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Die Grundlage jeder 5G-Anwendung: ein echt guter Use Case

Ein Interview mit David Schuster, Experte für Edge Computing und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Software Engineering an der Universität Duisburg-Essen. Das Interview führte Amelie Hauptstock, ebenfalls wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Software Engineering.

AH:      Im Rahmen des Forschungsprojekts Competence Center 5G.NRW entwickelst du als Doktorand des Lehrstuhls für Software Engineering eine Plattform speziell für 5G-Anwendungen. Um zu testen, ob das auch in der Praxis funktioniert, brauchen wir nun einen Use Case, einen echten Anwendungsfall. Was ist ein Use Case eigentlich und wofür wird er in der Entwicklung eingesetzt?

DS:      Ein Use Case ist im Wesentlichen dafür da, die Funktionalitäten und das Verhalten eines zu realisierenden Systems so ausführlich wie nötig schematisch abzubilden. Dabei geht es darum, einen Ablauf so zu beschreiben, wie ihn auch Akteure (Nutzer:innen, Organisationen oder andere Systeme) prototypisch erleben und ausführen würden. Man kann sagen: Bevor wir eine Software, ein System umsetzen, müssen wir als Entwickler:innen jeden einzelnen Schritt kennen, der zur Ausführung jeder durchzuführenden Handlung gehört. Dazu gehört auch der Kontext der Handlung, das Anwendungsszenario. Wenn das und die Anwendungsziele identifiziert sind, verstehen wir gleichzeitig die Interaktionen zwischen den betroffenen Akteuren besser. Daraus lassen sich dann wiederum funktionale Anforderungen für die Entwicklung ableiten.

AH:      Um unsere 5G-Plattform einsetzen zu können, müssen wir die Eigenschaften eines 5G-Netzwerks auch in einen Use Case integrieren, zum Beispiel, um Verbindungseigenschaften mit zu berücksichtigen. Wie sieht dann ein konkreter Use Case dafür aus?

DS:      Ein konkreter Use Case für 5G ist die Beschreibung eines automatischen Drohnen-Liefersystems, wir nennen es mal „Drohnenpost“. Der Use Case „Drohnenpost“ beinhaltet in unserem Beispiel verschiedene Funktionalitäten: die Berechnung der abzufliegenden Route, die Verarbeitung von Kontext- und Wetterdaten, die Kamerabildübertragung in Echtzeit sowie die Steuerung der Drohne in die entsprechende Richtung. Akteure für dieses System sind beispielsweise die anzufliegenden Paketempfänger:innen sowie das Logistikzentrum, das für die Bereitstellung der Pakete verantwortlich ist. In der Darstellung des Use Case lassen sich die benötigten Konnektivitätseigenschaften von 5G und die verschiedenen Übertragungswege zwischen den Akteuren leichter ermitteln.

AH:      Wenn wir von dem tatsächlichen Anwendungsszenario ausgehen: Wie kann unsere Edge-Plattform bei der Umsetzung so eines Use Case unterstützen?

DS:      Die einzelnen Funktionalitäten des Use Cases, also „Route berechnen“, „Wetterdaten verarbeiten“ oder „Drohne steuern“, lassen sich in Web Services überführen, die durch die 5G.NRW-Edge-Plattform innerhalb des 5G-Netzwerkes bereitgestellt werden können. Das zu entwickelnde System eines automatischen Drohnen-Lieferdienstes kann ebenfalls als 5G-Anwendung durch die Plattform abgebildet und ausgeführt werden. Die Services können dann in einer bestimmten Reihenfolge definiert werden. Jede Funktionalität innerhalb der Anwendung, also jeder Web Service hat verschiedene Anforderungen an die Übertragung und Verarbeitung von Daten innerhalb des 5G-Netzwerkes. Aus diesem Grund überwacht unsere Plattform die Verbindungen aller miteinander kommunizierenden . Sobald die Anforderungen an die Verbindung nicht mehr erfüllt sind, wie durch zu hohe Latenzen oder ausgelastete Ressourcen, reagiert die Plattform automatisch und verteilt die Web Services im 5G-Netzwerk so, dass die Anforderungen wieder erfüllt sind. So können wir anhand unser 5G-Edge-Plattform testen, wie ein Anwendungsfall auch technisch funktionieren kann.

AH:      5G-Technologie spielt vor allem da eine Rolle, wo viele Daten sehr schnell, sicher und am besten auch noch unter Wahrung der Datenhoheit übermittelt werden sollen. Wie können Unternehmen von unseren Entwicklungen profitieren?

DS:      Wer einen eigenen Use Case hat oder eine Idee für einen Anwendungsfall, kann mit uns zusammen die entsprechenden Anforderungen erheben. Wir beraten bezüglich passender Technologie und können natürlich auch durch Prototypenbau den technologischen Fortschritt der Unternehmen begleiten. Zusätzlich steht unsere Edge-Plattform als grundlegende Architektur bereit. Also bei Interesse, gerne melden!

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