In diesem Blogartikel möchte ich euch was über den 5G Mobilfunkstandard berichten und erklären, warum 5G nicht einfach nur ein Nachfolger von 4G ist. 5G ist so viel mehr als das und könntet die vernetzte Welt und Deutschland grundlegend ändern.
Was ist 5G?
5G steht für die 5. Generation des Mobilfunkstandards. Dieser Mobilfunkstandard ist die Weiterentwicklung von 3G / 4G (LTE) und wird von der Organisation 3GPP entwickelt. Aktuell läuft das Mobile Internet noch auf dem Mobilfunkstandard 4G.
Was ist der Unterschied zwischen 4G und 5G?
Wenn ihr jetzt denkt, 5G ist einfach nur die nächste Generation des 4G Mobilfunktechnologie, dann ist das ein Trugschluss. Denn 5G bietet dank seiner Spezifikationen deutlich mehr Anwendungsbereiche. Die bisherige Mobilfunktechnologie war für die sog. Just for Fun Kommunikation zuständig, das heißt primär, um Filme zu streamen, Bilder und Videos zu verschicken und einfach simple Datenübertragung zu gewährleisten. Bei der Datenübertragung war es kein Problem, wenn Datenpakte mal nicht übertragen wurden und es zu Übertragungsfehlern kam. Stellt euch jetzt mal vor 4G würde in einem fahrenden Auto eingesetzt, um dieses automatisiert zu steuern. Wenn hierbei das vorausfahrende Fahrzeug hinter einer Kurve an einem Stauende steht und die Daten nicht übertragen werden. Bei 4G kann es bis zu 3% Paketverluste geben, was für die sog. Mission Critical Kommunikation nicht tragbar wäre.
Geschwindigkeit
Die Datenübertragung von 5G zu 4G ist um den Faktor 100 schnell als bei 4G. Stellt euch vor, ihr würdet auf eurem Smartphone eine 1 Gigabyte (1000 MB) großes Video herunterladen. Mit 4G würde das ca. 1 Minute und 20 Sekunden dauern. Mit 5G dauert es gerade mal 1 Sekunde!.
Anzahl der Verbindungen
Wer kennt es nicht da ist man bei einem tollen Konzert, Festival oder Laufveranstaltung bzw. einem Ereignis wo viele Leute an einem Ort sind und das mobile Internet wird extrem langsam, weil die umliegenden Funkmasten die Anfragen nicht mehr alle verarbeiten können. Bei 4G können maximal 10000 Verbindungen auf einem Quadratkilometer verarbeiten werden. Bei 5G ist dieser Wert 100x höher und es können bis zu 1.000.000 gleichzeitige Verbindungen akzeptiert werden.
Mobilität
Wer kennt es nicht das die Verbindung in der Bahn nicht so stabil ist. Das liegt aber meistens nicht an der Geschwindigkeit, die der Zug fährt, sondern eher, weil die Funkmasten nicht ausreichend an der Bahnstrecke verteilt sind. 5G ist auch hier wieder schneller und kann bei bis zu 500 km/h genutzt werden. Vielleicht wird zukünftig 5G auch in der Flugzeugbranche eingesetzt, wer weiß.
Latenz
Die Latenz beschreibt die Reaktionsfähigkeit der Datenübertragung. Diese liegt bei 4G zwischen 30 und 50ms und bei 5G nur bei 1ms.
Aber fangen wir mal vorne an. In der Grafik unten habe ich euch mal einen Vergleich zwischen 4G und 5G gegenübergestellt.
Welche Anwendungsbereiche bieten sich für 5G?
Die Anwendungsbereiche von 5G sind fast unendlich. Die 5G Funktechnologie kann bei jedem Szenario eingesetzt werden, bei der eine nahezu perfekte Datenübertragung mit geringer Latenz zwingend erforderlich ist.
Hier mal einige Beispiele für 5G Anwendungen:
- Industrieroboter in einer smarten Fabrik
- automatisierte Trecker die automatisch ein Feld bearbeiten
- autonome Bus Shuttle auf einem Messegelände
- Operationsroboter der via 5G ferngesteuert wird
- Verladekräne in einem Hafen
Warum ist 5G für automatisiertes und autonomes Fahren wichtig?
Wie schon im vorherigen Abschnitten erwähnt, ist die bisherigen Mobilfunktechnologie für diesen Anwendungszweck nicht ausgelegt. Für In Car Entertainment Angebote mag das vielleicht mit 4G einwandfrei funktionieren, wenn es aber darum geht die Fahrfunktionen des Fahrzeugs zu übernehmen ist das nicht sinnvoll. Um automatisiert Fahren zu können, müssen Daten verarbeitet werden. Es kann sich hierbei um Daten von unterschiedlichen Sensoren des Fahrzeugs handeln (RADAR, LIDAR, ULTRASONIC, oder Kamerabilder). Da die Daten schnell verarbeitet werden müssen, um auf die Verkehrssituation in Millisekunden reagieren zu können, braucht es viel Rechenleistung.
