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

Daten immer und überall verfügbar, und das sogar in Echtzeit? 5G, das Datennetz der Zukunft kann nicht nur das, sondern noch viel mehr. 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 Expert:innen vom Ericsson ICT Development Center den Teilnehmer:innen des Vodafone Enterprise Plenums.

Regelmäßig treffen sich Unternehmensvertreter:innen im Enterprise Plenum, dem Kundenbeirat der Geschäftskunden von Vodafone Deutschland, um Branchentrends aktiv mitzugestalten. Im direkten Dialog mit Expert:innen erhalten sie bereits früh Einblicke in die neuesten Trends der Informations- und Kommunikationstechnik (IKT).

Denn 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 Ingenieur:innen von Ericsson hatten klare Vorstellungen: 5G soll aus unterschiedlichen Netzwerkfamilien bestehen. In diesem Zusammenhang forschten sie jahrelang am neuen Netzstandard und entwickelten ihn weiter. 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 jede:r Verbraucher:in zugleich Sender:in. 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 beispielsweise Rauchmelder, Pakete in Zustellung und Reisekoffer. Sie werden als Teilnehmer:in einfach und mit niedrigen Kosten mit dem Netz verbunden. Die Voraussetzung dafür ist Technik für geringe Datenmengen mit moderater Übertragungsgeschwindigkeit (keine Echtzeit notwendig).
Ferngesteuerte Maschinen sind hingegen anspruchsvoller: Industrie 4.0 in der Produktion benötigt eine 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 enorm von der 5G-Technologie profitieren.
Zur dritten Netz-Familie zählen selbstfahrende Autos sowie 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 und Social Media nutzen zu können. Insgesamt erwartet Ericsson eine Großfamilie mit 26 Milliarden vernetzten Geräten und mehr.

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 künftig 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 (DFL) 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 Livestream 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:

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

Auch in der Bauindustrie sorgt 5G für völlig neue Anwendungsszenarien. 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

Spezialist:innen sind nicht vor Ort und sie 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 telemedizinischen Anwendungen von jedem Ort der Welt aus denkbar.

Vodafone demonstrierte bereits gemeinsam mit AIS Channel, einer Plattform für medizinische Ausbildung, die erste Teleoperation in Echtzeit, ohne dass der Chirurg physisch beim Patienten war. Die künftigen Möglichkeiten der eHealth in Kombination mit 5G ermöglichen künftig viele weitere Einsatzszenarien unter Einbeziehung von AR/VR, künstlicher Intelligenz und Big Data.

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 Mobilfunkintegration: 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.

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 Internetanschluss 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:innen mit WLAN und mit bis zu 500 Megabit pro Sekunde. Das ist deutlich mehr, als so mancher Festnetz-Internetanschluss derzeit an Bandbreite bietet.

Neue Anwendungsbereiche von 5G – Das Wichtigste in Kürze

5G ermöglicht enorm hohe Datenraten, die weit über die Fähigkeiten von LTE hinausgehen: Theoretisch sind bis zu 10 Gigabit möglich, während LTE auf rund 300 Megabit pro Sekunde beschränkt ist.
Datentechnik für die Geräte des Internet-of-Things, zum Beispiel Rauchmelder und Beleuchtungselemente, aber auch mobile Gegenstände wie Reisekoffer und Pakete während der Zustellung. Ferngesteuerte Maschine in der Industrie 4.0 und selbstfahrende Autos gehören ebenfalls dazu.
Die Bauwirtschaft kann mithilfe von 5G neue Anwendungsszenarien entwickeln: Die Fernsteuerung großer Maschinen wird präziser, unter anderem durch das „Network-Slicing“ zur Aufteilung des 5G-Netzes in spezifische Unternetze.
In der Medizintechnik kann 5G unter anderem telemedizinische Aktivitäten wie ferngesteuerte Operationen durch die Echtzeitübertragung mit höchster Präzision unterstützen.
Fabriken der Zukunft profitieren von werksübergreifenden Produktionsabläufen, die per 5G gesteuert werden.
In flexibel besetzten Bürolandschaften und im Homeoffice ermöglicht 5G hohe Datendurchsätze ohne Installationsarbeiten – zum Beispiel durch den Gigacube 5G, der lediglich einen Stromanschluss benötigt, um ein WLAN mit bis zu 500 Megabit pro Sekunde herzustellen.

Quelle:

https://www.vodafone.de/business/blog/unterschied-4g-und-5g-90171/