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06/18/2025 13:43

Intelligentes 5G-Netz, digitaler Zwilling und Privatsphäre im IoT

Silke Schmidt-Thrö Kommunikation
Frankfurt University of Applied Sciences

    Abschlussarbeiten von Nico Lick, Thomas Zielasny und Svenja Zöller an der Frankfurt UAS mit dem Friedrich-Dessauer-Preis des VDE Rhein-Main ausgezeichnet

    Zwei Absolventen und eine Absolventin der Frankfurt University of Applied Sciences (Frankfurt UAS) haben den Friedrich-Dessauer-Preis 2025 des VDE Rhein-Main (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik) erhalten. Nico Lick, Absolvent der Informatik, wurde für seine Arbeit rund um Privacy Extensions des Internetprotokolls IPv6 im Internet of Things (IoT) ausgezeichnet. Thomas Zielasny erhielt den Preis für seine Bachelor-Arbeit zur Integration einer Network Exposure Function in einem Open Source 5G-Netz. Er ist Absolvent der Elektro- und Informationstechnik. Svenja Zöller, Absolventin des Bachelor-Studiengangs Maschinenbau deutsch-spanischer Doppelabschluss, überprüfte in ihrer ausgezeichneten Arbeit ein thermisches Modell für einen digitalen Zwilling von Leistungselektronik. Die Preisverleihung fand im Rahmen der Absolvent*innenfeier der Lehreinheit Elektrotechnik des Fachbereichs Informatik und Ingenieurwissenschaften am 13. Juni 2025 statt.

    Der VDE Rhein-Main vergibt den mit bis zu 1.500 Euro pro Hochschule dotierten Preis einmal pro Jahr für die besten Abschlussarbeiten an mehreren Hochschulen in Hessen in den Bereichen Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik. Damit sollen hervorragende Leistungen auf technisch-wissenschaftlichem Gebiet anerkannt, der Nachwuchs motiviert und ein Zeichen für die gesellschaftliche Bedeutung von Ingenieur*innen und deren Arbeit gesetzt werden. Die diesjährigen Preisträger*innen an der Frankfurt UAS teilen sich das Preisgeld zu gleichen Teilen. Ihre Arbeiten behandeln sowohl Fragestellungen aus der Industrie als auch verbraucherrelevante Themen.

    Privatsphäre für das Internet of Things
    Wer im Internet unterwegs ist oder Geräte miteinander kommunizieren lässt, verwendet Internetprotokolle. Sie ordnen Geräten für den Datenverkehr eindeutig identifizierbare Adressen zu. Allerdings könnten dauerhafte Adressen, wie sie das neueste Internetprotokoll IPv6 ermöglicht, alle Aktivitäten eines Geräts grundsätzlich nachverfolgbar machen. So genannte „Privacy Extensions“, die einen Teil der Adresse dynamisch gestalten, sollen dies verhindern. In der Arbeit „IPv6 Privacy Extensions for the GNRC Network Stack“ widmet sich Nico Lick den Privacy Extensions von IPv6 für das Netzwerk-Stack GNRC im Betriebssystem RIOT. Dieses wird bei Geräten des Internet of Things (IoT) eingesetzt, zum Beispiel im Smart Home. Lick diskutiert die Privatsphäre-Problematik bei Verwendung von IPv6-Adressen, welche besonderen Schwachstellen durch IoT-Szenarien entstehen, und stellt Protokollmechanismen für RIOT vor, um diese Probleme zu lösen. Mit der Implementierung für das quell-offene Betriebssystem RIOT habe er nicht nur einen wichtigen Beitrag zur digitalen Souveränität der Nutzer*innen und Diversität geschaffen, sondern auch für die Standardisierung von IoT-Protokollen einen wichtigen Beitrag geleistet, heißt es in der Beurteilung von Prof. Dr. Oliver Hahm, Professor für Moderne Betriebssysteme, Virtualisierung, IoT, dem Erstbetreuer seiner Abschlussarbeit. Zweitbetreuer der Arbeit war Maurizio Petrozziello, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachbereich Informatik und Ingenieurwissenschaften.

    Open Source 5G-Netz intelligent steuern
    5G ist inzwischen Standard für einen Großteil der Mobilfunknutzer*innen. 5G-Netze versprechen aber nicht nur einfach eine höhere Geschwindigkeit der Datenübertragung, sondern auch eine intelligentere. Über eine Network Exposure Function (NEF) kann auf Fähigkeiten und Eigenschaften des Kernnetzes zurückgegriffen werden. So können Kommunikationsdienstleister virtuelle Netzwerkabschnitte schaffen und durch sie Netzwerkdaten und -ressourcen angepasst bereitstellen und steuern, zum Beispiel für ein ruckelfreies Bild, wenn Medien bei Großevents live berichten. Wie ein solcher Zugriff bei einem Open Source 5G-Kernnetz gelingen kann, untersucht Thomas Zielasny in „Integration einer Network Exposure Function in Free 5GC“. Zum Zeitpunkt der Bachelor-Arbeit habe es nur eine eingeschränkte Open Source-Implementierung von NEF gegeben, so der Betreuer seiner Abschlussarbeit, Prof. Dr. Armin Lehmann, stellvertretender Leiter der Forschungsgruppe für Telekommunikationsnetze. Es musste zum einen die Network Exposure Function von Grund auf erstellt und getestet werden. Zum anderen mussten auch beispielhafte Dienste aufgesetzt werden, um ihre durchgängige Funktion zu prüfen. Im entstandenen Prototyp konnte etwa per Ereignisüberwachung anderer Funktionen des 5G-Kernnetzes eine dynamische Anpassung und Steuerung des Datenflusses für z. B. eine Live-Videoproduktion ermöglicht werden. Die Arbeit war für den Absolventen der Anstoß zur Gründung eines Startups, das Testverfahren für Schnittstellen in lokal betriebenen Systemen mit Fokus auf den Datenschutz entwickelt.

