Auf dem Weg zu einem 5G Campusnetz

Dr. Ralf Irmer

Chief Innovation Architect

Vodafone | Innovation

DIHK Staffel „Campusnetze“

26.11.2020

C2 General

5G | Die logische Weiterentwicklung einer 30-jährigen Erfolgsstory

2G3G

4G

5G

1991 2001 2010 2019

Telefonie

SMS

Feature-Phone

Smartphone

Bilder

Mobiles Internet

Smartphone,

Tablets

IoT & M2M

Video &

Streaming

Internet of Things

Hochzuverlässige Netze

Taktiles Internet

Gigabits pro Sekunde

Zukunft

C2 General

5G - Neue Möglichkeiten

Mehr

Geschwindigkeit5G ermöglicht technische

Geschwindigkeiten von bis

zu 10 Gbit/s. Das ist 20-mal

schneller als das heutige 4G-

Netz bei maximalem Speed.

Geringe Latenz

Latenzzeiten von bis zu 1 ms

ermöglichen auf Basis von

”Mobile Edge Computing”

neue Möglichkeiten bei

kritischen Anwendungen.

Kapazität und

Zuverlässigkeit5G ermöglicht bis zu fünfach

höhere Kapazität. Und mit

”Network-Slicing” kann dabei

die Netzverfügbarkeit für eine

Nutzergruppe optimiert

bereitgestellt werden.

Mobile Private Netze Mobile Edge Computing

C2 General

4

≈

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Reichweite in km

700 MHz

3.400 - 3800 MHz

26.000 MHz

26 GHzDa

ten

rate

5G Frequency Bands / Data Bandwidth vs. Coverage

4G/5G Dynamic Spectrum Sharing

Refarming 3G 4G/5G

Massive MIMO @ 3.6 GHz

700 MHz 5G Coverage Layer

C2 General

5

Network Slicing can help to address different requirements

Massive IoT

SliceIoT

Mobile Broadband

Slice

Critical IoT

Slice

Campus

Network

Slice

Cloud A

Cloud B

Cloud C

Upload

Download

Upload

Download

Upload

Download

Latenzen

Latenzen

Latenzen

LatenzenUpload

Download

QoS

QoS

QoS

Beamforming

Narrowband

IoT

Mobile Edge

Computing

Bespoke

SliceQoS

Network

Slice

Selection

Function

(NSSF)

C2 General

Ultra low latency

Reliability &

Stability

Local data

processing

Security & Data

privacy

Distributed data

workload

New form-

factors

Mobile Edge Computing can significantly reduce processlatency, complexity, maintenance efforts and costs.

Dedicated

Distributed

Computing deployed at customer site

• Data kept locally

• Flexible operating models

• Can eliminate need for IoT gateways

Embedded in the public network (4G/5G)

• Combines agility and flexibility of Vodafone

cloud with low latency and security of

cellular networks (no need for IoT gateways)

Remote Control

Automatisierte Fertigung/

Roboter

• Gesicherte Indoor & Outdoor Coverage

• Hohe Datensensibilität

Drohnen

Überwachung mittels Drohne

• 100 % Kontroll-anforderung

• Lokale Daten-verarbeitung

Virtual Reality

VR-Anleitung in der

Produktion

• Indoor Coverage

• Geringe Latenz

Augmented Reality

AR-Anleitung in der

Produktion

• Indoor Coverage

• Geringe Latenz

Weiteres

Human toMachineInterface

• Hohe Gerätedichte

• Hohe Datenmengen

• Ggf. sensible Daten

Massive IoT

Use-

Case

Rubrik

Anfor-

derung

Anforderungsprofile für Use Cases: Industrie

Vernetzung

von

Maschinen,

Pumpen, etc.

• Hohe

Gerätedichte

• Gesicherte

Indoor &

Outdoor

Coverage

C2 General

Mobile Private Networks

VirtuellZugesicherte Performance für definierte

Teilnehmergruppe im Vodafone

Mobilfunknetz

HybridZugang nur für definierte Teilnehmergruppe

in einem eigenen Netz auf Basis des

Vodafone Mobilfunknetzes

Video

Überwachung

Autonome

Transportsysteme

Abdeckung

Indoor & Outdoor

Sicherheit der

DatenOptimierung von

Daten

“Ich möchte auch in meiner

Fabrik Mobilfunk-Empfang

haben um Fernwartungen zu

ermöglichen”

“Ich möchte autonome

Transportsysteme für die

Logistik einsetzen”

“Es sollen eine Vielzahl an

Kameras mit Live-

Aufnahmen vernetzt

werden”

“Ich möchte, dass alle Daten

lokal in meinem Netzwerk

bleiben”

“Ich möchte große

Datenmengen erfassen, um

meine Produktion zu

optimieren”

IsoliertZugang nur für definierte

Teilnehmergruppe in einem eigenen

Mobilfunknetz

C2 General

Vodafone

Business

Campus

VF Netz Kunden Campus Kunden-Campus

• Zugesicherte QoS Eigenschaften

• Private Daten bleiben auf Campus

• Teilautonomer Betrieb

• Mitnutzung des öffentlichen Netzes

• Zugesicherte QoS Eigenschaften

• Private Daten bleiben auf Campus

• Teilautonomer Betrieb

• Mitnutzung des öffentlichen Netzes

Industrie-Frequenzen Optional

Privates Slice

VF Netz

VF CorePublic Slice im VF Netz

Vodafone Business Campus-Netze: 2 Produkt-Varianten

Private Flex

Privates Funknetz

VF Core Hybrid VF Core

C2 General

Managed Services Vodafone RedBoxIhr persönliches

Management Portal

Vodafone Business Campus Private |

Produkt-Komponenten

C2 General

Vodafone Business Campus Private |RedBox

Steuert das private Campus-Netz direkt bei

Ihnen vor Ort

Verbindet Ihr privates Campus-Netz mit

dem Vodafone Core-Netz

Ermöglicht lokales Datenrouting zu Ihrem

Daten-Center, z.B. für Produktionsdaten

Optional erweiterbar um eine MEC-

Komponente für Echtzeit-Latenz

*Prototyp. Ggf. abweichende

Darstellung zum endgültigen Produkt.

