Gr√∂√üere Datenmengen bei h√∂heren √úbertragungsgeschwindigkeiten machen 5G zum Enabler und zur Schl√ľsseltechnologie in verschiedenen Lebens- und Wirtschaftsbereichen.

(Bild: denisismagilov @ AdobeStock)

497 Auktionsrunden sp√§ter und 6,5 Milliarden Euro reicher: 2019 versteigerte die Bundesnetzagentur die 5G-Lizenzen an die Telekommunikationskonzerne Deutsche Telekom, Vodafone, Telefonica und Drillisch. Die Auktion sollte den Startschuss f√ľr 5G in Deutschland geben und so 4G abl√∂sen. Glaubt man den Aussagen der Netzanbieter, scheint sich die Technologie fl√§chenm√§√üig auch ordentlich verbreitet zu haben, denn je nach Anbieter werden zwischen 80 und 95 Prozent der Fl√§che Deutschlands mit 5G abgedeckt. Laut Bundesnetzagentur liegt die Versorgung mit 5G durch mindestens einen Netzbetreiber bei rund 79 Prozent.

Beim Nutzerverhalten sieht das etwas anders aus. Obwohl der Netzausbau voranschreitet, k√∂nnen viele Anwender aus dem Consumer-Bereich die Technologie kaum voll ausn√ľtzen, denn zum einen sind viele Mobilger√§te noch nicht 5G-f√§hig, zum anderen gibt es kaum Use Cases f√ľr die hohen Datenraten in diesem Bereich. Hier ist 4G oftmals noch ausreichend.

Umso wichtiger ist die Technologie hingegen bei Trendthemen wie etwa Automatisierung, autonomes Fahren oder IoT. Im Umfeld dieser Technologien entstehen enorme Datenraten, die es zu sammeln, zu bearbeiten und zu √ľbertragen gilt. Idealerweise sollte das auch noch in Echtzeit geschehen.

Was ist 5G?

Bei 5G handelt es sich um die f√ľnfte Generation des Mobilfunkstandards, der als Nachfolger f√ľr 4G/LTE entwickelt wurde. Im Vergleich zu seinen Vorg√§ngern bietet diese Funktechnologie eine h√∂here Geschwindigkeit, eine niedrigere Latenzzeit und eine h√∂here Kapazit√§t, wodurch es m√∂glich ist, eine gr√∂√üere Anzahl von Ger√§ten und Anwendungen gleichzeitig zu betreiben. Im Vergleich zu 4G/LTE bietet 5G eine Geschwindigkeit, die bis zu 20-mal schneller sein kann. Dar√ľber hinaus ist die Latenzzeit bei 5G viel geringer, was bedeutet, dass Daten mit einer geringeren Verz√∂gerung √ľbertragen werden k√∂nnen. 5G erm√∂glicht auch eine h√∂here Kapazit√§t und Dichte von Mobilfunknetzen, was es erm√∂glicht, dass eine gr√∂√üere Anzahl von Ger√§ten gleichzeitig betrieben werden k√∂nnen.

Zur√ľck zum Anfang.

Funktionsprinzip von 5G erkl√§rt: Die zu versendeten Daten werden in elektromagnetische Wellen umgewandelt und dann √ľbertragen. Am Endger√§t werden die Wellen dann wieder in Daten umgewandelt.
Funktionsprinzip von 5G erkl√§rt: Die zu versendeten Daten werden in elektromagnetische Wellen umgewandelt und dann √ľbertragen. Am Endger√§t werden die Wellen dann wieder in Daten umgewandelt. (Bild: deutschland-spricht-ueber-5g)

4G, 5G, 6G ‚Äď wo liegen die Unterschiede der einzelnen Mobilfunkstandards?

Die Hauptunterschiede der verschiedenen Mobilfunkstandards liegen vor allem in der Bandbreite, der √úbertragungsrate und dem Frequenzbereich.

 
Kennzahl 4G 5G LTE LoRaWAN
Frequenzbereich 700 MHz - 6 GHz 24 GHz - 52 GHz 700 MHz - 2,6 GHz 868 MHz, 915 MHz
Bandbreite bis zu 20 MHz bis zu 100 MHz bis zu 20 MHz 125 kHz, 250 kHz, 500 kHz
Modulationsart QPSK, 16QAM, 64QAM QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM QPSK, 16QAM, 64QAM LoRa
√úbertragungsrate bis zu 1 Gbit/s bis zu 20 Gbit/s bis zu 150 Mbit/s bis zu 50 kbit/s
Reichweite bis zu 10 km bis zu 300 m bis zu 10 km bis zu 15 km
Störfestigkeit hoch sehr hoch hoch hoch
Sicherheit AKA-Protokoll, IPsec AKA-Protokoll, IPsec AKA-Protokoll, IPsec AES-128, SSL, TLS

 

Wie funktioniert 5G?

