5G: Neue Anwendungsbereiche und Unterschiede zu 4G, LTE und Co.

• Das neue 5G-Netz unterscheidet sich stark vom bisherigen Netz und bezieht auch Endgeräte in die Übertragung mit ein.
• Garantierte Latenzzeiten, Bandbreiten und Dienstqualität zählen zu den wesentlichen Vorteilen gerade für industrielle Anwendungen.
• Großveranstaltungen, Bauvorhaben, Medizintechnik und die Automobilwirtschaft zählen zu den Haupt-Profiteuren der neuen Technologie.

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Daten immer und überall verfügbar, und das sogar in Echtzeit? Das Datennetz der Zukunft, 5G, wird nicht nur das, sondern noch viel mehr können. Denn es entstehen derzeit Netze mit unterschiedlichen Charakteren für verschiedene Anwendungsszenarien. In welchen Unternehmensbereichen 5G besonders wichtig wird und was den Mobilfunkstandard von seinen Vorläufern unterscheidet, zeigten die Experten vom Ericsson ICT Development Center den Teilnehmern des Vodafone Enterprise Plenums.

Regelmäßig treffen sich Unternehmensvertreter im Enterprise Plenum, dem Kundenbeirat der Geschäftskunden von Vodafone Deutschland, um Branchentrends aktiv mitzugestalten. Im direkten Dialog mit Experten erhalten sie bereits früh Einblicke in neusten Trends der Informations- und Kommunikationstechnik (ICT). Und die neue Mobilfunkgeneration 5G ist längst Realität: „5G ist technisch eine Evolution von LTE in Kombination mit einer neuen Funkschnittstelle sowie einer neuen Netzarchitektur, die sich vor allem an den Anforderungen der ‚Networked Society’ ausrichtet“, erklärt Ericsson Netzforscher Christian Hoymann. Damit kann 5G ganz unterschiedliche Anforderungen bedienen. Welche das unter anderem sind, erfahren Sie hier.

Unterschiedliche Szenarien – ein Ziel: schnelle Verbindungen durch 5G

Die Ingenieure von Ericsson hatten klare Vorstellungen: 5G soll aus unterschiedlichen Netzwerk-Familien bestehen. In diesem Zusammenhang wurde jahrelang am neuen Netzstandard geforscht und dieser kontinuierlich weiterentwickelt. Wie im Hürdenlauf reihen sich dafür globale technische Releases aneinander, um LTE kontinuierlich weiterzuentwickeln und das sogenannte „NX“-Format voranzutreiben.

Letzteres sind Datenübertragungen mit sehr hohen Frequenzen. Dabei steigen Übertragungsmengen und Geschwindigkeit, im Gegenzug nimmt die Reichweite ab. Zugleich schrumpft die Antennentechnik ins Miniformat auf Mikrozellen. Das ist eine der Voraussetzungen für neue Netzformate. Im Idealfall wäre am Ende jeder Verbraucher zugleich Sender. Smartphones könnten etwa gegenseitig Signale durchleiten – beispielsweise als Daten-User-Kette in der U-Bahn.

Christian Hoymann (Ericsson Chef Delegate für 3GPP RAN) erläutert das NX-Format im Zusammenhang mit 5G-Netzen.

Die Übertragungsraten in den Laboratorien via 5G sind jedenfalls enorm, wie Vodafone und Ericsson bereits eindrucksvoll demonstrierten. Eine Versuchsantenne aus dem Labor schaffte in einer kontrollierten und lokal begrenzten Umgebung Geschwindigkeiten jenseits der 10-Gigabit-Marke. Zum Vergleich: Der bisherige Standard LTE kommt über 300 Megabit pro Sekunde kaum hinaus. Vodafone forscht somit nicht nur jetzt, sondern auch weiterhin gemeinsam mit Ericsson an sicheren, schnellen und zukunftsfähigen Netzen. Erklärtes Ziel ist und bleibt es, die   Digitalisierung weiter voranzutreiben und den (weiteren) Weg in die Gigabit-Gesellschaft zu ebnen.

