRW-Plattform: Orchestrierung von 5G-Diensten
Ressourcen sind in den Infrastrukturen des Edge Computings Edge-Server-Struktur begrenzt. Die Forscher:innen der UDE beschäftigt deshalb, wie 5G-Anwendungen, basierend auf…
5G
5G.NRWeek startet heute!
Das Competence Center 5G.NRW veranstaltet im Verlauf der Woche vom 26.-30.10.2020 täglich 5G-Sessions zu relevanten Themen. Renommierte Expert:innen aus Wirtschaft,…
Forschung
Distinguished Lecture Series: Heiko Weigelt (CIO Funke Mediengruppe)
Im Rahmen der Distinguished Lecture Series wird Heiko Weigelt (CIO Funke Mediengruppe) am 28.10.2020 von 17.15-18.15 Uhr einen Vortrag halten.…
5G
Anmeldung zur 5G.NRWeek
Das Competence Center 5G.NRW veranstaltet im Zeitraum vom 26. bis 30. Oktober zum ersten Mal eine digitale 5G.NRWeek – mit…
Forschung
*** Neue Stellenausschreibungen ***
Wir stellen ein. Aktuell finden Sie 4 Stellenausschreibungen unter Jobs. Nicht das Passende für Sie dabei? Kontaktieren Sie uns für…
5G
5G: Theorie der Zukunft
In dem Beitrag „Architektur der Geschwindigkeit“ haben Forscher*innen der Universität Duisburg-Essen gezeigt, welche komplexen softwaretechnischen Anforderungen bei der Umsetzung einer…
5G
5G EURIALE: SE-Projekt gewinnt beim Förderwettbewerb 5G.NRW
Das Land NRW hat es sich zum Ziel gemacht, führend in der 5G-Technologie zu werden. Zur Unterstützung innovativer Ideen wurde…
5G
5G.NRW Competence Center: Endspurt für 5G-Förderwettbewerb
5G.NRW Competence Center 5G wird als Schlüsseltechnologie der digitalen Transformation die Basis für die zunehmende industrielle Digitalisierung legen und die…
Forschung
Prof. Dr. Volker Gruhn: Keynote auf der SOMET 2019 und Best Paper Award für Julia Hermann
Das IEEE Malaysia Computer Chapter ist die Fortsetzung der bestehenden SOMET-Reihe. In diesem Jahr fand die International Conference on Intelligent…
Forschung
IT&me auf der MuC 2019 in Hamburg
Auf der Mensch und Computer (MuC) 2019 trafen sich unter dem Leitthema “Neue Digitale Realitäten” fast 1.000 Teilnehmer*innen aus Wissenschaft und…
Forschung
SE-Mitarbeiter Ingo Börsting mit Master-Projektgruppe auf der EUROVR, Tallinn
Der Schwerpunkt der EuroVR-Konferenzreihe liegt auf der Präsentation der Technologien Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) und Mixed Reality (MR).…
Blockchain
BMWi-Projekt BIMcontracts: SE-Lehrstuhl beteiligt an Entwicklung einer Infrastruktur für das automatisierte Zahlungsmanagement im Bauwesen
Mit der Förderung des Forschungsprojektes BIMcontracts hat der Lehrstuhl für Software Engineering von Prof. Dr. Volker Gruhn das zweite große…
Scroll to Top