5G ist eine Weiterentwicklung der Mobilfunktechnologie und nutzt √§hnliche Prinzipien wie seine Vorg√§nger (1G, 2G, 3G/UMTS, 4G/LTE). Es gibt jedoch einige wichtige Unterschiede, die es 5G erm√∂glichen, h√∂here Geschwindigkeiten und bessere Leistung zu erreichen. Im Gegensatz zu 4G/LTE nutzt 5G h√∂here Frequenzen, die als Millimeterwellen bezeichnet werden. Diese Frequenzen sind zwar schneller, haben aber eine geringere Reichweite und dringen nicht so gut durch Hindernisse wie Geb√§ude oder B√§ume. Aus diesem Grund m√ľssen f√ľr 5G mehr Sendestationen installiert werden, um eine ausreichende Netzabdeckung zu gew√§hrleisten. Ein weiterer wichtiger Aspekt von 5G ist die Verwendung von MIMO (Multiple Input Multiple Output)-Antennen. Diese Antennen sind in der Lage, mehrere Signale gleichzeitig zu empfangen und zu senden, was die √úbertragungsgeschwindigkeit und -qualit√§t verbessert. Dar√ľber hinaus nutzt 5G auch Network Slicing, bei dem das Netzwerk in verschiedene virtuelle Netzwerke unterteilt wird. Jedes virtuelle Netzwerk ist f√ľr eine bestimmte Art von Anwendung optimiert, was eine bessere Leistung sowie eine h√∂here Effizienz erm√∂glicht.

Chaos Computer Club erklärt 5G

Welches Funktionsprinzip nutzt 5G?

  • Ein Endger√§t sendet eine Anfrage an die Basisstation, etwa einen Mobilfunkmast. Diese Anfrage wird √ľber eine Funkwelle in Form von elektromagnetischen Signalen √ľbertragen.
  • Die Basisstation empf√§ngt das Signal und leitet es an das 5G-Netzwerk weiter. Dabei kommt es zu einer Umwandlung der elektromagnetischen Signale in digitale Daten.
  • Die digitalen Daten werden dann √ľber das 5G-Netzwerk an den Empf√§nger √ľbertragen. Dabei werden verschiedene Technologien genutzt, um die √úbertragungsqualit√§t zu verbessern und eine h√∂here Bandbreite zu erreichen.
  • Der Empf√§nger empf√§ngt die Daten und gibt sie an das entsprechende Endger√§t weiter, wo sie vom Nutzer verarbeitet werden k√∂nnen.

Im Gegensatz zu 4G/LTE, das hauptsächlich im Bereich der niedrigeren Frequenzen (unter 6 GHz) arbeitet, nutzt 5G diesen Frequenzbereich sowie auch höhere Frequenzen bis zu 300 GHz, die als Millimeterwellen bezeichnet werden.

Eine weitere wichtige Technologie, die in 5G zum Einsatz kommt, sind MIMO-Antennen (Multiple Input Multiple Output), die in der Lage sind, mehrere Signale gleichzeitig zu empfangen und zu senden. Durch die Verwendung von MIMO kann 5G h√∂here Geschwindigkeiten und eine bessere Abdeckung bieten. Zudem n√ľtzt 5G das sogenannte Network Slicing. Hierbei wird das Netzwerk in verschiedene virtuelle Netzwerke unterteilt, die jeweils f√ľr eine bestimmte Anwendung optimiert sind. Diese Anwendungen k√∂nnen von einfachen Textnachrichten bis hin zu hochaufl√∂senden Videostreaming-Diensten reichen. Durch Network Slicing wird eine h√∂here Effizienz und Flexibilit√§t bei der Nutzung des Netzes erm√∂glicht.

Zur√ľck zum Anfang.

Was bedeutet das eigentlich? Wichtige Begriffe rund um 5G erklärt

Was ist Massive MIMO (Multiple Input Multiple Output)?

Bei Massive MIMO handelt es sich um eine Antennentechnologie im Rahmen von 5G, die im Gegensatz zu herkömmlichen Antennen, die nur ein Signal gleichzeitig empfangen oder senden können, mehrere Signale gleichzeitig bearbeiten kann. Dies wird durch den Einsatz von Dutzenden, Hunderten oder sogar Tausenden von Antennen auf einer einzelnen Basisstation ermöglicht. Diese Antennen arbeiten zusammen, um mehrere Signale gleichzeitig zu empfangen und zu senden, was die Netzkapazität und -geschwindigkeit erhöht, und die Interferenz reduziert.

Massive MIMO basiert auf drei Konzepten: Spatial Diversity, Spatial Multiplexing und Beamforming. MIMO basiert auf der Tatsache, dass ein Funksignal zwischen Sender und Empf√§nger durch die Umgebung gefiltert wird, wobei Reflexionen an Geb√§uden und anderen Hindernissen zu mehreren Signalwegen f√ľhren. Mit unterschiedlichen Zeitverz√∂gerungen, D√§mpfungen und Ausbreitungsrichtungen treffen die verschiedenen reflektierten Signale dann an der Empfangsantenne ein. Wenn mehrere Empfangsantennen verwendet werden, empf√§ngt jede Antenne eine leicht unterschiedliche Version des Signals, die mathematisch kombiniert werden k√∂nnen, um die Qualit√§t des gesendeten Signals zu verbessern. Diese Technik wird als Spatial Diversity bezeichnet, da die Empfangsantennen r√§umlich voneinander getrennt sind. Ebenso l√§sst sich dieser Effekt auch erreichen, indem das Funksignal √ľber mehrere Antennen √ľbertragen wird, wobei jede Antenne in einigen F√§llen modifizierte Versionen des Signals sendet.