• 5G bietet unter anderem eine Datentechnik vorwiegend für die gigantisch und rasant wachsende Zahl der Sensoren der Geräte im Internet of Things – darunter Rauchmelder, Pakete in Zustellung und beispielsweise Reisekoffer. Sie werden als Teilnehmer einfach und zu niedrigen Kosten mit dem Netz verbunden. Notwendig ist dazu Technik für geringe Datenmengen mit moderater Übertragungsgeschwindigkeit (keine Echtzeit notwendig).
• Ferngesteuerte Maschinen sind hingegen anspruchsvoller: Industrie 4.0 in der Produktion benötigt verzögerungs- und störungsfreie Übertragung, bei durchaus hoher Datenmenge, allerdings sind diese weitgehend stationär,  also ortsgebunden. Trotzdem kann eine solche Maschine an einem entlegenen Standort oder in schwierig konventionell zu vernetzenden Umgebungen von der 5G-Technologie enorm profitieren.
• Zur dritten Netz-Familie zählen selbstfahrende Autos und die vollständige Verkehrs- und Logistiksteuerung, und zwar stationär sowie immer und überall. Autos von morgen sollen bei der Datenübertragung Paketlaufzeiten im Millisekundenbereich erreichen und somit in Quasi-Echtzeit funken. Agieren wiederum Menschen mit Maschinen, etwa bei der medizinisch-technischen Anwendung im OP-Saal, muss das Netz störungsfrei, ebenfalls in Echtzeit und mit hohen Datenmengen operieren.
• Und dann gibt es noch die Smartphone-Nutzer, die den Anspruch haben, immer und überall ein Netz für Datenaustausch, Videos, Gaming oder Social Media nutzen zu können. Insgesamt erwartet Ericsson eine Großfamilie mit 26 Milliarden vernetzten Geräten und mehr.

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5G bei Sportübertragungen: Großereignisse als Übertragungs-Mikrokosmos 

Schon bei den Olympischen Spielen 2018 gab es beeindruckende Testläufe des LTE-Nachfolgers 5G: So wurden unter anderem hochauflösende UHD-Videobilder aus dem Bobbahn-Eiskanal über die neue Technologie übertragen. Überhaupt werden solche Großereignisse mit ganz neuen Möglichkeiten ausgestattet werden: Da das kilometerweise Verlegen von Kabeln sehr aufwändig ist, war die Anzahl der möglichen Kamerapositionen häufig begrenzt. In der 5G-Zukunft lassen sich für spannende Einblicke in das Sportgeschehen ganz einfach Drohnen einsetzen – die dann auf dem gesamten Gelände ebenfalls hochauflösende Kamerabilder zeigen. Und zwar immer genau dort, wo grade etwas passiert.

Doch damit nicht genug: Vodafone und die Deutsche Fußball-Liga haben eine Kooperation gestartet, mit deren Hilfe sogar Augmented-Reality-Anwendungen in die Fußballwelt gelangen können. So wird das Stadionerlebnis nicht auf das allgemeine Kamerabild im Fernsehen oder den Live-Stream beschränkt, sondern auf Wunsch auch mit nützlichen Informationen wie Spielernamen und Hintergrundinfos bereichert.

Santiago Tenorio, Head of Network Strategy & Architecture der Vodafone Gruppe spricht im Video über die Visionen, die er und Vodafone für die Entwicklung der Mobilfunkstandards verfolgen: 

Quelle: YouTube / Vodafone Deutschland

5G in der Bauwirtschaft: Mit „Network Slicing” große Maschinen fernsteuern

Auch in der Bauindustrie wird 5G für völlig neue Anwendungsszenarien sorgen. Während die Fernsteuerung großer Maschinen bisher problematisch war, da das 4G-Netz keine garantierten Reaktionszeiten sicherstellen konnte, wird sich dies künftig komplett ändern. Tonnenschwere Platten und Gerätschaften können mit höchster Präzision an Ort und Stelle bewegt werden, ohne dass das Risiko einer zu späten Reaktion auf Windereignisse oder andere Probleme im Raum steht. Möglich macht dies das sogenannte „Network Slicing”: Hierdurch wird das bestehende 5G-Netz in virtuelle Unternetze aufgeteilt, die dann exklusiv bestimmten Anwendungen zur Verfügung stehen. In der Folge können Bandbreiten, Latenzzeiten und andere Dienstparameter für die Dauer des Einsatzes garantiert werden.

