Stichpunkte aus dem Gespräch

- MR-Poolnetz (VLAN)
- Verfügbar als LAN und WLAN
- Verbindung von MR-Space und ScienceLab
- Verbindung mit dem MR-Server
- Verbindung mit 3D-Drucker
- 5 GHz WLAN über hausinterne Access Points
- Zugang zum Internet
- Campusnetz-Zugang sperren/nicht notwendig
- Seminarräume/Horsäle vorerst raus nehmen
- Zugang zum Campusnetz ist nicht notwendig
- Ports belegen mit dem neuen MR-VLAN:
    - Bodentanks im ScienceLab
    - Bodentanks MR-Space
    - Wandanschluss Tobias Bräuer


AUSGANGSLAGE

Im Neubau der Universitätsbibliothek existieren zwei Räume, die speziell für die intensive 
Beschäftigung von 3D/AR/VR-Technologien und deren Einsatz in der Lehre geschaffen wurden.

Im Mixed Reality Space wird...

Im ScienceLab wird...


ZIEL

Zur Kommunikation innerhalb der MR-Räume soll ein separates Pool-Netz aufgebaut werden. Das Netz soll Zugang zum Internet haben. Die MR-Arbeitsplätze im ScienceLab sollen in einem Pool-Netz mit dem ScienceLab und dem MR-Server verbunden werden. 

Mixed Reality Server

Auf dem MR-Server sollen mehrere virtuelle Umgebungen verschiedener Ausprägung erstellt 
werden. Es soll eine Entwicklungs-, eine Produktions- sowie eine Schulungsumgebung geschaffen 
werden, die in Containern auf dem Server auswählbar vorliegen. Nutzende können die lokalen VMs 
bei Bedarf starten, in den Umgebungen frei arbeiten und diese bei Bedarf auch zurücksetzen, um 
u.U. zerstörte Umgebungen wiederherzustellen.  
Zugriff auf den Host soll von mehreren Bereichen aus möglich sein.: 

- Hausintern 
- Uniintern 
- Extern 

Netzwerk

DHCP?
DNS?
MR-Poolnetz als WLAN verfügbar machen? Interferenzen mit bestehender WLAN-Hardware bei der Nutzung eigener Access Points





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Stand 2023:
    
    Konzeptentwurf zum Aufbau der technischen Infrastruktur für den 
Mixed Reality Pool 

 

1. Ausgangslage 
Im Neubau der Universitätsbibliothek existieren zwei Räume, die speziell für die intensive 
Beschäftigung von 3D/AR/VR-Technologien und deren Einsatz in der Lehre geschaffen wurden. Die 
notwendige Grundausstattung wurde beschafft und steht allen Nutzenden zur Verfügung: 
- 8 x PICO4 (VR-Brilllen) inkl. Controller 
- 2 x iPad Pro (AR) 
- 4 x Workstation 
- 1 x 3D-Drucker 
- 3D-Scanner 
- Server 
- UVISAN (Desinfektion) 
- 3 x Notebooks 
- 3 x WLAN-Router 
- 2 x Smart-TVs (zur Spiegelung von VR-Inhalten) 
- 4 x Trackingsystem 
- Manus Prime (Datenhandschuh) 
Zusätzlich dazu steht ein Serverschrank im 3. OG für die Bestückung mit Rechentechnik zur 
Unterstützung dieser Anforderung zur Verfügung. 

 

Ziel 
Zur Kommunikation innerhalb der MR-Räume soll ein separates Pool-Netz aufgebaut werden, aus 
dem auf den MR-Server zugegriffen werden kann. Das Netz soll auch Zugang zum Internet haben. 