W√§hrend Spatial Diversity die Zuverl√§ssigkeit der Funkverbindung erh√∂ht, steigert Spatial Multiplexing die Kapazit√§t der Funkverbindung, indem die mehrfachen √úbertragungswege als zus√§tzliche Kan√§le f√ľr die Daten√ľbertragung genutzt werden. Spatial Multiplexing erm√∂glicht die √úbertragung mehrerer einzelner Datenstr√∂me zwischen Sender und Empf√§nger, was den Durchsatz deutlich erh√∂ht und die Unterst√ľtzung mehrerer Netzteilnehmer durch einen einzigen Sender erm√∂glicht, daher der Begriff MU-MIMO (Multi-User).

Beim Beamforming werden neuartige Antennentechnologien eingesetzt, um ein drahtloses Signal in eine bestimmte Richtung zu lenken, anstatt es breit auszusenden.

Massive MIMO kann auch die Signalqualit√§t verbessern, indem es die Signale von den Antennen phasenverschiebt und somit Interferenzen reduziert. Dar√ľber hinaus kann Massive MIMO das Netzwerk effizienter machen, indem es die Signale an die Benutzer richtet, die sie ben√∂tigen, anstatt sie einfach in alle Richtungen zu senden.

Zur√ľck zum Anfang.

Was ist Network Slicing?

Network Slicing ist eine Technologie, die bei 5G zum Einsatz kommt und es ermöglicht, dass ein einziges physisches Netzwerk in mehrere virtuelle Netzwerke aufgeteilt werden kann. Jedes virtuelle Netzwerk, das durch Network Slicing erstellt wird, kann dann an unterschiedliche Anwendungen oder Dienste zugewiesen werden.

Durch diese Technologie k√∂nnen Netzbetreiber ihr Netzwerk flexibler gestalten und es an verschiedene Anforderungen anpassen. So kann beispielsweise ein virtuelles Netzwerk mit h√∂herer Bandbreite und geringerer Latenz f√ľr kritische Anwendungen wie autonomes Fahren oder Telemedizin bereitgestellt werden, w√§hrend ein anderes virtuelles Netzwerk f√ľr den Massenmarkt optimiert ist.

Ein weiterer Vorteil von Network Slicing ist die M√∂glichkeit, die Netzwerkressourcen effizienter zu nutzen, indem sie nur f√ľr die Anwendungen und Dienste verwendet werden, die sie tats√§chlich ben√∂tigen. Dadurch kann die Kapazit√§t des Netzwerks besser genutzt werden, was wiederum zu einer besseren Leistung und einer h√∂heren Kundenzufriedenheit f√ľhren kann.

Zur√ľck zum Anfang.

Bei MIMO (Massive Multiple Input Multiple Output) handelt es sich um eine Technologie der drahtlosen Kommunikation, bei der die Basisstationen mit einer gro√üen Anzahl Antennen ausgestattet sind, um die Spektral- und Energieeffizienz zu verbessern. Die Antennengruppe von MIMO-Anlagen verf√ľgt in der Regel √ľber Antennen im zwei-, drei oder gar vierstelligen Bereich.
Bei MIMO (Massive Multiple Input Multiple Output) handelt es sich um eine Technologie der drahtlosen Kommunikation, bei der die Basisstationen mit einer gro√üen Anzahl Antennen ausgestattet sind, um die Spektral- und Energieeffizienz zu verbessern. Die Antennengruppe von MIMO-Anlagen verf√ľgt in der Regel √ľber Antennen im zwei-, drei oder gar vierstelligen Bereich. (Bild: Mathworks)

Was ist Software Defined Networking (SDN)?

Software-Defined Networking (SDN) ist eine Technologie, die in der Netzwerkarchitektur eingesetzt wird und es erm√∂glicht, dass Netzwerkmanagement und -steuerung zentralisiert werden k√∂nnen. Im Gegensatz zu traditionellen Netzwerken, in denen jeder Router und Switch einzeln konfiguriert werden muss, erm√∂glicht SDN die Programmierung des gesamten Netzwerks √ľber eine zentrale Schnittstelle.

SDN ist in der Lage, die Netzwerkressourcen und -funktionen wie Routing, Sicherheit, Lastverteilung und Bandbreitenmanagement auf einer zentralen Plattform zu verwalten und zu steuern. Dies f√ľhrt zu einer besseren Kontrolle und Optimierung des Netzwerks und erm√∂glicht eine schnelle Anpassung an wechselnde Anforderungen.

