5G Mobilfunknetz

5G wird der neue Mobilfunkstandard, der bis spätestens 2025 flächendeckend in der EU zum Einsatz kommen wird. Die erste Version hat das verantwortliche Mobilfunk-Standardisierungsgremium (Gremium Third Generation Partnership Project – 3GPP) Ende Dezember 2017 bereits verabschiedet. Und dieses Mal lässt sich die EU das Ruder nicht aus der Hand nehmen. Sie wird in der Frequenzpolitik ordentlich mitmischen, und behält sich das Recht auf Vergabe, Kontrolle und Überwachung des neuen Netzes vor. Erfahren Sie hier mehr über das neue 5G Mobilfunknetz, und welche Neuerungen uns mit dieser innovativen Technologie ins Haus stehen.

Superspeed und enormes Datenvolumen für den einzelnen User

Jede Mobilfunkgeneration hat uns mehr Funktionalität durch schnelleres Internet gebracht. Mobilfunkstandards der ersten Generation (1G / in Österreich B-Netz, C-Netz und D-Netz) bescherten uns die allerersten kabellosen Telefone, als Nachfolger kam 2G (GSM), der die analogen Systeme ablöste, welches uns die erste SMS-Funktion brachte. Mit 3G (UMTS) bekamen wir bessere Anzeigen auf unseren Displays und mit dem derzeitigen Mobilfunkstandard 4G (LTE – Long Term Evolution) erreichten wir die jetzige Übertragungsgeschwindigkeit. Je mehr User jedoch in das 4G-Netz einstiegen, desto beschränkter wurde das Netz. Als Folge daraus wurde es langsamer in der Übertragung von Daten. Damit soll jetzt Schluss sein. Man geht davon aus, dass der mobile Verkehr in den nächsten fünf Jahren um das Achtfache anschwellen wird.

Bis spätestens 2025 werden wir alle mit der neuen Wireless-Mobilfunkgeneration 5G arbeiten. Sie bringt uns eine zehnmal schnellere Übertragungsbandbreite von 10 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s). Das sind sage und schreibe 100.000 Megabit pro Sekunde (Mbit/s). Derzeit surfen wir im 4G Netz mit rund 300 Mbits/s, Smartphone User surfen mit 50 Mbit/s.

INFO: Nach dem EU-Factsheet über die Frequenzpolitik der EU (1) können wir 2025 mit der verbesserten Konnektivität beispielsweise von folgenden Übertragungs- und Downloadgeschwindigkeiten ausgehen:

  • E-Book, 1 MB: Derzeit mit 4G 0,32 Sekunden Downloadgeschwindigkeit; mit 5G: 3,2 Millisekunden
  • Song, 5 MB: Derzeit mit 4G 1,6 Sekunden Downloadgeschwindigkeit; mit 5G: 16 Millisekunden
  • TV Show in HD, 450 MB: Derzeit mit 4G 2,4 Minuten Downloadgeschwindigkeit; mit 5G: 1,44 Sekunden
  • Film in HD, 1500 MB: Derzeit mit 4G 8 Minuten Downloadgeschwindigkeit; mit 5G: 4,8 Sekunden

Mit 5G mehr Sicherheit und Komfort für Online-Games und vernetzte Maschinen

Online-Gamer werden mit 5G ihre wahre Freude haben. Die Latenzzeit bei den Online-Games der Zukunft wird sich drastisch verkürzen. Schon jetzt kann eine Zehntelsekunde über Sieg oder Niederlage entscheiden. 5G beschert den Gamern eine Latenzzeit von weniger als einer Millisekunde, und das wird zu einer radikalen Veränderung der Gaming-Landschaft führen. Aber auch für IoT tun sich zur Vernetzung der Dinge mit 5G ganz neue Bereiche auf. Und das wird wiederum nicht nur für den privaten Wearable-User bereichernd sein, sondern wird Firmen mit automatisierten Prozessen und Remote-Arbeitern in Echtzeit endgültig in das Zeitalter von Industrie 4.0 führen. Erwartet wird nämlich ein Anstieg des Internet of Things von derzeit 15,4 Milliarden auf 75,4 Millarden Geräten bis 2025. Die Umsetzung ist wohlgemerkt bereits für das Jahr 2020 geplant: Für alle, die derzeit noch immer nicht daran glauben, dass Industrie 4.0 schnell über die Bühne gehen wird, sollten ob dieser Tatsache ernsthaft Gedanken darüber machen, wie schnell es tatsächlich vonstattengehen wird.

LKWs auf Autopilot und Ärzte, die den Patienten von der Ferne operieren und überwachen

Oh ja! Auch das ist tatsächlich von der EU vorgesehen, und wird im

vorletzten Punkt des Factsheets über die Frequenzpolitik der EU (1) (Pkt.: Von welchen neuen Dienstleistungen können EU-Bürger und Unternehmen bis 2025 ausgehen?) dezidiert genannt. Lassen wir uns überraschen, inwieweit – und vor allem wie – die Umsetzung tatsächlich aussehen wird. Voraussetzung ist jetzt einmal, dass die Vorschläge von der EU-Kommission angenommen werden. Dass zukünftig LKWs vernetzt autonom fahren, davon können Sie ausgehen. Wenn mehrere LKWs hintereinander fahren werden, bringt ihnen der neue Mobilfunkstandard vor allem eines: Live-Kommunikation durch ultrakurze Latenzzeiten.

