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Die Grundlagen von 5G-Wireless-Netzwerken

Drahtlose Netzwerke nach 5G locken mit einer Fülle von Möglichkeiten. Doch was genau ist 5G? Und wann wird diese High-Speed-Technologie mit zudem geringer Latenz Realität?

Wireless Networking hat sich im Laufe der letzten Jahre beträchtlich verbessert, da es in Unternehmen immer mehr mobile Geräte gibt, die auf Enterprise-Netzwerke zugreifen. Die Telekommunikationsbranche hofft, dass die Mobilfunktechnologie der fünften Generation sogar einen noch größeren Sprung in puncto Netzwerk-Performance bedeuten wird. Auf diese Weise könnten sich Unternehmen ein breites Spektrum neuer Anwendungen und Services erschließen.

Man erwartet, dass 5G-Mobilfunk, basierend auf drahtlosen LTE-Services (Long Term Evolution) der vierten Generation (4G), ein größeres Datenvolumen über deutlich schnellere Netzwerke mit einer Latenz im Bereich von unter einer Millisekunde überträgt. Mobilfunknetze können bei 4G Daten mit einer Spitzengeschwindigkeit von bis zu 1 GBit/s transportieren. In 5G-Wireless-Netzwerken wird jedoch die Performance drastisch steigen, so dass Daten mit nicht weniger als 10 GBit/s befördert werden – das entspricht einem Tempo wie bei drahtgebundener Kommunikation.

Die Reduzierung von Netzwerkantwortzeiten bringt derweil weitere bedeutende Fortschritte. Als Ergebnis birgt die 5G-Architektur ein beträchtliches Potenzial für neue Technologien – zum Beispiel Remote-Online-Chirurgie –, die Machine Learning und künstliche Intelligenz, virtuelle und erweiterte Realität sowie das Internet der Dinge umfassen.

Typen von 5G Wireless Services

Während das kommerzielle Deployment von 5G-Wireless-Netzwerken näher rückt, bereiten sich die Mobilfunkbetreiber auf das Rollout von zwei Grundtypen neuer 5G-Services vor. Da ist zum einen Fixed Wireless Broadband, das beispielsweise die Deutsche Telekom ab 2019 nutzen will. Der zweite Typ ist Mobile 5G Cellular, in einigen Märkten wahrscheinlich ebenfalls ab 2019 verfügbar, wobei die Technologie, die sowohl für mobile Anwender im Allgemeinen wie für Mobilfunknutzer im Besonderen geeignet ist, ab 2020 generell erhältlich sein dürfte. Analysten gehen davon aus, dass die Betreiber bis 2025 über eine vollständige 5G-Wireless-Bereitstellung verfügen werden.

Im Folgenden erfahren Sie, wie die zwei Typen von 5G-Wireless-Diensten funktionieren.

Fixed Wireless Broadband 5G. Diese Services (auch kurz Fixed Wireless genannt) sollen für Unternehmen oder Privathaushalte die Internetkonnektivität auf der letzten Meile mit Funksignalen statt einer drahtgebundenen Anbindung direkt vor Ort ermöglichen. Um Fixed Wireless Broadband anzubieten, stellen die Carrier sogenannte 5G New Radios in kleinen Funkzellenstandorten bereit, etwa auf der Straßenbeleuchtung und Telefonmasten. So gelangen die Signale zu drahtlosen Modems, die in Gebäuden und Wohnungen installiert sind. Dadurch entfällt die Notwendigkeit von festen Anbindungen, etwa per Glasfaser oder Kabel, direkt in ein Gebäude.

Das 3rd Generation Partnership Project (3GPP) stellte im Dezember 2017 die Standards für 5G New Radio fertig, die für Fixed Wireless Broadband erforderlich sind.

5G Mobile Services. Die Betreiber planen zudem mobile 5G-Funkservices, die durch die nächste Entwicklungsstufe von Evolved Packet Core LTE-Advanced ermöglicht werden. Mobile 5G-Funkservices können erst dann ausgerollt werden, wenn das 3GPP die grundlegenden Standards für 5G- Mobile verabschiedet hat, womit noch im Jahr 2018 gerechnet wird, und 5G-fähige Smartphones kommerziell verfügbar sind – was Anfang 2019 der Fall sein dürfte. Analysten gehen davon aus, dass die Mobilfunkbetreiber mit der Bereitstellung von 5G-Mobilservices gegen Ende des ersten Quartals 2019 beginnen werden.

5G Wireless im Unternehmen

Die Aussicht auf 5G-Funktechnologie für Unternehmen bleibt erst einmal ein Versprechen – bis die Arbeiten am 5G-Standard abgeschlossen sind und die Betreiber das Rollout von 5G-Wireless-Netzwerken beendet haben. Sobald 5G-Funkeinheiten installiert und 5G-fähige intelligente Geräte verfügbar sind, steht zu erwarten, dass Unternehmen mehr Anwendungsfälle für 5G-Services entwickeln.