Die zentrale Steuerung von SDN erm√∂glicht auch die Integration von Netzwerk- und Anwendungsdiensten. Anwendungen k√∂nnen sich direkt mit dem Netzwerk verbinden und Anforderungen an das Netzwerk stellen, ohne dass manuelle Konfigurationen erforderlich sind. Dies f√ľhrt zu einer besseren Anwendungsperformance und einer einfacheren Verwaltung des Netzwerks.

Zur√ľck zum Anfang.

Was ist Network Functions Virtualization?

Network Functions Virtualization (NFV) ist eine Technologie, die es erm√∂glicht, Netzwerkfunktionen von Hardwareger√§ten zu virtualisieren und auf einer gemeinsamen Plattform auszuf√ľhren. Im Gegensatz zu traditionellen Netzwerken, in denen jede Netzwerkfunktion auf speziellen Hardwareger√§ten ausgef√ľhrt wird, erm√∂glicht NFV die Ausf√ľhrung von Netzwerkfunktionen auf virtuellen Maschinen oder Containern, die auf allgemeiner Hardware laufen.

NFV ist in der Lage, verschiedene Netzwerkfunktionen wie Routing, Firewalls, Load Balancing und andere Funktionen auf einer gemeinsamen Plattform zu virtualisieren und zu verwalten. Dies ermöglicht eine flexible Bereitstellung und Verwaltung von Netzwerkressourcen und -diensten. Durch die Virtualisierung von Netzwerkfunktionen kann NFV auch die Skalierbarkeit erhöhen und die Effizienz im Netzwerk verbessern.

Die Implementierung von NFV erfordert die Integration von virtualisierter Netzwerkfunktionssoftware, einer Virtualisierungsplattform und einem Orchestrierungs- und Management-System. Durch die Integration dieser Komponenten können Netzwerkbetreiber und -anbieter Netzwerkfunktionen schnell und flexibel bereitstellen und verwalten.

Zur√ľck zum Anfang.

Welche Frequenzen nutzt 5G?

5G nutzt einen Frequenzbereich zwischen 600 MHz und 52,6 GHz, wobei verschiedene Frequenzbereiche f√ľr unterschiedliche Anwendungsbereiche genutzt werden k√∂nnen. Im Allgemeinen werden niedrigere Frequenzbereiche unterhalb von 6 GHz f√ľr die Abdeckung gro√üer Fl√§chen und die Unterst√ľtzung von IoT-Ger√§ten genutzt, w√§hrend h√∂here Frequenzbereiche oberhalb von 24 GHz f√ľr die Unterst√ľtzung von Anwendungen mit hoher Bandbreite wie 4K-Video-Streaming und Virtual Reality genutzt werden k√∂nnen.

Der Frequenzbereich von 3,4 GHz bis 3,8 GHz wurde in Europa f√ľr die Einf√ľhrung von 5G als prim√§res Frequenzband ausgew√§hlt. Dieser Frequenzbereich erm√∂glicht es den Betreibern, 5G-Netzwerke mit einer h√∂heren Kapazit√§t und Geschwindigkeit bereitzustellen. Die h√∂heren Frequenzb√§nder, wie z.B. das 26 GHz-Band, werden in einigen L√§ndern als erg√§nzende Frequenzb√§nder eingesetzt, um die Kapazit√§t des Netzes zu erh√∂hen und die Unterst√ľtzung von Anwendungen mit hoher Bandbreite zu erm√∂glichen.

Zur√ľck zum Anfang.

Alle bereits f√ľr den Mobilfunk der dritten und vierten Generation (zum Beispiel UMTS, LTE) verf√ľgbaren Frequenzbereiche zwischen 700 Megahertz und 2,6 Gigahertz k√∂nnen grunds√§tzlich auch f√ľr 5G genutzt werden. Doch eine rasant wachsende Zahl an mobilen, vernetzten Ger√§ten und Dingen teilen sich diesen Bereich ‚Äď mit der Folge, dass die Daten√ľbertragung immer langsamer wird und die St√∂ranf√§lligkeit der Verbindung steigt. Die L√∂sung ist die Nutzung von Frequenzen im Bereich unter 6 GHz, aber insbesondere in dem Millimeterwellenbereich mit Frequenzen zwischen rund 30 und 300 GHz.
Alle bereits f√ľr den Mobilfunk der dritten und vierten Generation (zum Beispiel UMTS, LTE) verf√ľgbaren Frequenzbereiche zwischen 700 Megahertz und 2,6 Gigahertz k√∂nnen grunds√§tzlich auch f√ľr 5G genutzt werden. Doch eine rasant wachsende Zahl an mobilen, vernetzten Ger√§ten und Dingen teilen sich diesen Bereich ‚Äď mit der Folge, dass die Daten√ľbertragung immer langsamer wird und die St√∂ranf√§lligkeit der Verbindung steigt. Die L√∂sung ist die Nutzung von Frequenzen im Bereich unter 6 GHz, aber insbesondere in dem Millimeterwellenbereich mit Frequenzen zwischen rund 30 und 300 GHz. (Bild: Infineon)

Wie hoch ist die Latenzzeit von 5G?

