5G-Campusnetz - Hochschule Stralsund

Das 5G-Campusnetz der Hochschule Stralsund

Die Hochschule Stralsund verfügt über ein 5G-Campusnetz, welches im Bereich der Forschung genutzt wird. Im Fokus der Nutzung stehen dabei zunächst die Überwachung und Steuerrung von autonomen Transportfahrzeugen, der Datenaustausch mit maritimen Systemen sowie das Übertragen von umfangreichen Sensordaten. Die Ausweitung der Nutzung auf andere Dorschungsanwendungen ist jedoch möglich.

Das 5G-Campusnetz der HOST bietet:

Hohe Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit: Das 5G-Netz ermöglicht eine Dateübertragung mit hoher Bandbreite und geringer Latenzzeit. Dies ist ideal für Anwendungen, wie z. B. Virtual Reality, Augmented Reality und autonome Systeme.
Größere Reichweite und Flexibilität: Das 5G-Netz deckt nahezu den gesamten Campus der HOST ab und ermöglicht die flexible Nutzung von mobilen Endgeräten an allen Orten.
Hohe Sicherheit: Das 5G-Netz ist durch modernste Sicherheitstechnologie geschützt und bietet eine sichere Umgebung.
Innovationskraft und Zukunftspotenzial: Das 5G-Campusnetz der HOST bietet ein ideales Umfeld für die Entwicklung und Erprobung neuer Anwendungen im Bereich der 5G-Technologie.

Das Netzwerk wurde im Jahr 2023 im Rahmen des Projektes 5G_PortVG errichtet und ging anschließend in Betrieb.

FAQ zum 5G Campusnetz

Ein 5G-Campusnetz ist ein lokales 5G-Mobilfunknetz, das von Unternehmen, Universitäten oder anderen Organisationen eigenständig auf ihrem eigenen Gelände betrieben wird. Es ist nicht mit dem öffentlichen Mobilfunknetz verbunden. Die Technologie vereint die Vorteile der 5G-Mobilfunktechnologie mit den Eigenschaften eines privaten lokalen Funknetzes, welche man sonst nur vom WLAN kennt.

Der Aufbau des Campusnetzes hat keinen Einfluss auf den Empfang von privaten Geräten. Das Campusnetz wird nicht durch Provider wie Telekom, 1&1 oder Vodafone betrieben, es ist ein geschlossenes Mobilfunknetz der Hochschule Stralsund und erfordert auch eigene SIM-Karten. Das 5G-Campusnetz der HOST nutzt einen speziell für geschlossene 5G-Campusnetze reservierten Frequenzblock, sodass der Empfang von privaten Geräten weder gestört noch verbessert wird.

Das 5G-Campusnetz wurde an der HOST speziell für Forschungsvorhaben eingerichtet, welche eine digitale Kommunikation zu stationären oder mobilen Geräten in Außenbereichen erfordern. Zu diesen Geräten zählen z. B. Edge- oder IoT-Geräte, Outdoor-Roboter sowie vernetzte oder autonome Fahrzeuge.

Weiterhin ist die Nutzung zum Zwecke der Forschung mit Bezug auf die Mobilfunktechnologie selbst sowie zur Netzwerksicherheit möglich. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um individuelle, vom Lehrstuhl selbst finanzierte oder öffentlich geförderte Forschungsvorhaben handelt. Die Nutzung im Rahmen der Auftragsforschung ist ebenfalls möglich. Die Anbindung von persönlichen Geräten oder von Arbeitsplatzausstattung ist nicht vorgesehen.

Gerne stellen wir das Campusnetz für Forschungsvorhaben zur Verfügung, sprechen Sie hierzu bitte einfach unser Team an.

Hinweis: Das 5G-Campusnetz ermöglicht dann die Kommunikation Ihrer mobilen Clients untereinander. Für die Anbindung von zentralen Servern oder die Bereitstellung einer Internetverbindung sind weitere Schritte erforderlich, welche in Abstimmung mit dem ZIK erfolgen müssen. Eine Bereitstellung von Clientgeräten oder Servern ist unsererseits nicht möglich.

