Quelle: https://open5g.cs.hs-rm.de/de/research

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.

01

### Endgeräte und Interoperabilität

Smartphones, Modems und IoT-Router anbinden. Registrierung, SIM-Konfiguration und das Verhalten benötigter Anwendungen auf verschiedenen Geräten untersuchen.

02

### 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.

03

### Sensorik und Anwendungen

Die Wetterstationsintegration weiterentwickeln oder eine eigene Campusanwendung mitbringen. Daten vom Endgerät zum Dienst verfolgen und den Wiederanlauf nach Unterbrechungen untersuchen.

04

### Observability und Diagnose

Die vorhandenen Dashboards, den InfoAPI-Exporter und Zeek-Verkehrsmetadaten für neue Diagnosefragen nutzen. Anwendungsereignisse mit Teilnehmerzuständen, Sessions und Logs verknüpfen.

[Observability erkunden →](https://open5g.cs.hs-rm.de/de/platform#observability)

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?

[QKD-Grundlagen · ETSI ↗](https://www.etsi.org/technical-groups/qkd/)[QKD mit IPsec · Forschungsbeispiel ↗](https://arxiv.org/abs/2405.04415)

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.

Messmodem

### Quectel RM520N-GL

Linux mit USB-zu-M.2-Träger. Verwendet für wiederholte Durchsatz-, Latenz-, Wiederverbindungs- und Stabilitätstests.

Kontrollierte Messungen

Android-Smartphone

### Samsung Galaxy Z Flip7

Registrierung, PDU-Sitzung und proxygestützte Campus- und externe Anwendungen. Zusätzlich in einem separaten OpenWrt/WireGuard-Backhaultest eingesetzt.

Funktionale Interoperabilität

iOS-Smartphone

### Apple iPhone 14

Registrierung, PDU-Sitzung und Anwendungstests. Ein separater Test bestätigte außerdem geschützte SUCI mit Schutzschema 2.

Funktionale Interoperabilität

IoT-Router

### 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.

01

### Backhaul unter vergleichbarer Last

Dieselbe Endpunkt-Testfolge über direktes Ethernet und OpenWrt/WireGuard wiederholen und die Campus-WLAN-Bedingungen erfassen.

02

### Telemetrie bei Unterbrechungen

Den bestehenden RUT976-Wetterdatenpfad gezielt unterbrechen und Datenaktualität, automatische Erholung und Wiederanlaufzeiten am Anwendungsendpunkt vergleichen.

03

### 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.

[Kontakt aufnehmen →](https://open5g.cs.hs-rm.de/de/legal/contact)