Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme
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Serverrack vor hellblauem Hintergrund mit graphischen Elementen wie Wellenlinien aus Punkten und gelben Kreisen
© Fraunhofer FOKUS

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Plattformen und Infrastrukturen für die digitale Praxis

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Digitale Infrastrukturen und Plattformtechnologien bilden das Gerüst vernetzter IT-Systeme und sind entscheidend für die digitale Transformation von Verwaltung, Wirtschaft und Gesellschaft. Fraunhofer FOKUS entwickelt skalierbare, sichere und interoperable Kommunikations- und Dateninfrastrukturen sowie modulare, offene Plattformarchitekturen, die sich flexibel in bestehende IT-Landschaften integrieren lassen. Ziel ist es, digitale Souveränität zu stärken, Innovationsfähigkeit zu fördern und die Resilienz kritischer Systeme zu erhöhen. 

Die folgenden Technologien und Kompetenzen beschreiben zentrale Bausteine, die in unseren Anwendungsfelder entlang von Entwurf, Entwicklung, Integration und Betrieb zum Einsatz kommen.

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Technologien und Kompetenzen für forschungsnahe Beratung und Entwicklung

Kommunikationsplattformen & 5G/6G-Netze

Software‑basierte Kommunikationsnetze ermöglichen flexible, anwendungsspezifische Vernetzung in Campus‑, öffentlichen und hybriden Szenarien.

  • Software‑basierte 5G‑/6G‑Kernnetze (Multi‑Vendor‑fähig)
  • Integration terrestrischer und nicht‑terrestrischer Netze
  • Media over 5G/6G, Edge Streaming und Echtzeit‑Medien
  • Mobile Testumgebungen für neue Netzfunktionen

Intelligente & sichere Netzinfrastrukturen

KI‑gestützte Netzfunktionen und moderne Sicherheitsverfahren erhöhen Automatisierung, Leistungsfähigkeit und Vertrauenswürdigkeit komplexer Kommunikationsinfrastrukturen.

  • KI‑basierte Weiterentwicklung von Netzfunktionen (Agentic Core)
  • Absicherung von Kommunikationsnetzen mittels Quantum Key Distribution (QKD)

Smart City & urbane Infrastrukturen

Offene, interoperable IKT‑Strukturen vernetzen Mobilität, Versorgung, Sicherheit und Verwaltung. Urbane Plattformen unterstützen digitale Souveränität und Wiederverwendbarkeit.

  • Aufbau offener urbaner Plattformen und Open-Data-Portale
  • Integration von Mobilität, Versorgung, Sicherheit und Verwaltung
  • Methoden zur Spezifikation und Qualitätssicherung städtischer IT-Systeme

Resiliente & sichere Infrastrukturen

Robuste Architektur‑ und Sicherheitskonzepte erhöhen Verfügbarkeit und Widerstandsfähigkeit kritischer Systeme.

  • Sicherheits‑ und Datenschutzarchitekturen
  • Absicherung von Cloud‑Infrastrukturen (z. B. EU-SEC)
  • Satellitenbasierte Netzresilienz
  • Redundante Architekturen und automatisierte Sicherheits-Updates
  • Sichere Protokolle (REST, MQTT, gRPC) und Verschlüsselung

Datenplattformen & Open Data-Infrastrukturen 

Skalierbare Datenräume vernetzen heterogene Quellen über offene Standards. Visualisierung und Lizenzmanagement schaffen Transparenz und Wiederverwendbarkeit.

  • Nutzung von Open-Source-Datenmanagementsystemen (z. B. piveau)
  • Integration heterogener Datenquellen und semantische Datenvernetzung
  • Visualisierung und Lizenzmanagement für offene Daten

Digitale Souveränität & Open-Source-Plattformen

Modulare Open‑Source‑Lösungen stärken Unabhängigkeit und Kontrolle. Betrieb in Cloud‑ und Rechenzentrumsumgebungen unterstützt nachhaltige Digitalisierung und digitale Souveränität.

  • Entwicklung sicherer Arbeitsplatzlösungen (z. B. Phoenix)
  • Betrieb in öffentlichen Clouds und Rechenzentren
  • Förderung von Full-Stack-Open-Source-Ansätzen

Semantische Plattformen & Datenräumen

Ontologien und semantische Annotation strukturieren Daten kontextbezogen. Föderierte Modelle ermöglichen vertrauenswürdigen, interoperablen Datenaustausch.

