Richtig umgesetzt hat der Mobilfunkstandard 5G das Potenzial zum Game Changer. Jetzt sind die Pioniere gefragt, die das Potenzial voll ausschöpfen und die neue Technologie mit Anwendungsleben füllen. Dann ist zu erwarten, dass der neue Mobilfunkstandard 5G in vielen Lebens- und Arbeitsbereichen neue Standards setzen wird.

 

Der neue Kommunikationsstandard 5G eröffnet viele Perspektiven: Digitale Kommunikation beinahe in Echtzeit, hohe Datenübertragungsraten mit bis zu 20 Gbit/s und bis zu eine Million Endgeräte, die in 5G-Netzen senden und empfangen können. Für die Industrie aber zählt vor allem, dass mit 5G die anspruchsvolle Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M) im Zeitalter der Industrie-4.0 erleichtert wird.

Und anders als bei den vorhergehenden Generationen 2G (GSM), 3G (UMTS) und 4G (LTE) sind bei der Entwicklung der 5G-Standards auch Vertreter der Wirtschaft direkt mit beteiligt. Mit dem Vorteil, dass praxisbezogene Anforderungen für kommende Anwendungen von Anfang an berücksichtigt werden.

Nur einige innovative 5G-Zukunftsszenarien:

Industrial 5G
Möglichkeiten mit Industrial 5G

Smart Factory & Logistics: Autonome Fertigungs-Roboter, IIoT-, Augmented-Reality-und Virtual-Reality Applikationen für Service- und Wartungstechniker oder Anwender, autonome Fahrzeuge im Transport- und Logistikbereich.

Smart Buildings & Cities: Ausreichende Kapazitäten zur Überwachung von Luftqualität, Energieverbrauch und Verkehrsmustern bis hin zu smarter Straßenbeleuchtung, Smart Grids, Smart Parking, Crowd Management, Building Automation und Krisenmanagement im Rahmen des Katastrophenschutzes.

Smart Farming: Precision Farming Technologien mit kamera- oder ferngesteuerten Landmaschinen zur autonomen Bearbeitung von Feldern, Überwachungs-Drohnen zur Steuerung oder vernetzte Sensorik zur Bodenanalyse und exakten Düngemittelberechnung.

Smart Health: Digital Health und eHealth Anwendungen wie robotergestützte Operationen, Telechirurgie und Telemonitoring, Sensoren in Herzschrittmachern und anderen medizinischen Geräten, ohne Verzögerung gesendete Vital- und Videodaten für optimierte Rettungsketten.

Wer kann Lizenzen für 5G erwerben?

Im August 2019 wurden nach 497 Runden die 5G Mobilfunkfrequenzen für die Rekordsumme von 6,6 Milliarden Euro versteigert. Seither arbeiten die vier Mobilfunkanbieter Telekom, Telefonica, Vodafone und Drillisch daran, die deutschlandweite Netzabdeckung mit 5G aufzubauen.

Parallel dazu können seit November 2019 erstmals auch Firmen eine Lizenz für ein privates 5G im Frequenzbereich zwischen 3.700 bis 3.800 MHz und seit April im Bereich zwischen 24,25 bis 27,5 GHz erwerben, um diese für Industrie, Land- und Forstwirtschaft sowie private und öffentliche Organisationen für innerbetriebliche Anwendungen (auch 5G-Campusnetze genannt) zu nutzen.

Zu den ersten privatwirtschaftlichen Lizenznehmern gehören Hochschulen, Universitäten, Messen, Energieversorger, Kommunikationsdienstleister, Automobilhersteller und innovationsfreudige Industrieunternehmen.

Wie berechnen sich die Lizenzkosten für 5G?

Bereits mehr als 150 Lizenzen wurden in Deutschland für 5G vergeben. Im Vergleich zur initialen Versteigerungssumme sind diese durchaus günstig zu erwerben.

So berechnen sich die Kosten aus Bandbreite, Laufzeit und den abzudeckenden Flächen: Eine Lizenz für eine Bandbreite von bspw. 50 MHz mit 10-jähriger Laufzeit zur Abdeckung von 500 Quadratmetern Produktionsfläche und zwei Quadratkilometern sonstiger Fläche kostet also insgesamt 17.500 Euro – und zwar für die gesamte Laufzeit.