Bei 5G-Mobilfunk und WLAN (bzw. WIFI) handelt es sich um verschiedene Technologien, welche die kabellose Übertragung von Daten ermöglichen. Bei der Entwicklung dieser Technologien wurden unterschiedliche Anforderungen gestellt, somit ergaben sich für beide Systeme auch verschiedene technische Verwendungsszenarien. Dementsprechend hat jedes der Systeme spezielle Vor-, aber auch Nachteile gegenüber dem anderen.

WLAN ist dafür geeignet, sich in einem Straßencafé mit dem Notebook hinzusetzen und online zu gehen. WLAN ist vornehmlich zur Vernetzung von Geräten an einem lokalen Standort gedacht. Üblicherweise werden WLAN-Geräte innerhalb eines Gebäudes drahtlos mit dem lokalen Netzwerk verbunden. Ein Standortwechsel eines Teilnehmers ist nur eingeschränkt möglich - der Wechsel des Teilnehmers von einem Sendestandort zum nächsten geht häufig mit Verbindungsabbrüchen und Verlust von Datenpaketen einher. Das Problem wird zwar mit neuen Verfahren wie dem WIFI-Roaming in modernen Meshsystemen als Seamless Handover minimiert, allerdings nicht vollständig unterbrechungsfrei umgesetzt.

Mobilfunk ist hingegen dafür geeignet, um auch während einer Autofahrt auf der Autobahn (als Beifahrer) eine stabile Verbindung zum Internet aufrechtzuerhalten, z.B. um an einer Videokonferenz teilzunehmen. Mobilfunknetze sind wesentlich weitläufiger. Die Netzwerke sind so aufgebaut, dass ein Teilnehmer zeitgleich mit mehreren Sendestandorten verbunden sein kann, sodass ein Wechsel zwischen zwei Sendestandorten wesentlich schneller gehandhabt werden kann, als dies bei WLAN der Fall ist. Die Teilnehmer in Mobilfunknetzen können sich so problemlos und binnen kurzer Zeit über große Strecken bewegen, die Datenverbindung bleibt erhalten.

Neben diesen Kriterien gibt es zahlreiche weitere Unterschiede zwischen WLAN und 5G-Mobilfunk, welche zu vergleichen sind. Insbesondere die Forschung an/mit mobilen Systemen profitiert von einer Kommunikation im 5G-Campusnetz. Insbesondere im Bereich der mobilen Robotik und autonom fahrenden Fahrzeugen gewinnt die Kommunikation über 5G-Netze zunehmend an Bedeutung. Letztendlich muss aber für jedes Anwendungsszenario anhand der Anforderungen einzeln entschieden werden, welche Übertragungstechnologie geeignet ist.

Das Campusnetzwerk ist räumlich auf die Liegenschaften der Hochschule begrenzt und deckt vor allem den Außenbereich ab. Die Gebäude der Fakultät Maschinenbau sind teilweise auch im Innenbereich mit 5G-Technik ausgestattet. Außerdem wird ein kleiner Bereich des Strelasunds abgedeckt.

Die Auswahl dieser Sendestandorte erfolgte mit dem Fokus auf die Nutzung für mobile Robotik sowie autonome Land- und Wasserfahrzeuge.

Bevor die HOST das 5G-Campusnetz in Betrieb nehmen durfte, mussten entsprechende Genehmigungen eingeholt und Auflagen erfüllt werden. Hierbei mussten insbesondere die Verträglichkeit des neu errichteten Campusnetzes mit der Umwelt und anderen technischen Einrichtungen sichergestellt werden. Erst nachdem alle Genehmigungen vorlagen, durfte das Netz in Betrieb gehen.