Die Latenzzeit von 5G ist im Vergleich zu fr√ľheren Mobilfunkgenerationen sehr gering und liegt bei etwa 1 Millisekunde (ms). Dies ist ein wichtiger Faktor f√ľr Anwendungen, die eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit erfordern, wie z. B. autonomes Fahren oder die Steuerung von Industrierobotern. Durch die kurze Latenzzeit k√∂nnen Daten schnell √ľbertragen und verarbeitet werden, was eine Echtzeit-Kommunikation erm√∂glicht. Die Latenzzeit, auch Verz√∂gerungszeit genannt, beschreibt die Zeit, die zwischen dem Senden und Empfangen von Daten vergeht. Bei der mobilen Daten√ľbertragung ist die Latenzzeit ein wichtiger Faktor, da sie die Reaktionsgeschwindigkeit von Anwendungen beeinflusst.

5G bietet eine sehr geringe Latenzzeit von etwa 1 Millisekunde im Vergleich zu fr√ľheren Mobilfunkgenerationen wie 4G, bei denen die Latenzzeit oft mehrere Millisekunden betrug. Eine kurze Latenzzeit ist insbesondere f√ľr Anwendungen von Bedeutung, die eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit erfordern, wie z. B. autonome Fahrzeuge oder die Steuerung von Industrierobotern. Durch die kurze Latenzzeit von 5G k√∂nnen Daten schnell √ľbertragen und verarbeitet werden, was eine Echtzeit-Kommunikation erm√∂glicht. Wenn z.B. ein autonomes Fahrzeug auf eine Verkehrssituation reagieren muss, kann es schnell und pr√§zise handeln, ohne dass es zu Verz√∂gerungen oder Ausf√§llen kommt.

Zur√ľck zum Anfang.

Wie hoch ist die Geschwindigkeit von 5G?

Die Geschwindigkeit von 5G kann je nach Netzwerk und Anwendungsfall variieren. 5G unterst√ľtzt theorethisch Datenraten von bis zu 20 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s) im Downlink und bis zu 10 Gbit/s im Uplink. Allerdings h√§ngt die tats√§chliche Geschwindigkeit von vielen Faktoren ab, wie z. B. der Entfernung zum n√§chsten 5G-Sendemast, der Anzahl der Benutzer im Netzwerk, der Netzwerklast und der verf√ľgbaren Bandbreite. Im Vergleich zu 4G bietet 5G eine h√∂here Bandbreite und gr√∂√üere Netzwerkkapazit√§t, was bedeutet, dass mehr Ger√§te und Anwendungen unterst√ľtzt werden k√∂nnen. Dadurch wird eine schnellere und effizientere Daten√ľbertragung und -verarbeitung erm√∂glicht.

Zur√ľck zum Anfang.

Welchen 5G-Frequenzen f√ľr welche Anwendungen?

Die Anwendungen, die welchen Anwendungsbereich von 5G nutzen, hängt von der spezifischen Frequenz ab. Hier sind einige Beispiele:

  • Niedrigere Frequenzbereiche (unterhalb von 6 GHz) werden f√ľr die Abdeckung gro√üer Fl√§chen und die Unterst√ľtzung von IoT-Ger√§ten genutzt. Einige Beispiele f√ľr Anwendungen sind:
    • Smart City-Anwendungen wie intelligente Stra√üenbeleuchtung und Verkehrskontrolle
    • Industrielle IoT-Anwendungen wie drahtlose Sensornetzwerke in Fabriken
    • Landwirtschaftliche Anwendungen wie die √úberwachung von Vieh und landwirtschaftlichen Maschinen
  • Der Frequenzbereich von 3,4 GHz bis 3,8 GHz wird in Europa als prim√§res Frequenzband f√ľr 5G genutzt. Dieser Frequenzbereich erm√∂glicht es den Betreibern, 5G-Netzwerke mit h√∂herer Kapazit√§t und Geschwindigkeit bereitzustellen. Einige Beispiele f√ľr Anwendungen sind:
    • Video-Streaming in hoher Qualit√§t wie 4K und 8K
    • Virtual Reality-Anwendungen wie VR-Spiele und immersive 360-Grad-Videos
    • Cloud Gaming-Anwendungen, bei denen Spiele in der Cloud ausgef√ľhrt werden und nahtlos auf das Ger√§t des Nutzers gestreamt werden k√∂nnen
  • H√∂here Frequenzbereiche (oberhalb von 24 GHz) werden f√ľr die Unterst√ľtzung von Anwendungen mit hoher Bandbreite genutzt. Einige Beispiele f√ľr Anwendungen sind:
    • Augmented Reality-Anwendungen wie AR-Brillen und -Apps
    • Autonome Fahrzeuge, die Daten in Echtzeit senden und empfangen m√ľssen
    • Telemedizinische Anwendungen, bei denen hohe Geschwindigkeiten erforderlich sind, um hochaufl√∂sende Bilder und Videos in Echtzeit zu √ľbertragen.

Zur√ľck zum Anfang.

