Projects

Sustainet-Advance
Description: The work at the Chair of Communication Networks at the Bundeswehr University focuses on modeling, implementing, and evaluating resilient networks. Resilience considers not only failures of the communication network itself, but also failures of other infrastructures, such as power grids. The interdependencies between the two networks are taken into account.
As recent cases have demonstrated the importance of reducing dependence on vendors, the goal of this work is also to incorporate sovereignty into the design to make communication networks more robust and reduce dependence on critical vendors.
German: Die Arbeit am Lehrstuhl für Kommunikationsnetze der Universität der Bundeswehr konzentriert sich auf die Modellierung, Implementierung und Evaluierung resilienter Netzwerke. Resilienz berücksichtigt nicht nur Ausfälle des Kommunikationsnetzes selbst, sondern auch Ausfälle anderer Infrastrukturen, wie beispielsweise Stromnetze. Die gegenseitigen Abhängigkeiten zwischen den beiden Netzen werden berücksichtigt.
Da aktuelle Fälle gezeigt haben, wie wichtig es ist, die Abhängigkeit von Anbietern zu reduzieren, besteht das Ziel dieser Arbeit auch darin, Souveränität in das Design zu integrieren, um Kommunikationsnetze robuster zu gestalten und die Abhängigkeit von kritischen Anbietern zu reduzieren.
Webpage: https://www.celticnext.eu/project-sustainet-advance
Funding sponsor: Federal Ministry of Education and Research of Germany
(Bundesministerium für Bildung und Forschung-BMBF)
Start of the project:
End of the project:		 Janaury 2025
December 2027

 

HYPERCORE
Description: Der weltweite Datenverkehr im Internet sowie die Anzahl der sich vernetzenden Teilnehmer steigt ungebrochen stark an. Treiber dieser seit Jahren anhaltenden Steigerung ist aktuell die zunehmende Digitalisierung und hochgradige Vernetzung in Gesellschaft und Wirtschaft, nicht nur von Personen, sondern auch Sensoren, Fahrzeugen, Maschinen und Geräten (=Hyperkonnektivität). Dem optischen Metro- und Kernnetz kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, da es das Rückgrat der gesamten Kommunikationsinfrastruktur bildet.
Im Projekt HYPERCORE sollen Technologien zur Erhöhung der Übertragungskapazität unter Berücksichtigung aller drei verfügbaren physikalischen Dimensionen, Zeit (Kanaldatenraten), Frequenz (Kanalwellenlängen) und Raum (Anzahl räumlicher Kanäle) untersucht und im Hinblick auf Energieeffizienz optimiert werden. Das Netz, als immer wichtigerer Teil der kritischen Infrastruktur, muss aber zusätzlich auch extrem robust und sicher sein. In HYPERCORE sollen dafür neue Methoden zur Netzüberwachung, insbesondere basierend auf maschinellem Lernen in Verbindung mit kohärenten, optischen Zeitbereichsreflektometern (coherent OTDR) untersucht werden. Das Netz muss sehr flexibel und automatisiert arbeiten, um energieeffizient und bedarfsgerecht die Anforderungen unterschiedlichster Teilnehmer erfüllen zu können. Dafür sollen in HYPERCORE innovative Ansätze zur intelligenten Netzsteuerung und –automatisierung, basierend auf dem Konzept des „Digitalen Zwilling“ (Digital Twin) betrachtet werden.
Publications:
  • Wenning, M., Berl, J., Fehenberger, T. Mas-Machuca, C.. "Improving End-to-end Key Security in Trusted Node-based QKD Networks with Secret Sharing". In Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC), 2025
Funding sponsor: Federal Ministry of Education and Research of Germany
(Bundesministerium für Bildung und Forschung-BMBF)
Start of the project:
End of the project:		 July 2024
June 2027

 

