4/5g folien überarbeitet

MOBKOM_Daten_mit_4G.typ

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 })
 
 // == 4G / 5G
+== Wie funktioniert ein Mobilfunknetz?
+#slide[
+
+  #grid(columns: (1fr, 1fr), gutter: 18pt,
+    [
+      *Grundidee: Funkzelle statt Kabel*
+      - Das Endgerät sendet per Funk zur nächsten Basisstation
+      - Die Basisstation versorgt eine bestimmte Funkzelle
+      - Mehrere Funkzellen zusammen ergeben die Netzabdeckung
+      - Beim Bewegen wechselt das Gerät automatisch die Zelle: *Handover*
+    ],
+    [
+      *Datenweg im Normalfall*
+      #v(0.4em)
+      #align(center)[
+        `UE <-> Basisstation <-> Kernnetz <-> Internet`
+      ]
+      #v(0.6em)
+      - *UE* = Endgerät, zum Beispiel Smartphone oder Raspberry Pi mit LTE-Modul
+      - *Kernnetz* = zentraler Netzteil des Providers
+      - SIM-Karte dient zur Anmeldung und Authentifizierung
+    ],
+  )
+
+  #v(0.8em)
+  #box(stroke: orange, inset: 6pt, radius: 2pt)[
+    #text(size: 10pt)[
+      *Wichtig:* 4G und 5G unterscheiden sich nicht nur bei der Funkverbindung,
+      sondern auch beim Kernnetz dahinter. Dieses Kernnetz entscheidet mit, welche
+      Funktionen wirklich verfügbar sind.
+    ]
+  ]
+]
+
 == 4G vs. 5G: technische Unterschiede
 #slide[
 
+  #text(size: 16pt)[
     #table(
-    columns: 3,
+      columns: (0.85fr, 1.25fr, 1.65fr),
       [*Eigenschaft*], [*4G / LTE*], [*5G NR*],
-    [Funkstandard], [LTE], [New Radio (NR)],
-    [Kernnetz], [EPC], [5GC oder EPC],
-    [Latenz], [typ. 20--50 ms], [tiefer möglich, besonders mit SA],
-    [Bandbreite], [bis ca. 20 MHz pro Träger], [bis 100 MHz sub-6 GHz, mehr bei mmWave],
-    [Antennen], [MIMO], [massive MIMO, Beamforming],
-    [Ziel], [mobiles Breitband], [eMBB, URLLC, mMTC],
+      [Funkstandard], [LTE = Long Term Evolution], [NR = New Radio, neuer 5G-Funkstandard],
+      [Basisstation], [eNodeB = 4G-Antenne], [gNodeB = 5G-Antenne],
+      [Kernnetz], [EPC = 4G-Kernnetz], [5GC = 5G-Kernnetz oder weiterhin EPC],
+      [Latenz], [typisch 20--50 ms], [tiefer möglich, besonders mit 5G SA],
+      [Bandbreite], [bis ca. 20 MHz pro Träger], [bis 100 MHz unter 6 GHz, mehr bei mmWave],
+      [Antennen], [MIMO = mehrere Antennen], [massive MIMO und Beamforming],
+      [Ziel], [mobiles Breitband], [schnelles Internet, tiefe Latenz, viele IoT-Geräte],
+    )
+  ]
+
+  #v(0.55em)
+  *Merksatz:* 5G ist nicht nur „schnelleres 4G“. 5G bringt einen neuen Funkstandard,
+  mehr nutzbare Bandbreite, bessere Antennentechnik und optional ein neues Kernnetz.
+
+  #v(0.45em)
+  #text(size: 9.8pt)[
+    *Einfach erklärt:* Latenz = Reaktionszeit, Bandbreite = Datenmenge pro Zeit,
+    mmWave = sehr hohe Frequenzen, IoT = vernetzte Geräte, Beamforming = gezieltes
+    Senden in Richtung des Geräts.
+  ]
+]
+
+== Was bringt 5G praktisch?
+#slide[
+
+  #grid(columns: (1fr, 1fr, 1fr), gutter: 12pt,
+    [
+      *eMBB* \
+      Enhanced Mobile Broadband
+      - sehr hohe Datenraten
+      - Streaming, Downloads, Hotspots
+      - wichtigste Funktion für normale Smartphones
+    ],
+    [
+      *URLLC* \
+      Ultra-Reliable Low-Latency Communication
+      - sehr kurze Reaktionszeit
+      - hohe Zuverlässigkeit
+      - Industrie, Robotik, Fahrzeuge
+    ],
+    [
+      *mMTC* \
+      Massive Machine-Type Communication
+      - sehr viele kleine Geräte
+      - Sensoren und IoT
+      - wenig Daten pro Gerät, aber sehr viele Teilnehmer
+    ],
   )
 