C2 General

Campus Private | Die Produkt-Komponenten im Überblick

Managed Service

ManagementPortal

Vodafone RedBox

5G pilots show benefits for real-time dependable communications

C2 General

5G for Stadium and Life

Events

C2 General

The idea: With 5G Vodafone elevates live sports experience to the next level

15

TODAY TOMORROW

C2 General

Insert Confidentiality Level in slide footer 16

5G Stadium Network Architecture

C2 General

5G is now. To revolutionize sports

It‘s 5G soccer time

C2 General

18

NOT ONLY THE FUTURE OF FOOTBALL IS EXCITING.

5G BRINGS AUGMENTED REALITY ALSO INTO OTHER AREAS…

other sports

opera congresses

tourism

C2 General

5G for Railways

C2 General

5G for Digitization of Railways

5 January 202120

• 5G for railway operations

• More efficiency

• Higher capacity on tracks

• Autonomous trains

• Digitization of train operations

• 5G for infotainment in trains

• 5G for passengers

• 5G for intermodal travel

[Source: Digitale Schiene]+ S-Bahn

+ U-Bahn

Schlettau Station Train LUCY

Driver

4G/5G

Router

SIM

4G/5G

Router

Control

Computer

Train

Control

Video

CamerasComputer

Remote

Control

SIM

Vodafone

Public Network

Vodafone 4G/5G

Public Base Station

1800/3500 MHz

Radio Relay & Fibre

Vodafone Core

Data Center

C2 General

22

5G Railway Testbeds

Erzgebirgsbahn

Smart Rail Connectivity Campus (SRCC)

“5G Connected Mobility” A9

Ericsson, MNOs, DB & Others

C2 General

23

MDR

Dresdner Morgenpost

48

24 5 January 2021

Bahnhof Schlettau

Rangiergleise

4G/5G Basisstation

35 m Mast

Fernsteuernder

Triebfahrzeugführer

5 January 2021

Triebfahrzeug VT420 „LUCY“

Abgesetzter Führerstand

27

Basistation im Bf Schlettau4G Antenne

Aktive 5G Antenne

Zweiter Sektor

C2 General

Slicing Architecture

SRCC Annaberg

Intranet

RAN DB Data Center

S1-C

S1-U

Customer Application

Server

MME

SGWC-Plane

SGWU-Plane

PCRF

PGWC-Plane

PGWU-Plane

SGi

IMS

Internet

Core

Co

mp

an

y N

et

MP

LSMassive IoT

Slice

Mobile Broadband

Slice

DB Slice

Upload

Download

Upload

Download

Upload

Download

Latenzen

Latenzen

Latenzen

QoS

QoS

QoS

Network

Slice

Selection

Function

(NSSF)

Vodafone Consumer

Public

DB

Private

Customer Premise

VF Live Netz

24

C2 General

5G for Health

C2 General

Digital Health, eHealth, mHealth, Telemedizin, Internet of Medical Things, …

2020/2021 Perfect Storm: Digital Health Demand & 5G,IoT & Cloud Rollout

COVID-19

Clear Need for

Efficiency and Fast

Decisions

DIGITALIZATION

Remote

Collaboration

Digitale-Versorgung-

Gesetz

Video, AR, AI

Big Data

Real-Time

4G Ubiqitous

5G & IoT,

Gigabit Fixed Line

5G Campus

Networks

Phones, Tablets, Smart

Devices, Connected

Equipment

Stock Markets

Startup Investments

(e.g. Exist UKD)

C2 General

Some Use Cases for IoT & 5G enabled Digital Health

5 January 202132

Health ConsultationRemote Patient Monitoring

First Responder Support Remote & Assisted Surgery

C2 General

z

BIG

DATAIoT5G.NRW

AI

PARTNER-

NETZWERK

CLOUD

EDGE

COMPUTING

START-UPS

MED. INFRA-

STRUKTUR

KRANKEN-

VERSOR-

GUNG

EXPERTEN &

WISSEN

FORSCHUNG

LEHRE

GIGA FOR HEALTH

Düsseldorf 5G-UNI-MEDIZINCAMPUS.NRW

C2 General

QUANTENSPRÜNGE IM OPERATIONSSAAL UND IN DER MEDIZINISCHEN AUSBILDUNG

5G für „Kopf“ (Neuro-, MKG-Chirurgie) und „Herz“ (Kardiologie)

Mit 5G Fachkräfte von morgen stärken

Medizinstudenten (Präpariersaal)

Ausbildung Physiotherapeuten

Ausbildung Operationstechnische Assistenten

WARUM 5G?

Integration riesiger Datenmengen (Röntgen, CT, MRT,

physiologische Daten, Krankenakten etc.)

Datenübertragung in Echtzeit

Ausfallsicherheit

Datensicherheit

BENEFITS

Sichere OP-Verfahren (mikrometergenaue Eingriffe, Warnhinweise in

Echtzeit, drastische Erweiterung der Wahrnehmung des Operateurs)

Niedrigere Komplikations- und Revisionsraten

MIXED REALITY

Health

Railways

Events

Sports

Contact

Dr. Ralf Irmer

Ralf.irmer@Vodafone.com

Latency

MEC

Private

Networks

Industry

Capacity