5G – der Booster im Mobilfunk

2G, 3G, 4G und seit Neuestem 5G. Wobei – der neue Mobilfunkstandard ist schon seit 2019 im Netz und seither in immer mehr Regionen verfügbar. Nur: Was kann 5G besser als die Vorgänger-Generationen? Die Antwort lautet: Bei 5G handelt es sich nicht nur um mehr Bandbreite und mehr MBit beim Ladespeed für zu Hause. 5G sorgt dafür, dass völlig neue Ökosysteme bei der Internetnutzung entstehen können. 5G revolutioniert vor allem die Nutzungsmöglichkeiten nicht nur im privaten Bereich, sondern erstmals auch für Unternehmen und im öffentlichen Raum. Nachfolgend die wichtigsten Beispiele:

SmartHome

5G wird die Datenraten heimischer Endgeräte um bis zu 20 Gbit/s (und damit bis zu 20x schneller als 4G) verbessern. Dieser Sprung ist deutlicher – um nicht zu sagen: dramatischer als von 3G auf 4G. Gerade bei Smart Home Produkten ist ein deutlich schnelleres Internet mit verbesserter Konnektivität in Echtzeit wichtig. Bisher stießen lokale Heim WLAN-Netzwerke mit ihrer bekannten Latenz oft an ihre Grenzen. Bei Sicherheitskameras oder Sprachassistenten können Verzögerungen in der Übertragung durchaus unangenehme Folgen haben. Insbesondere bei mehreren angeschlossenen Geräten oder mehreren Nutzern gleichzeitig im Haus entsteht diese Latenz. Verschlimmernd kann sich die heimische Situation (Wände, Geschosse etc.) erweisen.

5G kann Abhilfe schaffen: Durch die größere Kapazität seines LPWAN (Low Power Wide Area Network) ist 5G ideal für SmartHome-Anwendungen. Auch Anwendungen, die höheres Datenvolumen benötigen wie AR und VR werden mit 5G problemlos möglich sein. Sogar bei mehreren Nutzern gleichzeitig. Selbst ein 2-stündiger Kinofilm kann in unter 4 Sekunden geladen sein. Und das alles sogar ohne das kabelgebundene heimische WLAN. Auch nicht unwichtig: Ein einheitlicher Mobilfunkstandard wird durch ein gemeinsames Protokoll sicherstellen, dass alle Geräte nahtlos miteinander interagieren können. Ein weiterer Vorteil von 5G liegt in einer Reihe von verschiedenen Sicherheitsvorkehrungen, die es Hackern zumindest schwerer als bisher machen soll, in SmartHome Systeme einzudringen.

Industrie 4.0 und KI

5G verbindet aber nicht nur Menschen zuverlässiger, schneller und sicherer. Sondern auch Sensoren, Geräte und Maschinen. 5G wurde vor allem dazu geschaffen, Echtzeit-Automatisierung in Industrie bzw. für industrielle Anwendungen zu ermöglichen. Damit Maschinen gesteuert und untereinander kommunizieren können, ist kritische Echtzeitkommunikation essentiell. Durch die minimale Latenzzeit (eine Millisekunde) wird Echtzeit- Kommunikation selbst über größere Distanzen über eine Funkverbindung möglich. Interoperationalität durch ein einheitliches Protokoll sorgt dafür, dass sich auch verschiedene Systeme in Fabriken störungsfrei austauschen können. Ganze Industrieanlagen sind nunmehr ohne aufwändige Verkabelung und durch ein stabiles digitales Netzwerk verbunden, neue Geräte und Maschinen können jederzeit ohne Aufwand und kabellos in das Netzwerk integriert werden. Es liegt auf der Hand: Auch Kosten und Zeit durch Installationsaufwand können mithilfe von 5G deutlich reduziert werden.

Auch die Einbindung von künstlicher Intelligenz und Robotern in die Industrie 4.0 kann durch die Nutzung von 5G erfolgen. Dann auch KI (künstliche Intelligenz) benötigt stabile Echtzeit-Konnektivität, um große Mengen an Daten zu analysieren, Entscheidungen zu treffen und diese an die angeschlossenen Systeme zu übermitteln. Aufgrund seiner beispiellosen Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit können auch komplexe Industrie 4.0 Systeme mit deutlich mehr vernetzten Geräten als bisher unterstützt und gesteuert werden. Rein rechnerisch kann 5G auf einem Quadratkilometer Fläche ca. 1 Mio. Geräte einschließlich KI in Echtzeit miteinander vernetzen. Zum Vergleich: 4G schafft gerade mal 4.000. Und das auch nicht in Echtzeit.

