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Quick-Start-Guide: 5G an Berufskollegs

Die Digitalisierung in der beruflichen Bildung ist ein zentraler Baustein, um Lernende auf die Anforderungen der Arbeitswelt von morgen vorzubereiten. 5G bietet als moderne Mobilfunktechnologie die Grundlage für die innovativen Lernszenarien, die im Projekt 5G-Lernorte OWL entwickelt wurden. Ob Echtzeitübertragungen, Augmented Reality (AR) oder vernetzte Werkstätten – mit 5G können Berufskollegs zukunftsfähige Lernumgebungen schaffen. Doch wie gelingt der Einstieg? Dieser Quick Start Guide bietet eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, um die 5G-Infrastruktur effizient und bedarfsgerecht in Ihrem Berufskolleg aufzubauen.

Bedarf analysieren und Grundlagen schaffen

  • Früher Austausch mit dem Schulträger: Gehen Sie frühzeitig ins Gespräch mit dem zuständigen Schulträger, um ein gemeinsames Zielbild zu entwickeln. Bei den vier Berufskollegs im Projekt 5G-Lernorte OWL waren dies die Kreise Gütersloh und Paderborn. Eine enge Zusammenarbeit hilft dabei, die Planung effizient zu gestalten.
  • Standort und Anforderungen: Ermitteln Sie, welche Räume oder Werkstätten mit 5G ausgestattet werden sollen. Berücksichtigen Sie dabei, welche Lernszenarien umgesetzt werden sollen (z. B. AR-Anwendungen oder Fernwartung).
  • Zielgruppe definieren: Welche Lehrenden und Auszubildenden profitieren besonders von der Technologie? Definieren Sie, welche Zielgruppen priorisiert werden sollten.
  • Bestehende Infrastruktur prüfen: Klären Sie, ob vorhandene Netzwerke wie WLAN oder LTE bestimmte Anforderungen bereits abdecken und wo 5G echte Mehrwerte schafft.
  • Projektskizze entwickeln: Erstellen Sie eine Projektskizze, die die Planung der personellen und finanziellen Ressourcen einschließt. Erfahrungsgemäß sind insbesondere personelle Ressourcen entscheidend, um die Umsetzung zielorientiert zu steuern.

Die richtige Netzwerklösung wählen

  • Öffentliches 5G-Netz: Eine kostengünstige Option, um erste Erfahrungen zu sammeln. Lehrende und Auszubildende nutzen dabei Sim-Karten der Mobilfunkanbieter. Ideal für kleine Pilotprojekte.
  • 5G-Campusnetz: Diese private Netzwerklösung bietet höchste Sicherheit und Kontrolle über die Datenübertragung. Campusnetze sind besonders geeignet für umfangreiche Anwendungen wie IoT-gestützte Fertigungsprozesse oder Echtzeitkommunikation in Lernfabriken. In diesem Fall existiert lediglich eine Schnittstelle zum internen Schulnetz, über die der Datenaustausch läuft. Dabei beschränkt sich der Kreis der berechtigten Nutzer meist auf Geräte, die zur Schule gehören. 
    • Um ein 5G-Campusnetz betreiben zu dürfen, ist die Beantragung einer Lizenz zur Nutzung der entsprechenden Frequenzen bei der Bundesnetzagentur notwendig (Antragsformulare unter Bundesnetzagentur - Regionale Netze).
    • Einblicke in den Aufbau und Betrieb eines Campusnetzes gibt Sandra Jürgenhake, Leiterin der Abteilung Bildung des Kreises Gütersloh, im Video.
  • Hybride Ansätze: Auch ein Mix aus beiden Netzwerkarten ist möglich und bringt gewisse Vorteile mit sich. Kombinieren Sie etwa öffentliche Netze für allgemeine Anwendungen und Campusnetze für sicherheitskritische Prozesse.

Hardware bereitstellen

  • Endgeräte: Sorgen Sie dafür, dass alle benötigten Geräte wie Tablets, Smartphones, AR/VR-Brillen und Laptops vorhanden und 5G-kompatibel sind oder nachgerüstet werden können. Welche Geräte Sie für die Durchführung der im Projekt 5G-Lernorte entwickelten Lernszenarien benötigen haben wir in einer Aufstellung zusammengefasst, die Sie auf Anfrage erhalten können. Weitere Informationen erhalten Sie im Bereich "Downloads".

  • Router und Antennen: Für ein 5G-Campusnetz benötigen Sie spezielle Antennen und Router, die eine stabile Verbindung gewährleisten. Ein Beispiel für die Ausschreibung eines Dienstleisters zum Aufbau und Betrieb eines entsprechenden Campusnetzes finden Sie im Bereich "Downloads".

Infrastruktur installieren

  • Antennenaufbau: Planen Sie die Installation von Indoor- und Outdoor-Antennen gemeinsam mit Ihrem Dienstleister so, dass alle relevanten Bereiche des Schulgeländes abgedeckt sind. Dies ist entscheidend für eine gleichmäßige Netzabdeckung. Testmessungen sind hierfür, falls möglich, sehr hilfreich.
  • Netzwerkmanagement: Implementieren Sie Managementtools, um das 5G-Netz zu überwachen und bei Bedarf anzupassen. Stellen Sie sicher, dass Lehrende oder IT-Teams geschult sind, um die Infrastruktur zu verwalten.