 

Mixed Reality Server 
Auf dem MR-Server sollen mehrere virtuelle Umgebungen verschiedener Ausprägung erstellt 
werden. Es soll eine Entwicklungs-, eine Produktions- sowie eine Schulungsumgebung geschaffen 
werden, die in Containern auf dem Server auswählbar vorliegen. Nutzende können die lokalen VMs 
bei Bedarf starten, in den Umgebungen frei arbeiten und diese bei Bedarf auch zurücksetzen, um 
u.U. zerstörte Umgebungen wiederherzustellen.  
Zugriff auf den Host soll von mehreren Bereichen aus möglich sein.: 
- Hausintern 
o Mixed Reality Lab 
o Mixed Reality Space 
o (ggf. Ausbaustufe) Seminarräume 
o (ggf. Ausbaustufe) Hörsäle 
- Uniintern 
o Fernzugriff aus dezentralen Uni-Laboren 
- Extern 


2. Netzplan und weitere Spezifikationen 

 

Der hausinterne Zugriff soll in den Räumen Mixed Reality Lab und Mixed Reality Space auch 
kabelgebunden stattfinden können. Außerdem soll das Pool-Netz als gesichertes, lokales WLAN-Netz 
von lokalen Routern on demand aufgespannt werden können. Der physische Zugang ins Netz wird 
über DHCP bzw. Passwort geregelt. Die Administration und Konfiguration des Servers inkl. der 
Einrichtung der Berechtigungen für den Zugriff auf die Umgebungen wird durch die MR-
Administratoren geregelt. 
2.1 Netzplan 

 
Das MR-Pool-Netz ist Teil des Campusnetzes. Es besteht aber keinerlei Öffnung zu diesem. Die 
Nutzung der Hardware ist ohne Authentifizierung möglich. Diese Offenheit ist möglich, da die Geräte 


in abgeschlossenen Räumen stehen. Zugang dazu ist nur nach Anmeldung in der Bibliothek und 
Buchung des Raumes möglich.  
3D/AR/VR-Technologien bedürfen einer spezifischen Systemkonfiguration. In den folgenden Kapiteln 
werde daher Spezifikationen, Hardware und spezifische Softwarearchitektur skizziert. 

 

2.2 Server 
Der unter im Abschnitt 1 genannte Server ist für die Anwendung der MR-Lösungen 
vorgesehen. Die Hardware (HW) wird im Gesamtkonzept mit „MR SERVER“ bezeichnet. Die 
HW ist im Serverschrank (siehe Ziffer 1) verbaut. 

 

- Spezifikation MR SERVER 
o Betriebssystem: wenn möglich Linux 
▪ KVM als VM-Software 
o 128GB (4x 32GB Kit) DDR5-5200 CL40, Corsair Vengeance LPX 
▪ auf 4200 MHz (2 x 2100 MHz, Doppelkanal) getaktet 
o 2x1 TB SSD 
o AMD Ryzen 7 7700, 8x 3,8 GHz, 32MB L3-Cache (Zen4) (AM5) 
o Nvidia T400 4GB 

 

- Softwarearchitektur 
Softwareseitig bedürfen 3D/AR/VR-Technologien eine spezifische Softwarearchitektur. 
Nachfolgend sind die wesentlichen Komponenten beschrieben, spezifiziert sowie die 
Architektur ggf. zusätzlich durch Skizzen illustriert. 

 

Abb. 1: Architektur MR SERVER 
Host-OS 
Hypervisor 
Gast-OS 
Container Engine 


 

2.3 Anwendung 

 

- Spezifikation Unreal Engine 5 
(Quelle: https://docs.unrealengine.com/5.0/en-US/hardware-and-software-
specifications-for-unreal-engine/) 

 

Recommended Hardware for Linux or Windows 

 

Linux Operating System 
Ubuntu 22.04 

 

Processor 
Quad-core Intel or AMD, 2.5 GHz or faster 

 

Memory 
32 GB RAM 

 

Video Card 
NVIDIA GeForce 960 GTX or Higher with latest NVIDIA binary drivers 

 

Video RAM 
8 GB or more 

 

RHI Version 
Vulkan: AMD (21.11.3+) and NVIDIA (515.48+) 

 

oder 

 

Windows Operating System 
Windows 10 64-bit version 1909 revision .1350 or higher, or versions 2004 and 20H2 
revision .789 or higher. 