Diese Rechenleistung kann nicht stand-alone im Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden. Deswegen müssen diese mittels einer zentralen Serverstruktur in der Cloud verarbeitet werden. Hierbei ist aktuell der Bottleneck, dass die Datenübertragung nicht schnell genug ist.
Und genau hier kommt dann 5G ins Spiel. Tesla löst dieses Problem aktuell mit Edge Computing und ist mit seinem Full Self Driving Option noch in der Beta Phase. Weitere Infos findet ihr auch in meinem Blogbeitrag zu Tesla.
Wie funktioniert 5G technisch?
Jetzt fragt ihr euch sicher wie man es technisch bei 5G schafft diese schnelle Datenübertragung und geringe Latenz zu realisieren. Die Datenübertragung erfolgt hier auf einer anderen Methode. Bei 4G Funkmasten wird das Signal des Funkmastes in die breite Fläche übertragen, egal ob sich in dem Bereich ein Empfänger befindet oder nicht. Das heißt, das Signal wird bereit gestreut.
5G Funkmasten sind mit einem Antennenarray ausgestattet. Das heißt die Signale werden nicht in der Fläche verteilt, sondern gezielt mittels Beam Forming an das Empfängergerät empfangen und gesendet. So kann die Sende- und Empfangsleistung gezielt eingesetzt werden und wird nicht in der breiten Fläche verwendet. Wer in dieses Thema noch tiefer einsteigen möchte, dem empfehle ich einfach mal nach 5G-Massive-MIMO zu googeln oder sich diesen Artikel von Qualcomm anzuschauen.
Fazit
Viele Mobilfunkanbieter werben jetzt schon mit der Smartphone 5G Option. Meist sind diese Angebote nur Pseudo 5G also eher LTE Max (4G). Frage doch einfach mal deinen Mobilfunkanbieter wie viele 5G Funkmasten diese schon in Deutschland installiert haben. Was viele leider auch nicht wissen ist, dass die 5G Mobilfunklizenzen genauso von der Bundesregierung versteigert wurden wie schon damals bei 3G/4G. Das führt dazu, dass Mobilfunkanbieter Milliarden von Euro nur für die Ersteigerung einer 5G Lizenz aufgewendet haben. Anstatt Unsummen für die Versteigerung der Lizenzen auszugeben, hätten man diese besser in einen flächendeckenden Ausbau der Funkmasten stecken können. Also sind es auch nicht immer die Mobilfunkanbieter schuld, sondern eher das politische System.
Die Anbieter geben diese Kosten natürlich an den Endkunden weiter, weswegen wir im Europa Vergleich einer der Spitzenreiter beim Mobilen Internet sind. Auch die Anzahl der Anbieter ist begrenzt und es herrscht eine hohe Markteintrittsbarriere.
Mit 5G könnte eine neue Ära der Kommunikation eingeführt werden, da dieser Funkstandard es erlaubt in wirklich jedem privaten und gewerblichen Bereich eingesetzt zu werden. Die Vernetzung von Dingen spielt in der jetzigen digitalen Revolution eine sehr wichtige Rolle. Ich bin der Meinung, dass das Internet in der heutigen Zeit genauso zu einer Grundversorgung gehören sollte wie Wasser und Strom. Es bietet für jeden von uns so viele Möglichkeiten und Chancen. Andere Länder sind da schon deutlich weiter, was uns in 5 Jahren durchaus auf die Füße fallen kann und ein echter Wettbewerbsnachteil für die Industrie entstehen könnte.
Ich bin auf die Entwicklung gespannt wie sich die Mobilfunkanbieter und Autohersteller zusammentun werden um mittels 5G den Weg frei zu machen für das automatisierte und autonome Fahren. Ich denke das es hier noch sehr viel Diskussionsbedarf gibt. Zum einen steht im Raum, wie der Mobilfunkanbieter zu jeder Zeit gewährleisten kann, dass die Datenübertragung immer zu 99,9% funktioniert und zum anderen wer die Haftung im Schadensfalle übernimmt. Aber hierzu gibt es ja bereits mit der 5GAA ein Zusammenschluss der sich genau mit diesen Fragestellungen beschäftigt.
Es bleibt also sehr spannend wie sich 5G entwickeln wird. Ich hoffe sehr das hier ein Wandel stattfinden wird und wir bald in Deutschland eine flächendeckende 5G Netzabdeckung auch im ländlichen Raum haben werden. Solltet das nicht durch Politik und Mobilfunkanbieter gelöst werden sehe ich für den Wirtschaftsstandort Deutschland leider sehr schwarz.
Wie ist eure Meinung zu 5G?