    Digitaler Zwilling für Leistungselektroniken im Test
    Digitale Zwillinge von Systemen sind in der Industrie und Forschung unverzichtbar. Sie simulieren ihr Verhalten virtuell, um Prozesse und Einflussfaktoren einfacher untersuchen zu können. In ihrer Bachelor-Thesis „Validation of a Thermal Model of a Power Electronic Module Considering Coupling Effects“ überprüft Svenja Zöller ein thermisches Modell für einen digitalen Zwilling von Leistungselektroniken, die unter anderem in Windkraftanlagen verbaut werden. Der digitale Zwilling entsteht in einem gemeinsamen Forschungsprojekt des Energieforschungsinstitut IREC in Barcelona und der Forschungsgruppe für nachhaltiges Thermomanagement der Frankfurt UAS und soll die Alterung von Leistungselektroniken vorhersagen. Dadurch können etwa Wartungsintervalle besser geplant werden. Relevant für die Alterung ist unter anderem die Wärmentwicklung in den Chips der Elektronik. Zöller hat das thermische Modell des digitalen Zwillings anhand von real gemessenen Chip-Temperaturen überprüft und griff dafür auf eine indirekte Messmethode auf Basis von Chip-Spannungen zurück. Der Test sei erfolgreich gewesen. „Es konnte gezeigt werden, dass der Fehler bei der Berechnung der Chiptemperaturen, aufgrund der Vereinfachungen, die dem Modell zugrunde liegen, nur einen sehr geringen Einfluss auf die Alterungsvorhersage der Leistungselektronik hat und daher vernachlässigt werden kann“, heißt es in der Beurteilung von Prof. Dr. Boris Schilder, Professor für Thermodynamik und Strömungslehre. Zöller habe durch den neuartigen Einsatz der Messmethode für diese Art der Untersuchung wichtige wissenschaftliche Erkenntnisse erschlossen.

    Übergeben wurde der Preis von Prof. Dr. Rolf Bergbauer, Geschäftsführer des VDE Rhein-Main e.V. Der Namensgeber des Preises, der Biophysiker Friedrich Dessauer (1881-1963), befasste sich den größten Teil seines Lebens mit der Erforschung radioaktiver Strahlen mit besonderem Fokus auf der Anwendbarkeit in der Medizintechnik. Um finanzielle Mittel für die Fortsetzung seines Studiums zu erwerben, gründete er in Aschaffenburg, später auch in Frankfurt, ein „Elektrotechnisches Laboratorium“, das sich unter anderem der Erforschung der Röntgenstrahlen sowie dem Bau von Röntgenapparaten widmete. Dessauer bereiste das Land, nicht nur für den Verkauf seiner Apparate, sondern auch mit dem Ziel, das Wissen über deren zweckmäßige Anwendung zu verbreiten. Seine Pionierarbeit auf dem medizintechnischen Gebiet erlangte internationale Anerkennung.

    Der VDE und der VDE Rhein-Main e.V.:
    Preise und Ehrungen sind ein wichtiger Bestandteil der Innovations- und Nachwuchsförderung des VDE, des Verbands der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V., einem der großen technisch-wissenschaftlichen Verbände Europas mit rund 30.000 Mitgliedern. Der VDE Rhein-Main ist mit rund 2.500 Mitgliedern einer der größten VDE-Bezirksvereine. Dazu zählen Ingenieurinnen und Ingenieure, Techniker*innen und Studierende sowie Unternehmen aus der Elektro- und Informationstechnik und verwandten Branchen. Mehr unter: www.vde-rhein-main.de.

    Kontakt:
    Frankfurt University of Applied Sciences
    Fachbereich 2: Informatik und Ingenieurwissenschaften
    Prof. Dr. Oliver Hahm
    Telefon: +49 69 1533-3955
    E-Mail: oliver.hahm@fra-uas.de

    Prof. Dr. Armin Lehmann
    Telefon: +49 69 1533-3610
    E-Mail: armin.lehmann@fra-uas.de

    Prof. Dr. Boris Schilder
    Telefon: +49 69 1533-2293
    b.schilder@fra-uas.de.


    More information:

    http://www.frankfurt-university.de/studienangebot-im-fb2 Informationen zum Studienangebot am Fachbereich 2 der Frankfurt UAS


    Images

    Prof. Dr. Rolf Bergbauer, Geschäftsführer VDE Rhein-Main, mit den Preisträgern Thomas Zielasny (links) und Nico Lick (rechts).
    Prof. Dr. Rolf Bergbauer, Geschäftsführer VDE Rhein-Main, mit den Preisträgern Thomas Zielasny (link ...
    Source: Frankfurt UAS
    Copyright: Frankfurt UAS


    Criteria of this press release:
    Journalists, all interested persons
    Electrical engineering, Information technology, Mechanical engineering
    transregional, national
    Contests / awards
    German


     

    Prof. Dr. Rolf Bergbauer, Geschäftsführer VDE Rhein-Main, mit den Preisträgern Thomas Zielasny (links) und Nico Lick (rechts).


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