 

Processor 
Quad-core Intel or AMD, 2.5 GHz or faster 

 

Memory 
8 GB RAM 
Graphics Card 
DirectX 11 or 12 compatible graphics card 

 

RHI Version 
DirectX 11: Latest drivers 
DirectX 12: Latest drivers 
Vulkan: AMD (21.11.3+) and NVIDIA (496.76+) 

 


3. Anwendungsfallbeschreibung 
Der Raumkomplex soll verschiedene Szenarien abbilden können. 
I. Arbeiten im Mixed Reality Lab 
An den leistungsfähigen Workstations sollen – durch Tutor:innen begleitet oder 
individuell – Modellierungen an 3D-Objekten oder AR/VR-Szenarien stattfinden können. 
Die Workstations benötigen Zugriff zum Internet und sollen beispielsweise auch den 
Labor-Pool vom Lehrstuhl für Additive Fertigung erreichen können, um dort weitere, 
spezialisierte 3D-Drucker ansteuern zu können.  
3D-Objekte und virtuelle Szenarien sollen von hier aus auch auf den Mixed Reality Server 
oder in (externe) Datenbanken (z.B. sketchfab, TUBAFmedia, etc.) transferiert werden 
können. 
II. Interagieren mit Objekten und weiteren Nutzern in einer Szene 

 

Sowohl im Mixed Reality Space wie auch potentiell im gesamten Haus Bibo/HöZ sollen 
die Umgebungen des MR-Servers zugreifbar sein.  Damit soll sowohl die individuelle 
Rezeption der virtuellen Welten als auch in Gruppen unterstützt werden. 

 

Denkbar ist das Szenario, dass externe Wissenschaftler:innen Modelle oder Szenarien 
mitbringen. Diese werden vor der Veranstaltung in eine Umgebung geladen und können 
von einer entsprechend großen Gruppe erfahren werden. 

 

III. Konnektivität von außen 

 

Es soll zudem die Möglichkeit geschaffen werden, dass externe Nutzende auf die 
Ressourcen auf dem MR-Server zugreifen können. So könnten beispielsweise 
wissenschaftliche Arbeiten dezentral begleitet werden. 

 

Gegebenenfalls ist diese Option über VPN umsetzbar. Für universitätsfremde Personen 
wären dann die Beantragung und Ausstellung eines zeitlich begrenzten Gastaccounts 
notwendig.  
VR-Anwendungen 
- Client-Server-Struktur (auf MR-Server läuft die Server-Anwendung, während auf den 
PICO-/anderen VR-Brillen bzw. auf den VR-Laptops korrespondierende Client-
Applikationen sich auf den Server verbinden) 
- Zugriff auf Entwicklungs- und Produktionsumgebung von außen (via VPN) 

 

3.1 AR/VR-Hardware 
• 8 x PICO 4 Enterprise (256 GB) 

 

Betriebssystem: PICO OS v5.8.2 
https://www.picoxr.com/de/software/pico-os 
- android-basiertes OS 

 

- All-in-One Enterprise VR-Headset 
- Auflösung: 4320 x 2160 Px 


- Sichtfeld: 105° 
- inkl. Gesichts- & Eye-Tracking sowie Auto-IPD 
- inkl. 16 MP RGB-Passthrough-Frontkamera 

 

• 4 x Workstation 

 

- Intel Core i9-10980XE 
- ASUS Pro WS X299 SAGE II 
- 128 GB RAM (4 x 32 GB DDR4-3200 Corsair Vengeance LPX) 
- 4 x PNY NVIDIA RTX A4000 16 GB GDDR6 ECC 
- 2x 2 TB M.2 Samsung 980 PRO | PCIe 4.0 x4 | NVMe 
- 1x 4 TB Seagate Ironwolf Pro | HDD | 7.200 U/min 
- Windows 10 

 

• 3 x Notebook 

 