5G-Strahlung ist eine Form der elektromagnetischen Strahlung, die im nicht-ionisierenden Bereich des Spektrums liegt. Das bedeutet, dass sie nicht genug Energie hat, um die DNA zu schädigen und Krebs zu verursachen. Die wissenschaftliche Gemeinschaft ist sich einig, dass 5G-Strahlung bei Einhaltung der geltenden Grenzwerte keine Gesundheitsrisiken darstellt. Diese Grenzwerte sind so festgelegt, dass sie die Bevölkerung vor schädlichen Auswirkungen der Strahlung schützen.

Die Bundesnetzagentur hat hierzu strenge Vorschriften erlassen und hat die Übereinstimmung des HOST-eigenen 5G-Campusnetzes mit diesen Regularien bestätigt. In diesem Zusammenhang wurden für jeden Antennenstandort die maximale zulässige Sendeleistung festgelegt, bei Bedarf wurden auch Schutzzonen definiert.

Hinweisschild zur Kennzeichnung eines zugangsbeschränkten EMF-Kontrollbereichs, wie es an den Zugängen installiert ist.

Kontrollbereiche sind zugangsbeschränkte, verschlossene Bereiche, zu welchen nur ein beschränkter Personenkreis Zugang hat. Personen dieses Personenkreises, welche den Kontrollbereich betreten dürfen, sind speziell zu möglichen Gefahren unterwiesen bzw. geschult. Niemand ohne entsprechende Unterweisung oder Schulung erhält Zugang zu den Kontrollbereichen.

Umsetzung an der HOST

An der HOST wird die Beschränkung der Zugangsmöglichkeit u.a. über das Schließsystem sichergestellt. Kontrollbereiche sind an allen Zugangstüren mit dem Hinweis "Kontrollbereich" und entsprechenden Hinweisen gekennzeichnet. Ein unbewusstes Betreten eines Kontrollbereichs ist nicht möglich.

Für die Einrichtung der Kontrollbereiche im Zuge der Inbetriebnahme des 5G-Campusnetzes mussten tatsächlich keine Zugangsbeschränkungen verschärft werden, die zuvor vorgesehenen Beschränkungen waren bereits ausreichend streng. Lediglich die Installation zusätzlicher Hinweisschilder an den Zugängen der Kontrollbereiche und eine Ergänzung in der Arbeitsschutzbelehrung der betreffenden Mitarbeiter zeugen von der Änderung.

Skizze einer zylindrischen Schutzzone (orange) um eine Sendeeinheit)

Der Schutzbereich ist ein Bereich in direkter Nähe zu leistungsstarken Sendeantennen. In diesem Bereich kann die elektromagnetische Strahlung die festgelegten Grenzwerte für die allgemeine Bevölkerung überschreiten. Der Schutzbereich beschreibt somit einen erforderlichen Sicherheitsabstand zu den Antennen, welcher eingehalten werden muss, um die Sicherheit zu garantieren. Außerhalb dieses Bereiches ist ein ununterbrochener und langandauernder Aufenthalt auch für besonders empfindliche Personen unbedenklich.

Der Schutzbereich wird in zwei Bereiche unterteilt:

Schutzbereich GP (General Public): Dieser Bereich legt den Mindestabstand für die allgemeine Bevölkerung fest. Außerhalb dieses Bereiches darf die Strahlung die Grenzwerte für die allgemeine Bevölkerung nicht überschreiten.
Schutzbereich O (Occupational): Dieser Bereich ist etwas kleiner als der Schutzbereich GP und legt den Mindestabstand für den zeitweisen Aufenthalt von unterwiesenem Personal fest. Der Schutzbereich O selbst darf von niemandem betreten werden, solange die Antenne in Betrieb ist.

Nur innerhalb der Schutzbereiche bestehen wissenschaftlich nachgewiesene gesundheitliche Risiken. Um sicherzustellen, dass sich niemand unbewusst in einen Schutzbereich begibt, sind Schutzbereiche entweder von einem Kontrollbereich umschlossen oder liegen in Außenbereichen in einer, für den Menschen, unerreichbaren Höhe.