PONGO
Description: Das Vorhaben "Passive optische Netze der nächsten Generation (PONGO)" adressiert die innovative Technologien für passive optische Netze zu entwickeln, um dem stetig steigenden Datenratebedarf in den optischen Zugangsnetzen Rechnung zu tragen und sicher zu stellen, dass Know-how in Deutschland ausgebaut bzw. erhalten wird. Historisch gesehen wird etwa alle 7-10 Jahre eine neue Systemgeneration mit einer vier- bis fünffach höheren Datenrate eingeführt. Daher ist es notwendig, jetzt die Grundlagen für Systeme mit Datenraten von mindestens 200 Gbit/s zu legen, damit diese Erkenntnisse in den gerade gestarteten Standardisierungsprozess eingebracht werden können. Eine weitere Herausforderung des zunehmenden Bandbreitewachstums und des verstärkten Einsatzes von komplexen DSP-Verfahren ist der damit verbundene Energieverbrauch. Auch wenn die Energieeffizienz von optischen Übertragungssystemen kontinuierlich verbessert wird, hält sie nicht Schritt mit den Wachstumsraten der Bandbreite.
Die Universität der Bundeswehr München konzentriert sich auf die Entwicklung eines neuen Planungstools, das die Kostenbewertung der vorgeschlagenen Lösungen unterstützen und den besten Migrationspfad angesichts der aktuellen optischen Zugangsnetze ermitteln soll.
Publications:
  • Sharma, A., Sulkaj, E., Agarwal, R., Bermudez Serna, C. and Mas-Machuca, C.. "Infrastructure Cost Savings with Unbalanced PONs in Rural Areas". In IEEE International Conference on Advanced Networks and Telecommunications Systems (ANTS), 2024
  • Agarwal, R., Sulkaj, E., Sharma, A., Bermudez Serna, C. and Mas-Machuca, C.. "Unbalanced PON Planning Tool for Rural Areas". In IEEE International Conference on Advanced Networks and Telecommunications Systems (ANTS): Demo/Exhibits, 2024
Funding sponsor: Federal Ministry of Education and Research of Germany
(Bundesministerium für Bildung und Forschung-BMBF)
Start of the project:
End of the project:		 June 2024
May 2027

 

FRONT-RUNNER
(Flexible and Resilient Optical Network Technologies for Resistant & UNinterrupted access NEtwoRks)
Description: Das geplante Vorhaben leistet einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der förderpolitischen Ziele der Fördermaßnahme „Resilienz – Widerstandsfähige digitale Systeme“. Das zentrale Ziel von FRONT-RUNNER, die Widerstandsfähigkeit der optischen Zugangsnetze gegen externe und interne Störeinflüsse mit Hilfe automatisierter Verfahren zu erhöhen, deckt sich mit Hauptziel der Fördermaßnahme. Insbesondere die Entwicklung neuer Techniken mit Hilfe der künstlichen Intelligenz wird dabei helfen, dass zukünftige Netze besser auf unbekannte und unvorhersehbare Ereignisse reagieren können. Automatische Korrekturmechanismen tragen dazu bei, dass neben der Detektion von Störungen auch die Behandlung bzw. die Einleitung von entsprechenden Gegenmaßnahmen automatisiert abläuft. Damit werden die Grundlagen für zukünftige leistungsfähige und resilienten Kommunikationssystemen geschaffen sowie das notwendige Know-how aufgebaut, um diese Systeme souverän und sicher zu betreiben.
Die Universität der Bundeswehr München konzentriert sich auf den Entwurf, die Planung und den Betrieb zuverlässiger optischer Zugangsnetze.
Webpage: https://www.forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de/projekte/front-runner
Publications:
  • Carmen Mas-Machuca, Jasper Müller, Mario Wenning, Sai Kireet Patri “Planning and Optimization of Optical Networks Based on Emerging Technologies” European Conference on Optical Communications (ECOC), Glasgow, UK, 2023
  • Cristian Bermudez Serna, Justus Roßmeier, Lena Wosinska and Carmen Mas-Machuca “Post-Quantum Cryptography Based Secure Mutual Authentication Mechanism for TDM-PONs” IEEE Future Networks World Forum (FNWF), Baltimore, USA, 2023
Funding sponsor: Federal Ministry of Education and Research of Germany
(Bundesministerium für Bildung und Forschung-BMBF)
Start of the project:
End of the project:		 January 2023
December 2025