- 1x 17.3" IPS | 2560×1440 px | 240 Hz | G-SYNC | 99 
- NVIDIA GeForce RTX 4090 Laptop | 16 GB GDDR6 
- Intel Core i9-13900HX 
- 64 GB RAM (2 x 32 GB DDR5-5200 SK Hynix) 
- 2 TB M.2 Samsung 980 PRO | PCIe 4.0 x4 | NVMe 
- Intel Wi-Fi 6E AX211 | Bluetooth 5.3 
- Windows 11 

 

- MANUS Prime II Gloves (benötigen HTC Vive Tracker für räumliches Tracking) 
- HTC VIVE Pro Basisstation (SteamVR Tracking 2.0) 
- UVISAN Small (VR12) 
- WLAN-Router ASUS RT-AX55 (AX1800) 
- 2 x 3Dconnexion SpaceMouse Wireless 

 

 

 STEFFEN SCHRIEB DAZU
 
 
Hallo Oli,
 
ja das Thema ist untergegangen.
Das Konzept wirft bei mir noch ein paar Fragen auf:
 
Ich komme logisch nicht mit diesen Aussagen im Netzplan klar:
- Das Netz ist Teil des Campusnetzes.
- Das Netz ist nicht zugänglich.
- Es soll zugänglich sein (sogar vom Internet aus).
 
Hmmmmm ;-)
 
- Wie ist im Netzplan das mit den Seminarräumen/Hörsaal zu verstehen? Ich versteh es im Text so, dass man quasi mit dem Equipment im UBHSZ herumlaufen kann und dann in VR interagieren können soll. D.h. willst du ein WLAN dafür im UBHSZ haben, in dem die Geräte dann funken? Dann aber im gleichen Netz wie die Hardware im MR Labor und Space? Dann hast du kein lokal begrenztes Netz mehr.
- davon sehen wir ab
- Zugang von außen nach innen vorerst nicht nötig

 
- "Außerdem soll das Pool-Netz als gesichertes, lokales WLAN-Netz von lokalen Routern on demand aufgespannt werden können." - "on demand" nur lokal in den Räumen oder mobil überall auf dem Campus? Wie kämen die dann von dort aus auf den Server, der nur im lokalen Netz des UBHSZ erreichbar ist?
- lokaler Router nicht nötig, wenn eigenes VLAN, das über LAN u WLAN verbreitet wird; ggf. Nachrüstung Accesspoints 
- Netz auf APs im MR Space, ScienceLab
- LAN auf Ports im MR Space, ScienceLab patchen
 
Erfahrungsgemäß kann ich dir sagen, dass dsa VR-Zeug alles hart latenzanfällig ist. Das großflächig aufzuspannen (und damit bei uns über die Infra zu jagen) wird problematisch.
Am besten hängt das Zeug alles zusammen auf einem Switch/AP - die Immersion geht sonst schnell verloren.
Wenn du die dedizierte WLAN-Hardware irgendwo hin mitnehmen willst (sagen wir mal ins Foyer), dann wäre die Frage wie du von da aus "den kurzen Weg" auf den Server kommst. Klar, man mann sicherlich ein VLAN dann auf ne Dose legen und die Dinger (per Switch vor der Dose?) in das gleiche VLAN legen wie das MR-lokale Netz. Wie gut das läuft ist aber fraglich (hast ja nur 1Gbit Bandbreite für alle User)...
 
Wenn du den Server von außen erreichbar machen willst, dann muss der mindestens ein Bein in der Server-DMZ haben und eins in deinem lokalen MR-Netz. Alles andere wird zu viel Latenz erzeugen (also irgendwas aus einem lokalen Netz über nen Router in die DMZ und zurück...).
- unproblematisch
- kein Zugang zum Campusnetz notwendig
 
Also so alles in allem sehe ich gerade keine integrierte Lösung dafür, die du überall betreiben kannst :-/ Begrenzt auf das Labor geht das sicherlich, wäre sogar die Frage ob man die Räume auf einem Switch dann zusammenführen sollte. Da habt ihr nichts explizit vorgesehen oder?
- ist aktuell nicht vorgesehen/nötig
 
Grüße!
Steffen