MoPo-Projektübersicht

Inhalt

Projektleitung

Prof. Bernd Becker
Albert-Ludwigs-Universität
Technische Fakultät
Georges-Koehler-Allee 51
79110 Freiburg im Breisgau

Ausgangslage

Die Diskussion über den Mangel an Computerfachleuten macht deutlich, dass besondere Anstrengungen notwendig sind, um alle potentiell nutzbaren Ausbildungsressourcen auszuschöpfen. In diesem Zusammenhang kommt leistungsfähigen Informations- und Kommunikationsinfrastrukturen für Lehre und Studium wesentliche Bedeutung zu.

Ausgehend von dem Zuwachs und dem Erfolg, den drahtlose und mobile Kommunikationstechniken momentan in der Telekommunikationsindustrie verzeichnen, ist es sinnvoll, das durch diese Techniken angebotene Potential frühestmöglich auch während der Ausbildung im Hochschulbereich zu nutzen und die Konvergenz von Fest- und Funknetzen voranzutreiben.

Die Fakultät für Angewandte Wissenschaften der Universität Freiburg hat unter der Projektleitung von Prof. Bernd Becker das Projekt "Mobile Pools", ein Konzept zur Ausstattung der Studierenden in den Studiengängen Informatik und Mikrosystemtechnik mit tragbaren Rechnern, initiiert.

Wir sind der Überzeugung, dass das Konzept Mobile Pools für die StudentInnen (nicht nur der FA) hochattraktiv und forschungspolitisch bedeutsam ist. Es ergänzt in idealer Weise andere Projekte und Aktivitäten an der Fakultät für Angewandte Wissenschaften (VIROR, INTUG, virtueller Studiengang, Applied Computer Science Studiengang, Chipkarten-Projekt) und realisiert, soweit wir wissen, erstmalig in Deutschland flächendeckend ein Konzept, das so oder in ähnlicher Form innerhalb der nächsten Jahre nach übereinstimmender Meinung von Experten zunehmend an Bedeutung gewinnen wird. Wir erwarten mit dieser Maßnahme eine wesentliche Bereicherung unseres Lehrangebotes und damit eine Erhöhung der Attraktivität des Standortes.

Konzept

Drahtlose und mobile Kommunikationstechniken ermöglichen eine sogenannte "ad hoc"-Kommunikation, d.h. eine spontane, flexible und von der festen Infrastruktur unabhängige Form der Kommunikation.

Damit ergeben sich, integriert in ein entsprechendes Umfeld, vielfältige Möglichkeiten zur Steigerung der Qualität von Ausbildung und Forschung an den Hochschulen.

Die Fakultät plant, neue Wege in der Ausbildung der Studierenden zu gehen und das angesprochene Umfeld durch sogenannte "Mobile Pools" (anstelle der bisher üblichen festen Rechnerpools für die Ausbildung der Studierenden) zu realisieren.

Die Idee bei Mobilen Pools ist es, jedem Studierenden der Fakultät möglichst kostengünstig zu Beginn des 1. Semesters sein eigenes Notebook zur Verfügung zu stellen. Diese Notebooks sollen über PCMCIA und FunkLANs Anschluss an das Universitätsnetz erhalten, und sämtliche Softwareaufgaben während des Studiums werden mit diesen Notebooks erledigt. Dazu stellen leistungsfähige Server die benötigten Tools zur Verfügung.

Zur Realisierung eines Mobilen Pools sind also folgende Schritte notwendig:

  1. Realisierung eines WLANs

    Das bestehende Rechnerkommunikationsnetz ist um eine fakultätsweit verfügbare drahtlose Komponente auf der Basis aktueller WLAN-Technologien (Wireless Local Area Networks) zu erweitern.

    Für die drahtlose Kommunikation kommen nach dem IEEE 802.11b-Standard realisierte Komponenten in Frage, mit denen Übertragungsbandbreiten von max. 11MBit/s bei einer Reichweite von bis zu mehreren hundert Metern (je nach Umgebung) erzielt werden können.
    Durch die Nutzung des freien 2,4 GHz ISM-Frequenzbandes fallen dabei keine Kommunikationsgebühren für die Nutzer an. Ein derartiges WLAN-System besteht im wesentlichen aus zwei Komponenten:

    1. Access Points: Hierunter werden gemeinsam nutzbare Gegenstationen der Netzwerkkarten verstanden, die die Anbindung des WLANs an ein bestehendes, drahtgebundenes Netzwerk ermöglichen.
    2. WLAN-PC-Cards: Dies sind Funk-Netzwerkkarten, die ein Funkmodul enthalten und in den PCMCIA-Schacht eines Notebooks (Handhelds) oder in eine entsprechende Trägerkarte eines PCs eingesetzt werden.

    In Absprache mit dem Rechenzentrum der Universität wird der Bereich der Fakultät für Angewandte Wissenschaften sukzessive WLAN-fähig gemacht. Zur Zeit sind die studentischen Arbeitsräume und das Foyer des Hörsaalgebäudes mit entsprechender Infrastruktur versorgt.

  2. Installation eines leistungsfähigen SW-Servers

    Ein leistungsfähiger Server stellt eine uniforme SW-Ausstattung für die Notebooks zur Verfügung. Dazu gehören neben der Betriebssystemsoftware auch Tools und sonstige Lehr- und Lernmittel, die im Rahmen der verschiedenen Veranstaltungen notwendig sind.

