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Heiter, weil wolkig: Wie funktioniert smartes Telefonieren in der Cloud?

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, Der neue Funkstandard 5G als Motor für den Mittelstand?
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Der neue Funkstandard 5G als Motor für den Mittelstand?

Die 5G Technologie macht im Vergleich zu ihren Vorgängern den größten Sprung. Die Vernetzung von Gesellschaft und Unternehmen wird deutlich schneller und intelligenter und das enorme Innovationspotenzial ist heute kaum absehbar.

Was ist 5G Technologie?

Die 5G Technologie ist die Grundlage für das Mobilfunknetz der fünften Generation. Als Nachfolger von GSM, EDGE, UMTS und LTE ist es über acht Millionen Mal schneller als die erste Generation aus den 1980er Jahren. Dank der 5G Technologie sind Datenraten bis zu 20 Gigabit pro Sekunde möglich. Doch das neue Mobilfunknetz ist nicht nur schneller, es macht auch vieles anders und ermöglicht völlig neue Anwendungen. Im Gegensatz zu seinen Vorgängern bietet es deutlich kürzere Reaktionszeiten. Die Übertragung von Daten geschieht nahezu in Echtzeit mit einer Latenz von maximal einer Millisekunde. Theoretisch parallel an 100 Milliarden Mobilfunkgeräte. Hinzu kommt ein extrem reduzierter Energieverbrauch (bis um den Faktor 1000) und ein riesiges Potenzial zur intelligenten Vernetzung.

Wie funktioniert die 5G-Technologie?

Ein intelligentes Netz mit besserer Übertragung

Das Netz von heute schleust alle Datentypen einfach durch, egal wie viel Bandbreite oder Reaktionszeit etwas benötigt. Dank der 5G Technologie ist erstmals eine intelligente Zuteilung von Bandbreite möglich. Mittels Network Slicing wird das Netz in verschiedene Schichten „geschnitten“. Dabei werden auf das physische Netzwerk einzelne virtuelle Netzwerke aufgesetzt. Diese sind für bestimmte Datentypen prädestiniert. Textnachrichten können dann anders behandelt werden als Videostreams und diese wiederum anders als Steuersignale für Maschinen oder chirurgisches Equipment. Mit weiteren Fortschritten in der 5G Technologie wird die Zahl der Antennen stark anwachsen, ihre Größe aber weiter schrumpfen. Hinter dem Begriff Beamforming verbirgt sich die Fähigkeit des dichten Antennennetzes, sich kontinuierlich an der Position des Empfängers auszurichten und so für optimale Funkverbindungen zu sorgen. Das wiederum führt zu der erwähnten massiven Energieeinsparung.

Internet of Things and Services

Menschen sind relativ gut miteinander vernetzt. Jetzt geht es darum, mehr Geräte einzubinden und die 5G Technologie schafft die idealen Voraussetzungen dafür. Mit seiner hohen Reaktionsgeschwindigkeit wird die 5G Technologie das Internet der Dinge stark vorantreiben. 2020 werden schätzungsweise 20 Milliarden Gegenstände dazu gehören: Staubsauger, Produktionsanlagen, Mähdrescher, Drohnen. Was im Alltag heute schon funktioniert sind erste Anwendungen wie Paketverfolgung oder die automatische Bestellung neuer Druckpatronen. Durch die intelligente Vernetzung werden unsere Kühlschränke aber nicht nur neue Milch bestellen und die Staubsauger neue Filterbeutel ordern. Es werden Smart Cities entstehen mit intelligenter Steuerung der Verkehrs- und Energienetze. Diese Städte verfügen über Sensoren, die ihre Daten in Echtzeit in die Cloud hochladen. Menschen können dadurch kontinuierlich mit ihrer Umgebung interagieren. Ampeln informieren Fahrzeuge automatisch über ihre Schaltung, Parkhäuser teilen die Zahl ihrer freien Parkplätze mit.

5G für Unternehmen

5G für Unternehmen bedeutet, dass diese mittels der neuen Technologie erstmals eigene lokal begrenzte Netze betreiben können. Sie behalten volle Kontrolle über Timing und Qualität des Ausbaus und ihre Maschinen, Systeme und Anlagen kommunizieren ungestört, geschützt vor jeglichen Zugriffen von außen. Lizenzen für den Aufbau eines eigenen Netzes werden in Auktionen über Nutzungsanträge vergeben. In Deutschland soll die Vergabe von 5G-Frequenzen im Frühjahr beginnen.

