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Christian Arendt, Stefan Böcker, Lukas Stratmann, Murtaza Abbas

• Der Betrieb lokaler privater Mobilfunknetze in lizenzierten Frequenzbändern ist eine der Kerninnovationen aktueller 5G- und zukünftiger 6G-Netze. Die prognostizierte Leistungsfähigkeit privat verfügbarer und störungsfreier Frequenzbereiche, wie z. B. privater 5G-Netze, sogenannter Campusnetze, ist für Industrieunternehmen oft von großem Interesse. Die Integration der 5G-Netzwerkinfrastruktur in bestehende Brownfield-Umgebungen muss jedoch erhebliche technische und Management-Herausforderungen überwinden. Im Vergleich zu selten anzutreffenden Greenfield-Szenarien kann das Potenzial von 5G nur gezeigt werden, wenn signifikante Leistungsvorteile gegenüber bestehender drahtloser Netzwerkinfrastruktur (z. B. Wi-Fi) nachgewiesen werden können und gleichzeitig eine nahtlose Integration in die Prozessumgebung in der Praxis gewährleistet werden kann. Vor diesem Hintergrund stellt das Competence Center 5G.NRW in diesem Beitrag ein agiles System zur kontinuierlichen, netzwerkübergreifenden Überwachung von Ende-zu-Ende-Leistungsgarantien in Bezug auf Durchsatz, Latenz und Zuverlässigkeit vor. Während einzelne punktuelle Messungen während der Netzwerk-Inbetriebnahme und -Erprobung oft die erwarteten Leistungsspitzen anzeigen, untersucht dieser Beitrag speziell das Potenzial eines räumlich verteilten Stresstests, der die Netzwerkqualität aktiv und kontinuierlich während des Produktivbetriebs überwacht. Anhand einer umfangreichen Fallstudie wird die Leistungsfähigkeit des verteilten Ansatzes für die Leistungsbewertung von Mehrbenutzer- und Zellenrandumgebungen demonstriert.
• The operation of local private mobile networks in licensed frequency bands is one of the core innovations of current 5G and future 6G networks. The predicted performance of privately available and interference-free frequency bands, such as private 5G networks, so-called campus networks, is often of great interest to industrial companies. However, integrating 5G network infrastructure into existing brownfield environments must overcome significant technical and management challenges. Compared to rarely encountered greenfield scenarios, the potential of 5G can only be demonstrated if significant performance advantages over existing wireless network infrastructure (e.g., Wi-Fi) can be demonstrated while ensuring seamless integration into the process environment in practice. Against this background, the Competence Center 5G.NRW presents in this paper an agile system for continuous, cross-network monitoring of end-to-end performance guarantees in terms of throughput, latency and reliability. While single point measurements during network commissioning and testing often indicate expected performance peaks, this paper specifically explores the potential of a spatially distributed stress test that actively and continuously monitors network quality during production operation. A comprehensive case study is used to demonstrate the power of the distributed approach for performance evaluation of multi-user and cell edge environments.