Im Falle der An der HOST installierten Hardware:

Die installierten Indorrantennen besitzen eine sehr geringere Sendeleistung, vergleichbar mit WLAN-Routern. Da die Grenzwerte Grenzwerte für hochfrequente Felder nicht erreicht werden, existieren um diese Antennen keine Schutzbereiche. Auch der direkte Kontakt mit dem Gehäuse der Antennen ist ungefährlich. Wir raten dennoch davon ab die Innenantennen abzulecken, jedoch aus hygienischen Gründen.

Die installierten Indoorantennen besitzen eine sehr geringere Sendeleistung, vergleichbar mit WLAN-Routern. Da die Grenzwerte für hochfrequente Felder nicht erreicht werden, existieren um diese Antennen keine Schutzbereiche. Auch der direkte Kontakt mit dem Gehäuse der Antennen ist ungefährlich. Wir raten dennoch davon ab, die Innenantennen abzulecken, jedoch aus hygienischen Gründen. Die im Außenbereich installierten Antennen besitzen die zuvor beschriebenen Schutzbereiche. Diese haben die Form eines auf der Kreisfläche stehenden Zylinders. Die Höhe dieses Zylinders beträgt knapp 50 cm, wobei der Durchmesser knapp 3 m beträgt. Wir haben sichergestellt, dass der Schutzbereich jeder einzelnen Antenne im regulären Betrieb nicht betreten, durchquert oder überhaupt erreicht werden kann. Schutzbereiche überschneiden sich anteilig mit zugangsbeschränkten Räumen (Kontrollbereichen), liegen teilweise innerhalb der Bausubstanz (Decken und Wände) und sind zum übrigen Teil (außerhalb der Gebäude) in einer für den Menschen unerreichbaren Höhe.

Der Schutzbereich überschneidet sich nirgends, auch nicht anteilig, mit öffentlichen Fluren, Seminar- oder Vorlesungsräumen, Lehr- oder Forschungslaborräumen, Büroräumen, Pausenräumen oder Toilettenräumen.

Für das 5G-Campusnetz musste kein Turm errichtet werden, wie man es z.B. von den öffentlichen Mobilfunkprovidern kennt. Stattdessen wurden mehrere kleine Sendeeinrichtungen (sogenannte Remote-Radio-Units) an bzw. auf den Gebäuden der Hochschule installiert.

Nein, das 5G-Campusnetz wird in einem Frequenzbereich betrieben, welcher von der Bundesnetzagentur speziell für Campusnetze reseriert wurde. Dieser Frequenzbereich darf nicht zu anderen Zwecken genutzt werden. Die Bundesnetzagentur reserviert die verschiedenen Funkanwendungen jeweils eigene Frequenzbereiche. Es gibt daher keine Frequenz-Überschneidungen zu WLAN, LoRa, öffentlichen Mobilfunknetzen oder anderen technischen Systemen, wesshalb keine Störungen zu erwarten sind.

Ferner ist die Hochschule Stralsund als einziges befugt diese Frequenz auf dem Hochschulgelände zu nutzen und besitzt die entsprechende Zuteilung der Bundesnetzagentur. In der unmittelbaren Nachbarschaft ist die Hochschule aktuell der einzige Inhaber einer entsprechenden Zuteilung für 5G Campusnetze. Daher gibt es aktuell auch keine benachbarten Campusnetze im gleichen Frequenzbereich, Inteferenzen sind somit nicht zu erwarten.

Störungen des Amateurfunkes werden zumeist von fehlerhafter oder nicht ausreichend abgeschirmter Hardware verursacht - z.B. durch billige Schaltnetzteile oder Handyladegeräte. Damit die integrierten Netzteile der Sendeeinheiten die eigene 5G-Funktechnik nicht stören, werden hochwertige und entstörte Netzteile verwendet, welche vollständig geschirmt wurden. Eine Störung des Amateurfunkes ist also ebenfalls nichr zu erwarten.