Feldversuch Hamburger Hafen

Im Hamburger Hafen laufen seit 2017 vielversprechende Feldversuche mit dem neuen Mobilfunknetz. Dort analysieren Steuerungssysteme Sensordaten und stellen Prognosen und Informationen für einen effizienteren Verkehrsfluss bereit. Verkehrsteilnehmer erhalten kontinuierlich Informationen über das aktuelle Verkehrsaufkommen. VR und AR ermöglichen einen Rundblick mit zusätzlichen Angaben wie der aktuellen Wassertiefe. In diesem Beispiel zeigt sich der Vorteil eines geschlossenen Netzes, das vor einem Zugriff von außen geschützt ist

Was sind konkrete 5G-Technologie-Anwendungen?

Die folgenden Beispiele zeigen einige der möglichen Anwendungen auf, bilden aber erst den Anfang einer Entwicklung, die kaum abzusehen ist.

  • Medizin: Die 5G Technologie eröffnet neue Behandlungsmöglichkeiten in der Medizin. Aufgrund der enormen Reaktionsgeschwindigkeit sind zum Beispiel Untersuchungen an schwer zugänglichen Orten oder gar Operationen aus der Ferne denkbar. Spezialisten könnten von der Klinik aus ein mobiles Unfallteam unterstützen oder chirurgische Präzisionsinstrumente in weit entfernten OP-Sälen steuern.
  • Maschinennetz: Produktionsabläufe gewinnen deutlich an Effizienz. Geräte, die mit dem Internet of Things verbunden sind, können selbständig Nachbestellungen von Ersatzteilen auslösen. Andere Sensoren erkennen frühzeitig Ausfälle bestimmter Bauteile und empfehlen zunächst eine Wartung oder Reparatur.
  • Automotive: Das 5G-Netz wird auch der Automobilbranche Innovationsschübe verleihen. Die schnelle Datenübermittlung ist wie geschaffen für eine sichere Umsetzung des autonomen Fahrens. Außerdem könnte die 5G Technologie auch das Energienetz-Management verbessern und so für eine effiziente Auslastung des Stromnetzes beim Aufladen von E-Autos sorgen.
  • Agrarwirtschaft: In der Landwirtschaft könnten Sensoren den Nährstoffgehalt und die klimatischen Bedingungen auf den Quadratmeter genau erfassen. Damit wäre es möglich, die optimalen Mengen an Saat und Dünger sehr genau einzuschätzen und auszubringen.
  • Energienetze: Das derzeitige Stromnetz besteht aus vielen kabelgebundenen Übertragungswegen und wenigen zentralen Anlagen. Mit der 5G Technologie wäre eine funkbasierte und offene Kommunikationsplattform möglich. Regionale Versorger, die auf regenerative Energien spezialisiert sind, könnten sich so zu dezentralen Energieversorgungsystemen zusammenschließen.

5G Technologie ist, was Unternehmen daraus machen

Kommunikationswege zwischen Maschinen, Standorten und Menschen verkürzen sich. Über alles legt sich ein intelligentes Netz, das Prozesse vereinfacht und beschleunigt sowie enormen Spielraum für digitale Geschäftsmodelle bietet. Die extrem schnelle Reaktionszeit hebt die Vernetzung der Infrastruktur auf ein neues Niveau. Zeitkritische Anwendungen über große Entfernungen werden möglich. Ein wesentliches Grundprinzip dabei ist die Cloud. Die Bundesnetzagentur sieht vor, bis 2022 mindestens 98 Prozent der deutschen Haushalte mit der 5G Technologie zu versorgen.

Die Vergabe der Lizenzen von 5G für Unternehmen steht kurz bevor. Es ist höchste Zeit für KMU, die Möglichkeiten und Chancen ausloten, die ein Mobilnetz mit sich bringt, das alle bisherigen Standards weit übertrifft. Welche neuen Produkte und Services sind noch möglich? Wie lassen sich bestehende Prozesse noch effizienter gestalten? Die Ergebnisse hängen ganz von der Kreativität und der Initiative einzelner Unternehmen ab, aber auch vom digitalen Know-how ihrer Mitarbeiter. Es gibt Schätzungen, die die zusätzliche Wertschöpfung durch Anwendung der 5G Technologie auf mehrere Milliarden beziffern. Dranbleiben lohnt sich also.