Smart Cities

Auch bei der Verwirklichung der Vision einer intelligenten Stadt, die ihren Bürgern und Unternehmen durch den Einsatz von digitaler Kommunikationstechnologie ein effizienteres und nachhaltigeres Leben schaffen soll, ist 5G unerlässlich. Denn 5G unterstützt die deutlich höhere Gerätedichte in Großstädten, ohne dass dabei Abstriche bei der Konnektivität in Kauf genommen werden müssen. So können selbst Zehntausende Zuschauer in einem Fußballstadion mit 5G ohne Einschränkung ihre Smartphones gleichzeitig nutzen – 4G schafft da oft noch Verbindungs-Frust vor Ort.

In der smarten Stadt wird 5G eine nie gekannte Anzahl an Überwachungskameras, Systeme der Verkehrsführung, angeschlossene Autos, Sensoren, smarte Gebäude, Kommunikationsgateways, Rechencenter oder Haushaltsgeräte miteinander in Echtzeit verbinden. Aus der Datenlage können, auch durch eingebundenes KI, Entscheidungen getroffen werden, die dann zum Nutzen von Verkehr, Ökologie und Nachhaltigkeit oder sogar sozialen Fragen umgesetzt werden.

Autonomes Fahren

Kein Gasgeben, Steuern oder Bremsen mehr: Das autonome Fahrzeug benötigt keinen Fahrer mehr, es reagiert selbst in Gefahrensituationen völlig eigenständig.

5G wird auch autonomen Fahren einen deutlichen Schub zur Verwirklichung im täglichen Straßenverkehr geben. Autonomes Fahren mit 5G ist damit auch ein wichtiger Bestandteil der geplanten Verkehrswende.

Was vor kurzem noch Fiktion war, ist heute Realität: Die ersten autonom fahrenden Fahrzeuge sind im Einsatz, etwa Shuttles auf Messegeländen. Gleichwohl trifft die Technologie auch heute noch bei vielen auf große Skepsis, besonders wenn es um Sicherheitsfragen geht. Technisch gesehen, sagen Wissenschaftler ist die größte Herausforderung an autonom fahrende Fahrzeuge aber nicht das Funktionieren der Technologie selbst, sondern das gleichzeitige Vorhandensein von autonom fahrenden Fahrzeugen und traditionell bewegten, nicht vernetzten Fahrzeugen.

Wie auch in anderen Bereichen kann 5G auch beim autonomen Fahren seine Vorzüge in Sachen sicherheitsrelevanter Echtzeit-Vernetzung und der Übertragung großer Datenmenge ausspielen. Etwa, wenn es um die Konnektivität von Fahrzeugen und Verkehrsinfrastruktursystemen, also etwa Ampeln oder Kreuzungen geht. Aber auch Fahrzeuge untereinander werden mittels 5G kommunizieren und sich untereinander abstimmen können: Eingebaute Sensoren in Form von smarten Kameras sollen den direkten Austausch zwischen mehreren Fahrzeugen ermöglichen, regeln nahtloses Fahren und zügigen Verkehr. Aber auch glatte Straßen, Staus und Umleitungen oder Daten aufs Navi werden dem autonom fahrenden Fahrzeug in Echtzeit mitgeteilt. Und wenn mal alle Bordsysteme versagen sollten: Selbst das ferngesteuerte Lotsen eines Fahrzeugs von einem x-beliebigen Standort aus ist mittels 5G möglich und denkbar.

Der Weg dahin wird aber noch dauern: Erst in 2025 sollen die wichtigsten Verkehrswege für PKW und Bahn mit 5G-fähigem Netz ausgestattet sein, Nebenverkehrswege werden noch länger dauern. Und bis die ersten autonom fahrenden Fahrzeuge sicher auf allen Straßen unterwegs sind, braucht es noch ein paar Jahre über 2025 hinaus. Aber immerhin, mit 5G ist die Grundlage schon gelegt.