5G in Smart Cities

In Smart Cities l√§sst sich 5G auf vielf√§ltige Weise n√ľtzen, denn aufgrund seiner hohen Bandbreite und niedrigen Latenzzeit bietet 5G die M√∂glichkeit, Daten in Echtzeit zu √ľbertragen und zu verarbeiten. Dadurch k√∂nnen viele Anwendungen in Smart Cities realisiert werden, die bisher aufgrund von technischen Einschr√§nkungen nicht m√∂glich waren.

  • Vernetztes Transportwesen
  • √úberwachung und Sicherheit
  • Umwelt√ľberwachung
  • Verkehr
  • Gesundheitswesen
  • Sicherheit
  • Energie

Zur√ľck zum Anfang.

5G im IoT

5G kann im Internet of Things (IoT) auf verschiedene Arten genutzt werden. Eine M√∂glichkeit besteht darin, dass 5G eine hohe Anzahl von Ger√§ten und Sensoren unterst√ľtzt, die miteinander verbunden sind. Hierbei kommt die NB-IoT zum Einsatz, welche speziell f√ľr das IoT entwickelt wurde und eine hohe Kapazit√§t an verbundenen Ger√§ten erm√∂glicht. Eine weitere M√∂glichkeit besteht darin, dass 5G eine hohe Bandbreite und geringe Latenzzeit bietet, was f√ľr viele IoT-Anwendungen von Vorteil ist. Zum Beispiel k√∂nnen vernetzte Fahrzeuge oder autonome Drohnen von der hohen Geschwindigkeit und geringen Latenzzeit von 5G profitieren.

Weitere Einsatzgebiete:

  • Gesundheitswesen: 5G erm√∂glicht die Fern√ľberwachung von Patienten und die schnelle √úbertragung von medizinischen Daten in Echtzeit, was die Diagnose und Behandlung von Patienten verbessert.
  • Landwirtschaft: Mit 5G lassen sich landwirtschaftliche Maschinen und Ger√§te √ľberwachen und steuer, was zu einer h√∂heren Effizienz und Produktivit√§t f√ľhren soll.

Zur√ľck zum Anfang.

5G beim autonomen Fahren

5G hat eine gro√üe Bedeutung f√ľr autonome Fahrzeuge. Dank seiner hohen Geschwindigkeit und niedrigen Latenzzeit kann 5G in Echtzeit eine gro√üe Menge an Daten zwischen autonomen Fahrzeugen und der Infrastruktur √ľbertragen. Dies erm√∂glicht eine schnelle Reaktion auf √Ąnderungen in der Umgebung und erh√∂ht somit die Sicherheit im Stra√üenverkehr. Dar√ľber hinaus kann 5G eine hohe Daten√ľbertragungsgeschwindigkeit bieten, was f√ľr autonome Fahrzeuge wichtig ist, um gro√üe Mengen an Daten in Echtzeit zu verarbeiten. Beispielsweise kann das Fahrzeug in der Lage sein, Daten von anderen Fahrzeugen und Verkehrsinfrastrukturen wie Ampeln und Verkehrsschildern zu empfangen, um ein umfassendes Bild seiner Umgebung zu erhalten und entsprechende Entscheidungen zu treffen. Dadurch wird es m√∂glich, dass autonome Fahrzeuge effizienter und sicherer in einem gemeinsamen Verkehrsraum agieren k√∂nnen.

Weiterhin ermöglicht 5G es, mehrere Fahrzeuge in einem Netzwerk miteinander zu verbinden. Dadurch ist es den Fahrzeugen möglich, miteinander zu kommunizieren und Informationen auszutauschen, was die Effizienz des Verkehrsflusses verbessern kann.

Zur√ľck zum Anfang.

Wie 5G das autonome Fahren beeinflusst

5G in der Industrie/Automatisierung

Die Bedeutung von 5G f√ľr die Industrie und die Automatisierung ist sehr hoch. Durch die hohe Geschwindigkeit und niedrige Latenzzeit von 5G k√∂nnen beispielsweise Maschinen und Anlagen in Echtzeit gesteuert und √ľberwacht werden, was die Produktivit√§t und Effizienz erh√∂ht. Au√üerdem k√∂nnen mithilfe von 5G gro√üe Datenmengen schneller und sicherer √ľbertragen werden, was beispielsweise bei der vorausschauenden Wartung von Maschinen oder der Qualit√§tssicherung von Produkten hilfreich ist.

Eine der wichtigsten Anwendungen in der Industrie ist die drahtlose Vernetzung von Maschinen und Anlagen, die als Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) bezeichnet wird. 5G erm√∂glicht eine schnelle und zuverl√§ssige Daten√ľbertragung in Echtzeit, was f√ľr die Steuerung und √úberwachung von Maschinen und Anlagen unerl√§sslich ist. Dadurch k√∂nnen Maschinen in Echtzeit miteinander kommunizieren und kooperieren, um komplexe Prozesse zu automatisieren.

