Energie-, Latenz- und Resilienz-gewahre Vernetzung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thorsten Herfet; Professor Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 315036956

Die Technik, Bewusstsein über sowohl System-Latenzen als auch Paketfehler in das Design cyber-physischer Netzwerke zu integrieren und dadurch die Vorhersagbarkeit des Netzwerkverhaltens zu erhöhen, ist der Hauptbeitrag des Projektes LARN zum DFG Schwerpunktprogramm "Cyber-Physical Networking".Das Folgeprojekt -- in Zusammenarbeit innerhalb des Schwerpunktprogrammes aber auch mit einem Schwester-Projekt innerhalb des Programms Cyber-Physical Systems der US National Science Foundation -- wird diese Ergebnisse in Hinblick auf zwei wichtige Richtungen erweitern:Erstens wird der Energiebedarf adressiert. Sowohl für drahtgebundene Netze (wegen der schieren Datenmengen) als auch für drahtlose Netzwerkknoten (wegen der Beschränkungen des Batteriebetriebes) sind das Bewusstsein für Energiebedarf sowie die Optimierung des Netzwerk-Stapels in Bezug auf die Reduktion der benötigten Energie unumgänglich. Wir werden daher das Bewusstsein des Netzwerkes neben den Dimensionen Latenz und Fehler um die Dimension Energie erweitern.Zweitens werden wir die Vorhersagbarkeit des Netzwerkverhaltens nutzen, um dem Zusammenwirken mit Kontrollsystemen innerhalb von cyber-physischen Systemen und der Verbesserung der Regelgüte bestmöglich zu dienen. Anders als beim Ansatz, Kontrollalgorithmen robust gegenüber zufälligen Latenzen und Paketfehlern zu machen, werden wir die Statistiken des Netzwerkverhaltens so beeinflussen, dass das Zusammenwirken von CPNs (Netzwerken) und CPSs (Systemen) optimiert wird. Hierzu werden wir sowohl Ergebnisse innerhalb des Schwerpunktprogramms, als auch von US-Kollegen der Wayne State University, Michigan, USA, nutzen.Wir werden daher weiterhin die Disziplinen "Betriebssysteme/Echtzeitverarbeitung" und "Nachrichtentechnik/Informationstechnik" zusammenführen und dies durch die Integration einer expliziten Zusammenarbeit mit "Regelsystemen" erweitern. Zwei Anwendungsszenarien (verteilte, verbundene Energie-Inselnetze und autonome Fahrzeuge) werden adressiert und durch a) die Verfügbarmachung sog. RNAs (Reliable Network Atoms) und b) die Validierung in echten Weitverkehrsszenarien demonstriert. Sowohl die RNAs als auch die Weitverkehrstestumgebung stehen anderen Partnern des Schwerpunktprogrammes, aber auch Projekten und Forschern des NSF CPS-Programmes zur Verfügung.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1914: Cyber-Physical Networking (CPN)