Campusnetze in der Industrie: Livestream aus der Werkstatt

Lufthansa Technik nutzt ein eigenes 5G-Netz, um Triebwerke von Flugzeugen flott zu machen. Während Mechaniker die Technik inspizieren, schauen Spezialisten vom anderen Ende der Welt per Online-Liveübertragung zu. 5G-Netze ermöglichen ein neues Arbeiten – auch andere Industriebetriebe wie Daimler überzeugen sich gerade davon.

Helge Arand steckt seinen Kopf tief in das Triebwerk eines Airbus A340. Der Lufthansa-Mitarbeiter hält ein Smartphone in der Hand und will es offenbar genau wissen. Akribisch filmt Arand Details. Was aussieht wie ein Flugzeug-Fan auf der Suche nach einem Schnappschuss, ist in Wahrheit ein wichtiger Arbeitsschritt in einer der modernsten Werkstätten Deutschlands.

Arand steht in der Hamburger Werkshalle 411 von Lufthansa Technik. Gebrauchte Triebwerke kommen hier zur Überholung hinein und nach etwa zwei Monaten runderneuert wieder raus. Lufthansa Technik ist ein führender Dienstleister für Fluggesellschaften aus aller Welt und nun auch führend beim Einsatz von 5G-Mobilfunk. Denn das, was der Vorarbeiter Arand mit seinem Smartphone aufnimmt, erreicht Ingenieure auf anderen Kontinenten dank einem eigenen 5G-Netz in der Lufthansa-Halle – live, gestochen scharf und ohne Ruckler im Bild.

Eine stabile, schnelle Verbindung macht Kunden glücklich

Fluggesellschaften schicken ihre Triebwerke nach Hamburg – und sie schickten lange Zeit auch die eigenen Fachkräfte hinterher. Früher entschieden die Mitarbeitenden des Kunden bei den persönlichen Besuchen, welche Teile ausgetauscht werden müssen. Heute passiert dies per Videokonferenz. „Wir übertragen hier Bilder in so hoher Qualität, dass unsere Kunden selbst kleine Kratzer auf Triebwerksteilen erkennen können“, berichtet Mona Stünckel, die Innovationschefin der Triebwerksinstandhaltung. Sie ist froh, dass das 5G-Netz noch Anfang 2020 in Betrieb ging. Denn nur wenige Wochen später konnte wegen Corona kein einziger Kunde mehr reisen. Die gemeinsame Arbeit an den Triebwerken lief dennoch weiter, nun eben per Videoanruf.

Dass dabei nichts schief gehen darf, erklärt sich beim Blick auf den Alltag in der Halle: Der Austausch eines Triebwerksteils kann eine sechsstellige Euro-Summe kosten. „In so einer Situation darf natürlich nicht plötzlich die Verbindung weg sein“, sagt Stünckel und erinnert sich: Früher drohte genau das. Denn auch schon vor 5G probierten Techniker die Videokonferenzen über WLAN aus. Doch die Verbindung brach gelegentlich ab oder sogar ganz zusammen – weil das WLAN aus mehreren kleinen Funkzellen besteht und das Smartphone beim Gang durch die Werkshalle von Zelle zu Zelle springen muss. Auch das bestehende öffentliche Mobilfunknetz ist keine Option: Es ist innerhalb der Halle zu schwach.

Die Mobilfunkantenne ist nur ein kleiner Kasten

Wie sieht nun das eigene 5G-Netz aus? IT-Spezialist Claudius Noack von Lufthansa Industry Solutions zeigt auf zwei kleine weiße Kästen, montiert an Betonpfeilern. Die Kästen enthalten die 5G-Funktechnik und -Antennen und sind etwa so groß wie ein WLAN-Router für zu Hause. Doch Noack durfte die Kästen nicht so einfach kaufen und montieren: Wer ein eigenes 5G-Netz, auch Campusnetz genannt, betreibt, braucht eigene Mobilfunkfrequenzen. Diese Frequenzen im Bereich 3,7 bis 3,8 Gigahertz (GHz) hat die Bundesnetzagentur zugeteilt. Die Lufthansa ist damit – auf dem eigenen Grundstück – ihr eigener Netzbetreiber. Im Handy-Display steht sogar „LH Technik“ neben dem Verbindungssymbol.

Bis es so weit war, haben Noack und Projektmanager Maik Voigt mehrere Monate geplant und getestet. Im Fokus dabei stets: die Sicherheit. Die Beschäftigten wurden über den Betriebsrat früh am Aufbauprozess des 5G-Netzes beteiligt, erzählt Noack. Einwände gab es keine. Denn die 5G-Anlagen wurden auch von Experten der Bundesnetzagentur im Hinblick auf die Personenschutzgrenzwerte überprüft. Sie erhielten eine sogenannte Standortbescheinigung, so wie es auch öffentliche Mobilfunkstandorte nach eingehender Bewertung der Sendeeigenschaften bekommen.