-  5G ist nicht nur „schnelleres 4G“, sondern eine flexiblere Netzarchitektur
-  für hohe Datenraten, tiefe Latenz und viele gleichzeitige Geräte.
+  #v(0.8em)
+  #box(stroke: orange, inset: 6pt, radius: 2pt)[
+    #text(size: 10pt)[
+      *Wichtig für die Praxis:* Nicht jedes 5G-Netz bietet automatisch alle Vorteile.
+      Geschwindigkeit und Latenz hängen von Frequenzbereich, Empfang, Auslastung,
+      Endgerät und davon ab, ob NSA oder SA verwendet wird.
+    ]
+  ]
 ]
+
 == 5G NSA vs. SA
 #slide[
 
-  *Non-Standalone (NSA):*
+  #grid(columns: (1fr, 1fr), gutter: 18pt,
+    [
+      *NSA = Non-Standalone (mit 4G)* \
+      // #text(size:24pt, weight:"bold")[5G mit 4G-Unterstützung]
+
       - 5G NR wird zusätzlich zu LTE verwendet
       - Steuerung läuft meist über LTE
-  - Kernnetz bleibt das 4G-Kernnetz: *EPC*
-  - schneller Ausbau möglich, aber nicht alle 5G-Funktionen verfügbar
+      - Kernnetz bleibt oft das 4G-Kernnetz: *EPC*
+      - schneller Ausbau, aber nicht alle 5G-Funktionen
 
       #align(center)[
         `UE -> LTE eNodeB + 5G gNodeB -> EPC`
       ]
+    ],
+    [
+      *SA = Standalone (eigenständig)* \
+      // #text(size:24pt, weight:"bold")[eigenständiges 5G]
 
-  *Standalone (SA):*
-  - 5G NR arbeitet direkt mit dem 5G-Kernnetz: *5GC*
-  - ermöglicht niedrigere Latenz, Network Slicing und bessere Integration von IoT
+
+      - 5G NR arbeitet direkt mit dem 5G-Kernnetz
+      - Kernnetz ist das *5GC*
+      - niedrigere Latenz und Network Slicing möglich
       - keine LTE-Ankerverbindung nötig
 
       #align(center)[
         `UE -> 5G gNodeB -> 5GC`
       ]
+    ],
+  )
+
+  #v(0.7em)
+  #box(stroke: orange, inset: 6pt, radius: 2pt)[
+    #text(size: 10pt)[
+      *Abkürzungen:* UE = Endgerät, eNodeB = 4G-Basisstation,
+      gNodeB = 5G-Basisstation, EPC = 4G-Kernnetz, 5GC = 5G-Kernnetz.
+      Network Slicing = ein physisches Netz wird logisch in mehrere virtuelle Netze aufgeteilt.
+    ]
+  ]
 ]
-== Mesh, Sidelink und Device-to-Device
+
+== Bedeutung für unser Projekt
 #slide[
 
-  Normales 5G ist *kein öffentliches Mesh-Netz*.
+  #grid(columns: (1fr, 1fr), gutter: 18pt,
+    [
+      *Was Mobilfunk dem Raspberry Pi gibt:*
+      - Internetzugang über 4G
+      - Verbindung läuft über das Netz des Providers
+      - gut für mobile Geräte und Standorte ohne WLAN
+      - IP-Adresse kann wechseln
+    ],
+    [
+      *Was Mobilfunk nicht automatisch gibt:*
+      - keine direkt erreichbare öffentliche IPv4-Adresse
+      - eingehende Verbindungen sind oft blockiert
+      - Zugriff von aussen ist dadurch schwieriger
+      - deshalb braucht es andere Lösungen
+    ],
+  )
 
-  Standardfall:
+  #v(0.8em)
+  *Folge für den weiteren Aufbau:* Externer MQTT-Broker, VPN/WireGuard/Tailscale
+  und eventuell DDNS werden wichtig, weil der Pi nicht einfach direkt aus dem Internet
+  erreichbar ist.
 
-  #align(center)[
-    `UE <-> gNodeB <-> 5G Core <-> Internet`
+  #v(0.6em)
+  #text(size: 10pt)[
+    *Hinweis:* Normales öffentliches 5G ist kein Mesh-Netz. Smartphones leiten
+    normalerweise keine Daten anderer Smartphones zur Antenne weiter.
   ]
-
-  Dabei kommuniziert das Endgerät, also das *User Equipment (UE)*,
-  direkt mit der Basisstation, dem *gNodeB*.
-
-  5G unterstützt aber *Sidelink*-Kommunikation:
-
-  #align(center)[
-    `UE <-> UE`
-  ]
-
-  Diese direkte Gerätekommunikation ist vor allem für Spezialfälle relevant:
-  Fahrzeugkommunikation, Industrie, Rettungsdienste oder lokale Netze.
-
-  *Wichtig:*
-  Ein normales Smartphone leitet im öffentlichen 5G-Netz keine Daten anderer
-  Smartphones zur Antenne weiter.
 ]
 
 == Öffentliche IP & Carrier-Grade NAT (CGNAT)