Endgeräte und Interoperabilität
Smartphones, Modems und IoT-Router anbinden. Registrierung, SIM-Konfiguration und das Verhalten benötigter Anwendungen auf verschiedenen Geräten untersuchen.
Forschung
Hier beginnt dein nächstes Experiment.
Ein reales privates 5G-Netz für Studienprojekte, Praktika und neue Forschung. Ein Gerät, eine Anwendung oder eine Frage mitbringen und das Verhalten des Systems untersuchen.
Forschungsmöglichkeiten
Was lässt sich untersuchen?
Die Thesis hat Funkhardware, Campus-Kernnetz und Monitoring zusammengeführt. Darauf können weitere Arbeiten mit gezielten Experimenten aufbauen.
Backhaul und Aufbau
Campus-Ethernet mit dem OpenWrt/WireGuard-Pfad vergleichen. Erkunden, wie die Verbindung zum Kernnetz den Aufbau und Betrieb eines versetzbaren Funkstandorts beeinflusst.
Sensorik und Anwendungen
Die Wetterstationsintegration weiterentwickeln oder eine eigene Campusanwendung mitbringen. Daten vom Endgerät zum Dienst verfolgen und den Wiederanlauf nach Unterbrechungen untersuchen.
Observability und Diagnose
Die vorhandenen Dashboards, den InfoAPI-Exporter und Zeek-Verkehrsmetadaten für neue Diagnosefragen nutzen. Anwendungsereignisse mit Teilnehmerzuständen, Sessions und Logs verknüpfen.
Künftige Forschung · Konzept
QKD für einen geschützten Backhaul.
Wie könnte Quantum Key Distribution (QKD) die Verschlüsselung zwischen SC-418-gNodeB und Open5GS-Kernnetz unterstützen? Ein möglicher Versuch würde N2-Signalisierung zum AMF und N3-Nutzdaten zum UPF durch einen Tunnel zwischen Sicherheitsgateways schützen.
Das ist eine mögliche Erweiterung. Benötigt würden QKD-Geräte, ein geeigneter optischer Quantenkanal, authentifizierte klassische Kommunikation und eine Anbindung an das Schlüsselmanagement. Eine bestehende QKD-Funktion von SC-418 oder Open5GS wird damit nicht vorausgesetzt.
Möglicher Transportpfad
gNodeB → Gateway am Funkstandort ⇄ verschlüsselter Backhaul ⇄ Campus-Gateway → Open5GS (AMF / UPF)
QKD liefert gemeinsame Schlüssel; ein kompatibles Verschlüsselungssystem, beispielsweise ein IPsec-Tunnel mit AES, schützt den Datenverkehr. Die Position der Gateways bestimmt, wo dieser Schutz beginnt und endet.
Forschungsfragen: Wie werden Schlüssel eingebunden und erneuert? Was passiert, wenn QKD-Schlüssel fehlen? Wie wirken sich diese Entscheidungen auf Verfügbarkeit und Transportpfad aus?
Endgeräte
Smartphones, Modems und IoT-Router.
Android- und iOS-Smartphones, ein Linux-Modem und der Wetterstationsrouter nutzen die Plattform für Geräteversuche, Messungen und IoT-Anwendungen.
Quectel RM520N-GL
Linux mit USB-zu-M.2-Träger. Verwendet für wiederholte Durchsatz-, Latenz-, Wiederverbindungs- und Stabilitätstests.
Kontrollierte Messungen
Samsung Galaxy Z Flip7
Registrierung, PDU-Sitzung und proxygestützte Campus- und externe Anwendungen. Zusätzlich in einem separaten OpenWrt/WireGuard-Backhaultest eingesetzt.
Funktionale Interoperabilität
Apple iPhone 14
Registrierung, PDU-Sitzung und Anwendungstests. Ein separater Test bestätigte außerdem geschützte SUCI mit Schutzschema 2.
Funktionale Interoperabilität
Teltonika RUT976
5G-Gateway der Campuswetterstation. Der RUT976 verbindet das Stationsnetz über das private Campusnetz mit dem Wetterdatendienst.
Integrierter IoT-Use-Case
Offene Arbeiten
Ideen für das nächste Projekt.
Drei Ausgangspunkte für ein Praxisprojekt oder eine weitere Abschlussarbeit.
Backhaul unter vergleichbarer Last
Dieselbe Endpunkt-Testfolge über direktes Ethernet und OpenWrt/WireGuard wiederholen und die Campus-WLAN-Bedingungen erfassen.
Telemetrie bei Unterbrechungen
Den bestehenden RUT976-Wetterdatenpfad gezielt unterbrechen und Datenaktualität, automatische Erholung und Wiederanlaufzeiten am Anwendungsendpunkt vergleichen.
Ein einsatzfähiger Wagen
Verstellbaren Mast, Halterungen, Stromversorgung und Kabelführung ausarbeiten; Standfestigkeit und wiederholbaren Aufbau vor dem Einsatz prüfen.
Das Experiment weiterführen.
Die Plattform bietet eine Grundlage für weitere Abschlussarbeiten, Praktika und gezielte Netzstudien.