  3. Versorgung mit mobilen Rechnersystemen

    Notebooks (und andere mobile Rechnersysteme wie Handhelds und PDAs (Personal Digital Assistants)) können aufgrund des WLANs ortsunabhängig und drahtlos auf die im Internet angebotenen Dienste und Informationssysteme zurückgreifen.

    Die Ausstattung der Studierenden mit geeigneten Notebooks als Lehr- und Lernmittel ist ein integraler Bestandteil des Konzeptes. Das Institut für Informatik stellt im Rahmen einer 1-jährigen Pilotphase eine Anschubfinanzierung zur Realisierung des Konzeptes zur Verfügung. Im Verlauf der Pilotphase soll dann, basierend auf den praktischen Erfahrungen im täglichen Betrieb eines Mobilen Pools, ein tragfähiges Konzept für die nächsten Jahre erarbeitet werden.

Realisierung

Die Umsetzung dieses Konzeptes erfolgt im Rahmen eines einjährigen Pilotprojekts (begonnen im Wintersemester 2000/2001). Die Finanzierung erfolgt aus Eigenmitteln des Instituts für Informatik der Albert-Ludwigs-Universität unterstützt durch Sondermittel des MWK Baden-Württemberg und eine Eigenbeteiligung der Studierenden. Konkreter: Die Finanzierung wird jeweils zu etwa einem Drittel vom Studierenden (Eigennutzen), vom Institut und schliesslich von einem attraktiven Angebot eines Industrieanbieters getragen.

Von besonderer Bedeutung für Umsetzung und Erfolg des Pilotprojekts war und ist eine Vorort-Präsenz des Firmenpartners, durch die unmittelbarer Kontakt und kurzfristige Reaktionsfähigkeit gewährleistet sind. Aufgrund der eingeholten Angebote und der geführten Gespräche erhielt die Firma Fujitsu-Siemens im Dezember 2000 den Zuschlag.

Wir erwarten eine enge und vertrauensvolle Zusammenarbeit mit dem ausgewählten Anbieter und sehen darin eine Chance, gemeinsam ein modernes, zeitgemäßes Ausbildungskonzept zu realisieren.

Im Zuge der Zusammenarbeit sind wir offen für gemeinsame forschungsorientierte Projekte, z.B. auf dem Gebiet der Netzsicherheit oder der Entwicklung von Lehr- und Lernsoftware.

Zielsetzungen

Primäre Vorteile, die sich durch die Realisierung des Konzepts "Mobile Pools" ergeben, lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • Ein ganz wesentliches Element dieser Maßnahme ist die aktive Einbeziehung der Studierenden in die Bewältigung von Problemen der Informatik und damit die eigenverantwortliche Aktivierung der Studierenden von der ersten Stunde des Studiums an. Die StudentInnen fühlen sich für ihre eigenen Rechner verantwortlich und müssen sich von Beginn an mit der Bewältigung von Fragen beim Rechnereinsatz in der Lehre und Ausbildung identifizieren. Der Betreuungsaufwand für die "klassischen" Rechnerpools sinkt somit, während die Kompetenz der StudentInnen im Umgang mit Rechnern und im Systemmanagement steigt.
  • Die sich im Netz befindenden Informationssysteme für die StudentInnen und Mitarbeiter (z. B. mobiler Zugang zu multimedialen Lehr- und Lernsystemen) stehen weitgehend ortsunabhängig zur Verfügung. Flexible Gruppenarbeit und "ad hoc"-Kommunikation ohne feste Infrastruktur wird ermöglicht. So können Gruppen von Studierenden an beliebigen Orten Daten austauschen und an gemeinsamen Projekten arbeiten.
  • Seminar- , Vorlesungsräume und sonstige Aufenthaltsräume können als zusätzliche Arbeitsräume außerhalb ihrer primären Nutzungszeiten verwendet werden.
  • Die Notebooks sind sehr flexibel einsetzbar in Vorlesungen, Seminaren und Praktika. Multimediale Lehr- und Lernformen werden unterstützt und ergänzt:
    So kann z.B. das gesamte Material direkt vom jeweiligen Lehrserver auf das eigene Notebook heruntergeladen werden. Praktikumsaufgaben können auf den Notebooks (mit geeigneten Tools) entsprechend vorbereitet werden, die Ergebnisse werden online während der Veranstaltung überprüft, ausgetauscht und unter Umständen weiter ausgebaut. Diagnose und Wartung von komplizierten technischen Systemen vor Ort kann so bereits im Studium mit modernster Technologie exerziert werden.
  • Kurzfristig oder übergangsweise benötigte Kommunikationseinrichtungen, z. B. bei der Durchführung von Konferenzen, Workshops oder sonstiger Meetings, können problemlos zur Verfügung gestellt werden.

Über die oben genannten primären Ziele hinaus bietet das Konzept der Mobilen Pools zahlreiche weitere Anwendungsmöglichkeiten, die weit über die unmittelbaren universitären Einsatzbereiche hinausgehen. Beispielhaft seien hier genannt: Untersuchung von Szenarien des mobilen Zugangs zu (multimedialen) Informationssystemen, z. B. auf Bahnhöfen, Flughäfen, auf Messen oder auch in Museen, Analyse der Ein- und Anbindungsmöglichkeiten von Handhelds und PDAs, Versuche zum Testen von Sicherheitskonzepten, Betrieb industrieller Systeme unter Einsatz mobiler Einrichtungen.