Sicherheit gewährleisten

  • Datenschutz: Entwickeln Sie Richtlinien für den Umgang mit sensiblen Daten, insbesondere wenn IoT-Geräte oder Cloud-Anwendungen eingesetzt werden.
  • Sicherheitskonzepte: Implementieren Sie Firewalls, VPNs und Zugangsbeschränkungen, um das Netzwerk vor unbefugtem Zugriff zu schützen.
  • Schulungen: Sensibilisieren Sie Lehrende und Lernende für IT-Sicherheitsfragen, um einen sicheren Umgang mit der neuen Technologie zu gewährleisten.

Weitere Informationen zur Absicherung eines 5G-Campusnetzes erhalten Sie hier auf der Website des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik.

Testlauf und Feedback einholen

  • Lernszenarien testen: Starten Sie einen Testbetrieb, um die Funktionalität des Netzwerks und der Anwendungen zu überprüfen. Führen Sie Simulationen durch, z. B. mit den Lernszenarien aus dem Projekt 5G-Lernorte OWL.
  • Feedback einholen: Befragen Sie Lehrende und Lernende, wie gut die neuen Technologien genutzt werden können und wo es Optimierungsbedarf gibt.
  • Ergebnisse auswerten: Nutzen Sie die Erkenntnisse aus dem Testbetrieb, um die Infrastruktur und Anwendungen weiter zu verbessern.

So wird Ihr Berufskolleg 5G-ready

Die erfolgreiche Umsetzung von 5G an Berufskollegs beginnt mit einer klaren Planung und einer engen Zusammenarbeit zwischen der Schule und dem Schulträger. Die Kreise Gütersloh und Paderborn haben im Rahmen des Projekts 5G-Lernorte OWL gezeigt, dass ein abgestimmtes Vorgehen die Grundlage für nachhaltige Ergebnisse bildet. Ausreichende personelle Ressourcen sind dabei essenziell, um den Prozess zielgerichtet zu koordinieren. Mit der richtigen Infrastruktur, passender Hardware und geschultem Personal schaffen Sie die Basis für die innovativen Lernszenarien aus dem Projekt 5G-Lernorte OWL. Die Implementierung von 5G erfordert damit eine durchdachte Planung und gezielte Investitionen, bietet aber große Chancen für die Erweiterung des Bildungsangebotes.

Downloads

Soll 5G im Berufsschulunterricht eine Rolle spielen, muss es natürlich auch verfügbar sein. Hier gibt es verschiedene Ansätze. Ein Weg ist der Aufbau eines Campusnetzes, das auf dem Gelände der Schule eigens für den Unterricht aufgebaut wird. Dafür reicht es jedoch nicht, einfach eine Antenne aufzustellen: Testmessungen über die benötigte Signalstärke, potenzielle Verstärker, Lizenzen und Updates sowie der technische Support spielen hier eine große Rolle. All dies gehört in die öffentliche Ausschreibung, die die Schule gemeinsam mit ihrem Träger erarbeiten muss.

Die Anforderungen sind – gerade für nicht-Techniker:innen – auf den ersten Blick schwer zu erfassen und in einer sinnvollen Ausschreibung umzusetzen. Welche Leistungen werden benötigt, welche Frequenzen können genutzt, welche äußeren Faktoren müssen bedacht werden? Im Rahmen des Projektes 5G-Lernorte OWL hat der Kreis Gütersloh eine öffentliche Ausschreibung für den Aufbau eines Campusnetzes erfolgreich durchgeführt. Die Ausschreibungsunterlagen können als Beispiel für eigene Ausschreibungen genutzt werden.

➡️ Hier gelangen Sie zur Beispielausschreibung.

Bei der technischen Ausstattung eines Berufskollegs für den Einsatz von 5G ist neben der Ausschreibung des Netzaufbaus auch die Hard- und Software der Schule an sich ein wichtiger Punkt. Welche Endgeräte werden benötigt? Welche Schnittstellen zu bestehenden Systemen gilt es zu beachten? Welche Programme werden für die Durchführung der im Projekt 5G-Lernorte OWL entwickelten Lernszenarien gebraucht? Und vor allem: Was kostet die Beschaffung?

Die am Projekt beteiligten Berufskollegs haben gemeinsam mit Expert:innen des Software Innovation Campus der Universität Paderborn und dem Fraunhofer IOSB-INA eine Aufstellung über die benötigte Hard- und Software sowie eine Kostenschätzung erstellt. Aufgrund der sich stetig verändernden Marktpreise und der auf die spezifischen Bedarfe der beteiligten Berufskollegs abgestimmten Aufstellung können wir das Dokument nicht zum Download anbieten. Gern gehen wir gemeinsam mit Ihnen jedoch die einzelnen Punkte durch. Bei Interesse melden Sie sich gern bei Carsten Pieper (carsten.pieper@iosb-ina.fraunhofer.de).