Zudem ist es m√∂glich, mit 5G Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) in der Industrie einzusetzen. 5G erm√∂glicht eine schnelle und stabile √úbertragung gro√üer Datenmengen, die f√ľr die Anzeige von hochaufl√∂senden AR- und VR-Inhalten erforderlich sind. Dies kann dazu beitragen, den Arbeitsprozess zu optimieren und Schulungen oder Wartungsarbeiten effizienter zu gestalten. Weiterhin f√ľhren 5G-Netze zu einem schnelleren und pr√§ziseren Datenaustausch , was die √úberwachung und Diagnose von Maschinen und Anlagen vereinfacht und verbessert. Durch die Verwendung von Sensoren k√∂nnen Daten in Echtzeit erfasst werden, um den Zustand der Maschinen und Anlagen zu √ľberwachen und Wartungsbedarf zu erkennen, bevor es zu Ausf√§llen kommt. Unternehmen k√∂nnen so Kosten einsparen und zugleich effizienter produzieren.

Ein weiterer Aspekt ist die Verbesserung der Arbeitsbedingungen durch die Einf√ľhrung von 5G-Netzwerken in der Industrie. Mit der Echtzeitkommunikation zwischen Maschinen und Anlagen k√∂nnen gef√§hrliche Arbeitsumgebungen sicherer gestaltet werden, indem Arbeiter ferngesteuerte oder autonome Maschinen bedienen und so ihre Gesundheit und Sicherheit verbessern k√∂nnen.

Zur√ľck zum Anfang.

Vorteile und Nachteile von 5G

Vorteile:

  • H√∂here Geschwindigkeiten und bessere Leistung im Vergleich zu fr√ľheren Mobilfunkgenerationen.
  • Niedrigere Latenzzeit, was eine schnellere Reaktionszeit und Echtzeitkommunikation erm√∂glicht.
  • Gr√∂√üere Kapazit√§t, um mehr Ger√§te gleichzeitig zu verbinden und mehr Daten zu √ľbertragen.
  • Bessere Abdeckung und Stabilit√§t in l√§ndlichen und abgelegenen Gebieten.
  • Verbesserte Sicherheitsfunktionen und Verschl√ľsselungsmethoden.
  • Unterst√ľtzung von Virtualisierung und Cloud-Technologien, die die Effizienz und Skalierbarkeit von Netzwerken verbessern k√∂nnen.
  • Neue M√∂glichkeiten f√ľr Anwendungen wie Augmented Reality, Virtual Reality, autonome Fahrzeuge, Smart Cities und Industrie 4.0.

Nachteile:

  • Hohe Kosten f√ľr den Ausbau der Infrastruktur und den Erwerb von Lizenzen, was zu h√∂heren Kosten f√ľr Verbraucher und Unternehmen f√ľhren kann.
  • Sicherheitsbedenken im Zusammenhang mit der Verarbeitung gro√üer Datenmengen und der M√∂glichkeit von Cyberangriffen.
  • Kompatibilit√§tsprobleme mit √§lteren Ger√§ten und Technologien.
  • Verz√∂gerungen bei der Einf√ľhrung aufgrund regulatorischer und politischer Hindernisse.

Zur√ľck zum Anfang.

Größten Anbieter von 5G-Equipment

Die gr√∂√üten Anbieter von 5G-Technologie sind derzeit Huawei, Ericsson und Nokia. Diese Unternehmen bieten eine breite Palette von 5G-Produkten und -L√∂sungen an, von 5G-Basisstationen √ľber 5G-Netzwerk-Infrastruktur bis hin zu Endger√§ten wie Smartphones und Tablets. Dar√ľber hinaus gibt es auch weitere Unternehmen wie Samsung, Qualcomm, ZTE und Cisco, die ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Entwicklung und Bereitstellung von 5G-Technologie spielen.

Zur√ľck zum Anfang.

Box Huawei und 5G

Huawei hat in den letzten Jahren gro√üe Anstrengungen unternommen, um eine f√ľhrende Position in der Entwicklung und Bereitstellung von 5G-Technologie zu erreichen. Das Unternehmen hat betr√§chtliche Ressourcen in Forschung und Entwicklung investiert und arbeitet eng mit f√ľhrenden Telekommunikationsunternehmen weltweit zusammen, um seine 5G-Produkte und -Dienstleistungen zu implementieren.

Allerdings hat Huawei auch einige Kontroversen im Zusammenhang mit 5G erlebt. Insbesondere gibt es Bedenken hinsichtlich der Sicherheit und der m√∂glichen Beteiligung des chinesischen Staates an Huawei. Einige L√§nder haben daher Einschr√§nkungen oder Verbote f√ľr die Verwendung von Huawei-Technologie in ihren 5G-Netzwerken erlassen.