Ein eigenes 5G-Netz leistet mehr als WLAN

Die Leistung der einzelnen Antennen beträgt 250 Milliwatt. Ihre Strahlung ist unterhalb der Grenzwerte und die Gesundheit der Beschäftigten somit geschützt. „Genau genommen strahlen unsere 5G-Antennen nicht stärker als industrielles WLAN. Sie leisten dafür aber deutlich mehr als WLAN“, sagt Noack. Während zwischen Klick und Ausführung des Befehls im WLAN drei Sekunden üblich sind, misst er im 5G-Netz durchschnittlich 15 Millisekunden. Diese sogenannte Latenzzeit soll aber noch weiter sinken. Noack freut sich schon auf die nächsten Schritte. Denn jetzt, wo die Technik installiert ist, könne sie ohne funktechnische Veränderungen mit Software-Updates stetig verbessert werden.

Der IT-Experte sucht auf dem weitläufigen Werksgelände schon nach weiteren Anwendungsfeldern und hat ausgerechnet: Es bräuchte etwa 88 vergleichbare Antennen, um alle für solche Anwendungen sinnvollen Lufthansa-Hallen in Hamburg mit 5G zu versorgen. Kurzzeitig testeten die Techniker schon ein zweites 5G-Netz, das ihnen half, die Inneneinrichtung von Flugzeugkabinen auf dem Display eines Tablets zu simulieren.

Daimler optimiert mit 5G die Automobilproduktion

Was möglich ist, testet ebenso gerade Daimler. In der neuen Mercedes-Benz-Fabrik in Sindelfingen ist auch ein 5G-Campusnetz in Betrieb. Es deckt rund 20.000 Quadratmeter in der komplett digitalisierten Fabrikhalle ab, der „Factory 56“. Fahrerlose Transportsysteme bringen hier die einzelnen Teile zum Ort der Montage. Viele Produktionsschritte sind automatisiert. Die meisten Anlagen in der Fabrik sind vernetzt oder werden künftig Teil des sogenannten Internets der Dinge.

Über 5G werden nach und nach mehr Anlagen und Maschinen miteinander vernetzt, sodass in dem stark automatisierten Umfeld Maschinen miteinander kommunizieren können. Mehrere kleine Antennen bilden dafür das Campusnetz, das laut Daimler besonders datensicher ist: „Ein Vorteil der Nutzung eines lokalen 5G-Netzes besteht darin, dass sensible Produktionsdaten nicht Dritten zur Verfügung gestellt werden müssen.“ Die Daten und das gesamte Netz in der eigenen Hand zu haben, war auch für Lufthansa ein wichtiger Grund für den Einsatz eigener 5G-Campusnetze.

Solche und weitere Vorteile entdecken gerade immer mehr Unternehmen – auch wenn es erst wenige Campuslösungen in der Praxis gibt, wie Andreas Müller sagt. Müller ist 5G-Experte bei Bosch und Vorsitzender der 5G-ACIA, einem Zusammenschluss von Unternehmen der Automatisierungs- und Telekommunikationsindustrie. „Das Interesse an 5G ist sehr hoch, aber die Anzahl der Fabriken, die 5G bereits in der laufenden Produktion einsetzen, ist noch recht überschaubar“, sagt Müller. Für ihn ist die Zunahme an 5G-Anwendungen aber nur eine Frage der Zeit. Viele Unternehmen warteten die nächste Version des 5G-Standards ab und hofften auf sinkende Preise bei technischen Komponenten und Services. Müller schätzt: „Ab der zweiten Jahreshälfte 2021 werden wir voraussichtlich einen starken Anstieg an 5G-Anwendungen und Campusnetzen in der Industrie sehen.“

Eigene 5G-Netze

Unternehmen, Universitäten, Krankenhäuser und andere Einrichtungen können auf ihren Grundstücken eigene 5G-Netze betreiben. Solche Campusnetze funken auf ihrer eigenen Frequenz im Bereich 3,7 bis 3,8 GHz, deren Nutzung bei der Bundesnetzagentur beantragt und von ihr zugeteilt wird. Von außen kann niemand diese Campusnetze nutzen. Sie sind auch nur sehr lokal verfügbar. Die Betreiber können das Netz individuell für ihre Bedürfnisse konfigurieren und so das volle Potenzial von 5G ausschöpfen: Das Netz kann etwa auf besonders geringe Reaktionszeiten optimiert sein oder auf große Datenmengen, die hochgeladen werden. 

• Die Bundesnetzagentur hat bereits 88 Frequenzzuteilungen an Antragsteller vorgenommen.

• Das Bundeswirtschaftsministerium bietet mittelständischen Unternehmen mit einem Leitfaden Orientierungshilfe bei Fragen zu einem eigenständigen 5G-Campus-Netzbetrieb.

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