Industrieseminar - Network Digital Twin in der Praxis
Betreuer: Dr. David Hock, Dr. Simon Schardt
Hintergrund zum Thema
Der Begriff "Network Digital Twin" (NDT) beschreibt eine digitale Repräsentation eines physischen Netzes, die in Echtzeit oder nahezu Echtzeit betrieben werden kann. Solche Zwillinge ermöglichen es, Netze zu simulieren, zu analysieren, zu optimieren und potenzielle Probleme zu identifizieren, bevor sie in der realen Umgebung auftreten.
Nützliche Ressourcen wie Simulationstools, Frameworks oder Algorithmen, die bereits auf GitHub zur Verfügung stehen, können für die Entwicklung von NDTs eine wertvolle Grundlage bilden. Ziel des Projektseminars ist es, diese Repositories zu analysieren und zu evaluieren für welche praktischen Zwecke sie verwendet werden können. Dabei sollen besonders Fragen zu folgenden Schwerpunkten beantwortet werden.
Inhaltliche Schwerpunkte
-
Allgemeiner Hintergrund
a. Gibt es Veröffentlichungen zum NDT?
b. Welche Lizenz wird verwendet?
c. In welchen Programmiersprachen wurde es implementiert?
d. Welche bereits bestehenden Frameworks werden eingebunden? -
Netztopologie
a. Ermöglicht das Repository die Erzeugung eigener Netztopologien, z.B. Baum-, Stern-, Ringtopologien und Kombinationen dieser?
b. Wird eine exemplarische Topologie verwendet und wie setzt sich diese zusammen?
c. Lassen sich bestehende Topologien erweitern, d.h. neue Knoten und neue Links hinzufügen?
d. Wie werden die Netztopologien dargestellt? Gibt es innovative Visualisierungen? -
Netzsimulation
a. Welche Art von Simulation bedient der NDT?
b. Welcher Detailgrad wird von der Simulation abgebildet? Werden physikalische Layer (z. B. Signalübertragung), Netzwerkprotokolle (z. B. TCP/IP) oder höhere Layer (z. B. Anwendungen) berücksichtigt?
c. Wie flexibel ist die Simulation hinsichtlich Anpassungen, z.B. Ausfall eines Links/Knotens? -
Use Cases
a. Beantwortet der NDT Fragestellungen zu Netzdesign, oder -performance, z.B. Kapazitätsplanung oder Bottleneckanalysen?
b. Gibt es Möglichkeiten zur Netzoptimierung?
Bewerbung und Themenvergabe
Die Themenvergabe erfolgt mit Hilfe eines Bewerbungsverfahrens. Hierbei wird, falls mehrere Studierende sich für das gleiche Thema bewerben, Ihr Motivationsschreiben berücksichtigt. Spätestens bis etwas zwei Wochen nach Abschluss der Bewerbungsfrist am 14.03.2025 werden Sie per Mail über die Ergebnisse informiert. Die Bewerbung sollte folgende Informationen beinhalten:
-
Name, Mail Adresse, Studienfach und Fachsemester
-
Titel des Themas
-
Motivationsschreiben, weshalb Sie dieses Thema untersuchen möchten
Die Bewerbungen richten Sie bitte sowohl an Dr. David Hock (hock@infosim.net), sowie Dr. Simon Schardt (schardt@infosim.net).
Termine und Fristen
Administrative Fristen:
-
14.03.2025: Bewerbungsfrist
-
28.03.2025: Feedback zur Bewerbung
Fachlicher Austausch: Es soll vier Termine geben, jeweils zwei Stunden, zu denen sich Studierende und betreuende Infosim Mitarbeitende zusammenfinden um den jeweiligen Stand ihrer Projekte gemeinsam zu besprechen. Dabei wird die Agenda wie folgt aussehen:
-
29.04.2025, 14:00-16:00: Einführung seitens Infosim.
-
Vorstellung und Vergabe von Themen.
-
Verteilung von PowerPoint Templates.
-
-
13.05.2025, 14:00-16:00: Erster Zwischenstand
-
5min Präsentation pro Person
-
Fokus auf Beantworten der ersten Fragen zum allgemeinen Hintergrund
-
Lauffähigkeit des Repos darstellen
-
-
03.06.2025, 14:00-16:00: Zweiter Zwischenstand
-
10min live Demo pro Person
-
Fokus auf Evaluation bzw. Umsetzung von Use Cases
-
-
24.06.2025, 14:00-16:00: Durchsprache finaler Stand
-
Zeit für individuelle Rückfragen zu Folien und Inhalten
-
Probevorträge sollen bitte von den Studierenden untereinander durchgeführt werden
-
Abschlussvorträge: Zum Abschluss des Projektseminars sollen die Studierenden die Ergebnisse aus ihrem Projekt in einer 30-minütigen Präsentation (20min Vortrag + 10min Fragen) vorstellen. Dafür ist für die Teilnehmenden individuell einer der folgenden Termine vorgesehen:
-
08.07.2025, 14:00-16:00
-
15.07.2025, 14:00-16:00
-
22.07.2025, 14:00-16:00
Ressourcen und Themenvorschläge
-
Digital Twins:
-
Netzsimulation:
-
Netztopologie:
Gerne gehen wir auch auf eigene Themenvorschläge ein, die sich an den inhaltlichen Schwerpunkten orientieren.
Weiterführende Literatur
-
Digital twin for networking: A data-driven performance modeling perspective
-
A digital twin based framework for detection, diagnosis, and improvement of throughput bottlenecks
-
From Simulators to Digital Twins for Enabling Emerging Cellular Networks: A Tutorial and Survey
-
Network Digital Twin: Context, Enabling Technologies, and Opportunities
-
Digital Twin: Values, Challenges and Enablers From a Modeling Perspective