Herausforderungen von 5G

Es gibt einige Probleme und Herausforderungen im Zusammenhang mit der Einf√ľhrung und Nutzung von 5G-Technologie. Hier sind einige davon:

  • Infrastruktur: Die Implementierung von 5G erfordert eine massive Infrastruktur, einschlie√ülich der Installation von mehr Basisstationen und der Verlegung neuer Glasfaserleitungen. Die Kosten f√ľr den Ausbau der Infrastruktur k√∂nnen sehr hoch sein.
  • Frequenzbereich: Der Frequenzbereich, in dem 5G arbeitet, ist relativ hoch und erfordert daher eine h√∂here Dichte an Basisstationen. Dies stellt eine Herausforderung dar, da es schwieriger ist, eine gute Abdeckung in Gebieten mit vielen Hindernissen wie Geb√§uden oder B√§umen zu erreichen.
  • Sicherheit: 5G-Netze sind anf√§llig f√ľr Angriffe, und es besteht ein erh√∂htes Risiko f√ľr Cyberangriffe, da eine gr√∂√üere Anzahl von Ger√§ten mit dem Netzwerk verbunden ist. Die Sicherheitsstandards m√ľssen daher verbessert werden, um sicherzustellen, dass die Daten der Benutzer gesch√ľtzt sind.
  • Regulierung: Die Regulierung von 5G-Netzen kann eine Herausforderung darstellen, da die Technologie in verschiedenen L√§ndern unterschiedlich reguliert wird. Dies kann dazu f√ľhren, dass bestimmte Anwendungen oder Dienste in bestimmten L√§ndern nicht verf√ľgbar sind.
  • Datenschutz: Mit der h√∂heren Anzahl von Ger√§ten, die mit dem 5G-Netzwerk verbunden sind, gibt es auch eine h√∂here Anzahl von Daten, die gesammelt werden. Der Datenschutz und die Datensicherheit m√ľssen verbessert werden, um sicherzustellen, dass die Daten der Benutzer nicht missbraucht werden.
  • W√§rmemanagement: Zudem gibt es noch Herausforderungen bei der Entwicklung von Bauteilen speziell f√ľr 5G, denn bei solchen Komponenten kommt es zu enormer W√§rmeentwicklung, wodurch das W√§rmemanagement eine hohe Rolle einnimmt.

Zur√ľck zum Anfang.

Sicherheitsrisiken von 5G

  • Cyberangriffe: Durch die Zunahme der Anzahl von verbundenen Ger√§ten und Netzwerken wird die Angriffsfl√§che gr√∂√üer, was die Wahrscheinlichkeit von Cyberangriffen erh√∂ht. Insbesondere k√∂nnen Angriffe auf vernetzte Ger√§te und Systeme, einschlie√ülich IoT-Ger√§te und intelligenter Infrastruktur, den Betrieb der Systeme beeintr√§chtigen oder sogar lahmlegen.
  • Datenschutz: Mit 5G werden gro√üe Mengen an Daten √ľbertragen, die m√∂glicherweise personenbezogene Daten enthalten. Wenn diese Daten nicht ordnungsgem√§√ü gesch√ľtzt werden, kann dies zu Datenschutzverletzungen f√ľhren.
  • Netzwerk-Schwachstellen: Durch den Einsatz von virtualisierten Netzwerkfunktionen (NFV) und Software Defined Networking (SDN) k√∂nnen Schwachstellen im Netzwerk entstehen. Ein Angreifer kann diese Schwachstellen ausnutzen, um Zugriff auf das Netzwerk zu erhalten oder Daten zu stehlen.
  • Identit√§tsdiebstahl: Eine weitere potenzielle Bedrohung ist Identit√§tsdiebstahl. Da 5G-Ger√§te immer mehr pers√∂nliche Informationen speichern, k√∂nnen Hacker diese Informationen stehlen und sich als eine andere Person ausgeben.

Zur√ľck zum Anfang.

Der Autor: Martin Probst

Martin Probst
(Bild: H√ľthig)

Zun√§chst mit einer Ausbildung zum Bankkaufmann in eine ganz andere Richtung gestartet, fand Martin Probst aber doch noch zum Fachjournalismus. Aus dem Motto ‚ÄěIrgendwas mit Medien‚Äú entwickelte sich nach ein wenig Praxiserfahrungen w√§hrend des Medienmanagement-Studiums schnell das Ziel in den Journalismus einzusteigen. Gepaart mit einer Affinit√§t zu Internet und Internetkultur sowie einem Faible f√ľr Technik und Elektronik war der Schritt in den Fachjournalismus ‚Äď sowohl Online als auch Print ‚Äď ein leichter. Neben der Elektronik auch an Wirtschafts- und Finanzthemen sowie dem Zusammenspiel derer interessiert ‚Äď manche Sachen wird man gl√ľcklicherweise nicht so einfach los. Ansonsten ist an ihn noch ein kleiner Geek verloren gegangen, denn alles was irgendwie mit Gaming, PCs, eSports, Comics, (Science)-Fiction etc. zu tun hat, ist bei ihm gut aufgehoben.

Weitere Artikel von Martin Probst.

Sie möchten gerne weiterlesen?

Registrieren Sie sich jetzt kostenlos:

Bleiben Sie stets zu allen wichtigen Themen und Trends informiert.
Das Passwort muss mindestens acht Zeichen lang sein.

Mit der Registrierung akzeptiere ich die Nutzungsbedingungen der Portale im Industrie-Medien-Netzwerks. Die Datenschutzerklärung habe ich zur Kenntnis genommen.

Sie sind bereits registriert?