Wer sich nicht so lange verpflichten und erst einmal einen Testlauf absolvieren möchte, kann auch mit einer kürzeren Laufzeit starten – zum Beispiel für ein Jahr.

Technische Superlative auf einen Blick:

Der Einsatz von 5G verspricht neue Superlative. Erstmals können viele Features vollumfänglich in ein und demselben Netzwerk bereitgestellt werden:

  • Datenrate von bis zu 20 Gbit/s
  • Unter 1 ms garantierte Latenzzeit
  • 99,99 % Verfügbarkeit
  • Pro km2 bis zu einer Million Devices einbindbar
  • Lokalisierungsgenauigkeit von weniger als einem Meter
  • Lokalisierung bei Geschwindigkeit von bis 500 km/h möglich

Anwender müssen sich entscheiden, was ihrer spezifischen Applikation am meisten nützt. So liegt der Fokus für industrielle Netzwerke meist auf einer niedrigen Latenz und hoher Verfügbarkeit. Die individuelle Konfiguration privater 5G-Netze ist dabei möglich. Da die Daten im selbst verwalteten Netzwerk im Unternehmen bleiben und man selbst entscheiden kann, welche Daten wo verarbeitet werden, bieten sie zudem eine hohe Sicherheit.

Weniger Energieverbrauch, mehr Interoperabilität

Während in deutschen Rechenzentren derzeit pro Jahr 13 Milliarden KWh in Wärme umgesetzt werden, kann durch den Einsatz von Industrial 5G der Stromverbrauch im Netzwerk um 90 % reduziert werden. Und die in den IoT-Sensoren verwendeten Batterien liefern bis zu sieben Jahre lang Strom. Dazu kommt, dass die Betriebssicherheit von Maschinen zu jeder Zeit gewährleistet sein muss. Sprich: Es dürfen keine Ausfallzeiten oder Datenpaketverluste auftreten, sonst steht die Produktion still.

Neben der wirklichen Echtzeit ist es für Produktionsprozesse also zwingend notwendig, dass zwischen Rechner und Sensoren eine Synchronisationsgenauigkeit von ±1 Millisekunden gegeben ist. Da es in jeder Fertigung auch unterschiedliche Maschinen mit jeweils verschiedenen Protokollen und Netzwerken gibt, bedeutet die Vereinheitlichung über den 5G-Standard eine zusätzliche Erleichterung in Sachen Interoperabilität.

Industrial 5G schafft völlig neue Möglichkeiten

Die wesentlichen Vorteile beim Einsatz von Industrial 5G lassen sich kompakt zusammenfassen:

  • Drahtlose Anbindung
  • Kommunikation nahezu in Echtzeit
  • Erhöhte Ausfallsicherheit
  • Standardisierung für den industriellen Einsatz
  • Mehr Agilität und Flexibilität für eine adaptive Produktion
  • Senkung der Betriebskosten
  • Kürzere Time-to-Market und zukunftssichere Investition

Dabei wird die neue Mobilfunk-Ära unser Leben und Arbeiten schon in absehbarer Zeit deutlich verändern: Im Bereich von Produktion, Mobilität, Logistik, Gesundheitswesen, Infrastruktur aber auch im Handel ergeben sich völlig neue Spielmöglichkeiten. Es entsteht ein taktiles Internet, in dem Menschen, Maschinen und Systeme in Echtzeit interagieren. Dabei stehen wir noch ganz am Anfang und können die kommenden Entwicklungen mitprägen.

Lassen Sie also uns darüber sprechen, welche Chancen der Einsatz von 5G auch für Ihr Unternehmen bieten kann!

ARMIN PRZIREMBEL | LEITER DER BUSINESS UNIT FUNKNETZE Armin Przirembel ist Leiter der Business Unit Funknetze bei Axians GA Netztechnik. Nach dem Studium zum Elektroingenieur startete Przirembel im Jahr 2000 seine Laufbahn in der Mobilfunkbranche als Funknetzplaner für Vodafone, anschließend Mobilcom und E-Plus. 2005 wechselte er ins Management der heutigen Axians. Dort leitet er bis heute die Business Unit für Service und neue Märkte.