5G in der Medizintechnik: Ganze Operationen aus der Ferne durchführen

Der Spezialist ist nicht vor Ort und ihn einzufliegen, wäre viel zu teuer und zeitaufwendig? Schon jetzt wird so manche Operation via Fernsteuerung aus einem Nebenraum durchgeführt. Die Folge sind verbesserte Hygiene, viel höhere Präzision und eine deutliche Entlastung des beteiligten Personals. Mit 5G sind solche Telemedizin-Anwendungen von jedem Ort der Welt aus denkbar. Erst 2019 demonstrierte Vodafone gemeinsam mit AIS Channel, einer Plattform für medizinische Ausbildung, die erste Teleoperation in Echtzeit, ohne dass der Chirurg physisch beim Patienten war.

5G Whitepaper: AR/VR

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• Anwendungsszenarien & Beispiele
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5G in der Automobilwirtschaft: Effiziente Fabriken und die Mobilität der Zukunft

Gemeinsam mit Vodafone ist die Fabrik der Zukunft möglich: Dank Network Slicing und Mobile Edge Computing werden ganze Produktionsabläufe werksübergreifend gesteuert, ohne dass bis in die letzte Ecke Kabel verlegt werden mussten. Ein großer Vorteil der modernen Mobilfunk-Integration: Ändern sich die Produktionsketten oder bestimmte Abläufe, muss außer den beteiligten Maschinen kaum etwas räumlich verändert werden. Immerhin ist Flexibilität zu einem der wichtigsten Wettbewerbsfaktoren auch in der Automobilindustrie geworden.

Doch auch auf der Straße tut sich einiges: Dank V2X-Technologie („Vehicle-to-Everything”) können Fahrzeuge via 5G sogar untereinander kommunizieren. Während der Fahrer sich entspannt zurücklehnt, arbeiten im Hintergrund intelligente Sensoren, Rechner und das 5G-Mobilfunknetz gemeinsam daran, dass mögliche Kollisionen bereits im Vorfeld verhindert werden. Auf dem Weg hin zum „echten” autonomen Fahren wird 5G somit einen wesentlichen Beitrag leisten. Auch das Schienennetz wird profitieren: Fahrerlose Fernzüge sind inzwischen längst keine reine Utopie mehr.

Video: YouTube / Vodafone Deutschland

5G fürs Homeoffice und für unterwegs: Der Gigacube 5G schafft bis zu 500 Megabit pro Sekunde 

Im Zeitalter digitaler Nomaden, Flex-Working und immer mehr Homeoffice darf ein schneller Internet-Anschluss nicht fehlen. Der Gigacube 5G ist in der Lage, diesen ohne weitere Installationsarbeiten grundsätzlich an jedem Ort, der eine Steckdose besitzt, herzustellen. Selbst ein 12-Volt-Anschluss, wie er in Fahrzeugen üblich ist, reicht aus, um den Gigacube mit Strom zu versorgen. Einmal angeschlossen, versorgt er bis zu 64 Nutzer mit WLAN und mit bis zu 500 Megabit pro Sekunde. Das ist deutlich mehr, als so mancher Festnetz-Internetanschluss derzeit an Bandbreite bietet.

5G in allen Lebensbereichen: Sascha Lekic liefert Ausblicke auf der 5G ready tour

Einer der Pioniere im Bereich 5G-Integration ist der Elektronikriese Samsung. Als Director IM B2B ist Sascha Lekic für den Vertrieb der mobilen Produkte und Lösungen der Samsung Electronics GmbH im Geschäftskundensegment verantwortlich. In unserem separaten Beitrag zu 5G – Vision & Impact erläutert er, welche Herausforderungen noch bevorstehen und wie diese sinnvoll adressiert werden können.

Wo sehen Sie den Hauptvorteil von 5G gegenüber dem herkömmlichen Mobilfunknetz? Welche Anwendungsfelder werden sich noch eröffnen? Wir sind gespannt auf Ihre Einschätzung.