Chris Antlitz, leitender Analyst für den Telekommunikationsmarkt bei Technology Business Research Inc. in Hampton, New Hampshire, erwartet, dass große Fortune-2000-Unternehmen unter den ersten sein werden, die ab 2020 mit dem Rollout von 5G-Services beginnen. Eine stärkere Verbreitung im Unternehmensbereich werde erst später stattfinden – zwischen 2025 und 2030.

Um für den Rollout von 5G-Wireless-Netzwerken gewappnet zu sein, beginnen in einigen Unternehmen Mitglieder der Geschäftsleitung und andere IT-Manager damit, sich um potenzielle Anwendungen zu kümmern, die einen Vorteil aus der hohen Performance und geringen Latenz von 5G ziehen.

Wer wird von 5G profitieren?

Nach Angaben von MarketsandMarkets verspricht der Markt für 5G-Infrastruktur ein erhebliches Wachstumspotenzial von 2,9 Milliarden US-Dollar im Jahre 2020 auf 34 Milliarden US-Dollar bis 2026.

Gründe sind die Nachfrage nach mobilen Datendiensten, die Zunahmen der industriellen Automatisierung und die steigende Nutzung von Software in Kommunikationsnetzwerken.

Für Branchen, bei denen es auf eine geringe Latenz und einen hohen Durchsatz ankommt – zum Beispiel das Gesundheitswesen, Finanzdienstleister, Energieversorger und andere Unternehmen mit Außendiensteinsatz –, dürften 5G-Wireless-Netzwerke beträchtliche Auswirkungen haben. Firmen mit speziellen Kommunikationsanforderungen und Herstellungsprozessen werden wohl als erste von den Vorteilen profitieren.

Techniker in einem 5G-Entwicklungscenter in Oulu, Finnland, wo Nokia einst der größte Arbeitgeber war, entwickeln beispielsweise 5G-Anwendungsfälle. Forscher arbeiten an Kommunikationsideen wie Rundfunk über 5G und entwickeln Anwendungen für das Gesundheitswesen, etwa Reha-Maßnahmen für Schlaganfallpatienten per virtueller Realität.

5G-Marktentwicklung.
Abbildung 1: 5G-Marktentwicklung.

Service-Provider tragen zur weiteren 5G-Entwicklung bei

Laut den Marktforschern von TBR stammen mehr als 85 Prozent der für die 5G-Entwicklung vorgesehenen Mittel von Kommunikations-Service-Providern aus vier Ländern: den Vereinigten Staaten, China, Japan und Südkorea. Betreiber in diesen Staaten haben 5G zur Priorität gemacht und konzentrieren sich zunächst auf Fixed Wireless Broadband und mobiles Breitband.

In den Vereinigten Staaten bauen Verizon und AT&T, die 2017 in einigen Städten 5G-Feldversuche gestartet haben, 5G-Netzwerke auf, die 2018 beim Rollout von Services den Millimeterwellenbereich nutzen. Sprint und T-Mobile haben Pläne für 2019 angekündigt, um große Metropolregionen mit 5G-Mobile-Services zu versorgen.

US-Betreiber haben beim Deployment von 5G-Wireless-Netzwerken mit rechtlichen Hürden zu kämpfen. Auf Bundes- und Länderebene müssen Zugangsbestimmungen festgelegt und lokale Genehmigungen erteilt werden, die es Telekommunikationsunternehmen erlauben, die erforderlichen Glasfaserkabel für die Anbindung ihrer kleinen Funkzellenstandorte zu installieren. Die Provider müssen darüber hinaus Frequenzspektren über Auktionen erwerben, die von der Federal Communications Commission durchgeführt werden.

In Deutschland wird die Versteigerung der 5G-Frequenzen wohl erst im ersten Quartal 2019 stattfinden, nachdem laut Bundesnetzagentur erst „bis Ende 2018 die finalen Vorgaben für die Versteigerung vorliegen“.

Da sie Daten mit geringer Latenz und hoher Geschwindigkeit übertragen, können 5G-Mobilfunknetzwerke die Art ändern, wie Unternehmen moderne Technologien nutzen, um neue Services und Funktionen zu unterstützen. Unternehmen können von einer zunehmenden Verbreitung im kommenden Jahrzehnt ausgehen, wenn die Service-Provider mit dem Rollout von 5G-Services beginnen und die Firmen 5G-Anwendungsfälle entwickeln.

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Artikel wurde zuletzt im Juli 2018 aktualisiert

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