Diese verzögerungsfreie Möglichkeit der Kommunikation wird nicht nur von Maschine zu Maschine, sondern auch von Maschine zu Mensch stattfinden. Soll heißen, dass zum Beispiel Servicetechniker Instruktionen in eine Datenbrille eingeblendet bekommen können, oder dass der Zuschauer eines Fußballspiels mit 360°-Live-VR-Brille mit seinem für ihn zur Datenübertragung zuständigen Roboter kommuniziert.

INFO: Ebenfalls Erwähnung im EU Factsheet findet das 5G Netz in Verbindung mit der Polizei, der Radioastronomie, dem Schiff- und Flugverkehr, der Überwachung der Erdoberfläche, der Atmosphäre und der Energie.

Diese innovativen Technologien machen 5G zum neuen Standard

Derzeit werden die Netze bereits an die neuen Aufgaben angepasst: Und derer gibt es viele. Schließlich soll es zukünftig die Signallauf- und Reaktionszeit drastisch verkürzen. Die Signalverzögerung (Latenz) soll dann noch maximal eine Millisekunde betragen. Ultra-zuverlässig, ultra-sicher und immer verfügbar soll das neue Netz der Zukunft sein.

Eingesetzt werden im 5G Netz fünf innovative Technologien:

  1. Millimeterwellen
  2. Kleine zellulare Netzwerke
  3. Massive Mimo
  4. Strahlformung
  5. Vollduplex
  1. Wir nutzen aktuell Frequenzen im Radiofrequenzbereich unter 6 GHz für Radio, Smartphone, TV und Internet. Diese Frequenz ist jedoch bereits überfüllt von Usern.

Millimeterwellen, oder auch Mikrowellen genannt, bewegen sich im Bereich zwischen 30 und 300 GHz. 5G wird sich also im extrem hohen Frequenzbereich (EHF) bewegen. So wird der nutzbare Frequenzbereich ausgeweitet, und erhöht die Geschwindigkeit für alle User.

  1. Da Millimeterwellen jedoch nicht in Häuser eindringen, und von Pflanzen und Regen absorbiert werden können, braucht es kleine zellulare Netzwerke. Darunter kann man sich kleine Basis-Stationen vorstellen, die mit den derzeit im Einsatz befindlichen Kontrolltürmen interagieren. Sie sollen es möglich machen, sowohl in Städten als auch in Wäldern störungsfreies Internet zum Telefonieren oder Surfen zu empfangen. Die zellularen Netzwerke sollen die absorbierten Signale einfangen, und an die Handymasten weiterleiten.
  1. Massive Mimo (Multiple Input Multiple Output) wird die derzeitigen Handymasten mit einer größeren Zahl an Basisstationen verbessern. So soll die Übertragungskapazität nochmals erhöht werden.

 

  1. Strahlformung können Sie sich wie eine Ampel vorstellen, welche die eingehenden und ausgehenden Signale steuert, anleitet und führt. Durch Strahlformung wird es zukünftig möglich sein, ein Signal fokussiert an ein einziges Handy und einen spezifischen User zu senden. Da auf diese Weise mehr eingehende und ausgehende Signale gleichzeitig gesendet werden können, wird die Datenübertragung um ein Vielfaches effizienter. Die Signale werden mit Strahlformung gebündelt an einen User gehen. Heißt: Ein Datenstromweg für den einzelnen User.

 

  1. Um mehrere eingehende und ausgehende Signale zur gleichen Zeit ausführen zu können, kommt Vollduplex zum Einsatz, der mit sogenannten Hochgeschwindigkeitsweichen

Bis 2020 weltweit – EU rechnet mit flächenweitem Einsatz im Jahr 2025

Während in etlichen Ländern damit gerechnet wird, dass 5G bis im Jahr 2020 flächendeckend eingesetzt werden wird, sagt die EU laut Factsheet eine 5G-Gigabit-Gesellschaft bis spätestens 2025 voraus. Bis 2020 sollen auf jeden Fall die legislativen Bedingungen dafür geschaffen sein. Die Voraussetzung für das europaweite 5G Netz (1) wurde durch die EU bereits geschaffen.

Die erste Stadt in Österreich mit 5G Netz (2) wird übrigens Innsbruck sein. Derzeit wird an dem Ausbau des Glasfaserkabelnetzwerks gearbeitet.

Mit dem neuen Mobilfunkstandard 5G sind viele Neuerungen verbunden, die uns der Industrie 4.0 in Siebenmeilenstiefeln näherbringen. Bis 2020, aber spätestens bis 2025 soll die Vernetzung in Europa umgesetzt werden. Es wird in Zukunft mehr Kapazität bieten, vor allem, um Dinge in Echtzeit zu vernetzen.

 (1) https://ec.europa.eu/germany/news/20170302-5g-mobilfunk_de

(2) http://www.nachrichten.at/nachrichten/wirtschaft/Innsbruck-bekommt-als-erste-Stadt-OEsterreichs-5G-Mobilfunknetz;art15,2811465