  • Ontologie-basierte Datenintegration und semantische Annotation 
  • Aufbau föderierter Datenräume (z. B. KDW)
  • Nutzung offener Standards wie DCAT-AP

Plattformen für digitale Identitäten

SSI‑ und eIDAS‑konforme Dienste ermöglichen sichere, nutzerzentrierte Nachweise. Standardisierte Komponenten erleichtern Integration in Verwaltungs‑ und Serviceplattformen.

  • MOBILE-X-Plattform für Android/iOS mit GAIA-X-Kompatibilität
  • Nutzung zertifizierter Komponenten wie Open eCard
  • Nutzerzentrierte ID-Management-Szenarien

Medien- und Content-Plattformen

Medien‑ und Content‑Plattformen bilden die Grundlage für die digitale Produktion, Analyse und Distribution von Medieninhalten. Skalierbare, interoperable Lösungen sichern Qualität, Vertrauen und Nachhaltigkeit.

  • Authentizitäts‑, Integritäts‑ und Provenance‑Nachweise (z. B. Deepfake‑Erkennung)
  • KI‑basierte Analyse von Medienqualität, Nutzung und Wirkung (QoE, Audience Measurement, Analytics)
  •  Interoperables, energieeffizientes Streaming (Web, Smart TV, Mobile,XR)

Energieeffizienz & CO₂-Reduktion

Methoden und Technologien zur messbaren Senkung des CO₂‑Footprints in digitalen Infrastrukturen und Plattformen tragen u. a. zum Erreichen von Klimazielen bei.

  • Analyse, Modellierung und Messung des Energieverbrauchs digitaler Systeme über den gesamten Lebenszyklus
  • KI‑gestützte Optimierung energieeffizienter Verarbeitung und Übertragung
  • Entwicklung von Bewertungs‑, Transparenz‑ und Entscheidungswerkzeugen (z. B. CO₂‑Modelle, digitale Zwillinge)

Metaverse-Technologien

Immersive Plattformen kombinieren XR, Echtzeitkommunikation und 5G/6G‑Edge für kollaborative Anwendungen.

  • 5G/6G Edge Rendering für niedrige Latenz
  • Echtzeitkommunikation und Streaming über QUIC
  • Holographische Video-Interaktionen
  • Integration von XR-Anwendungen für Bildung und Industrie
  • Unterstützung für digitale Zwillinge und Smart Factory-Szenarien

Wir stehen zu Ihrer Verfügung

Ilja Radusch

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Ilja Radusch

Leiter Geschäftsbereich Smart Mobility

Experte für Digitale Zwillinge, KI-Wahrnehmung, Smart Mobility & Indoor-Navigation

Telefon +49 30 3463-7474

Adrian Paschke

Contact Press / Media

Prof. Dr. rer. nat. Adrian Paschke

Gruppenleiter Data Analytics und KI

Experte für Federated Learning, erklärbare & sichere KI, Quantum Machine Learning

Telefon +49 30 3463-7228

Hintergrundwissen

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  • Sie bilden das technische Fundament für vernetzte Anwendungen, sichere Kommunikation und digitale Services in Verwaltung, Wirtschaft und Gesellschaft. Sie ermöglichen digitale Souveränität und Innovation in Bereichen wie Mobilität, Gesundheit und Industrie.

  • Intelligente Netze passen sich dynamisch an unterschiedliche Anforderungen an – etwa durch Virtualisierung, Network Slicing oder QoS-Management. Verteilte Systeme bestehen aus vernetzten Komponenten, die gemeinsam Aufgaben erfüllen, z. B. in Cloud-Umgebungen oder Verwaltungsplattformen. 

     

  • Sie ermöglichen die nahtlose Zusammenarbeit unterschiedlicher Systeme und sichern Wiederverwendbarkeit, Qualität und Unabhängigkeit. Fraunhofer FOKUS arbeitet aktiv an Standards wie DCAT-AP und DIN SPEC 91357.

  • Digitale Souveränität heißt, Kontrolle über eigene Daten und Systeme zu behalten – durch offene Plattformen, transparente Lizenzmodelle und unabhängige Infrastrukturkonzepte. Sie ist zentral für nachhaltige Verwaltungsmodernisierung und Innovationsfähigkeit.

  • Risiken sind u. a. Sicherheitslücken, Abhängigkeit von proprietären Lösungen und mangelnde Transparenz. Fraunhofer FOKUS begegnet diesen mit resilienten, zertifizierbaren Plattformarchitekturen und sicheren Kommunikationslösungen.