Die Zukunft der Konnektivität: Was Sie über 5G wissen müssen
22..05.2023
Der Mobilfunkstandard 5G hat das Potenzial, die Wirtschaft zu revolutionieren und Prozesse deutlich effizienter zu machen. Was Sie aus unternehmerischer Sicht über 5G wissen müssen und welche Chancen die Technologie birgt, lesen Sie in diesem Artikel.
Was ist 5G und wo liegen die Potenziale?
Bei 5G handelt es sich um die fünfte Mobilfunkgeneration. Populär ist der Standard in erster Linie durch die deutlich höheren Datenübertragungsraten geworden. Während derzeit mit einem modernen Smartphone mit 5G-Mobilfunkvertrag Downloadgeschwindigkeiten von bis zu 500 Mbit/s erreicht werden können, hat die Technologie das Potenzial, in Zukunft Daten mit bis zu 20 Gbit/s zu übertragen.
Ein weiterer zentraler Vorteil von 5G ist die niedrige Latenz. Das bedeutet, dass die Datenübertragung nahezu verzögerungsfrei erfolgt. Der neue Mobilfunkstandard bietet die Möglichkeit, die Latenz auf bis zu eine Millisekunde zu verkürzen – 5G ermöglicht somit Kommunikation in Echtzeit.
Die Geschwindigkeit von 5G ist daher das große Potenzial dieser Technologie für Wirtschaft und Industrie. Vor allem bei der voranschreitenden Vernetzung und Digitalisierung spielt das eine wichtige Rolle. Im Netz der Zukunft können bis zu eine Million Geräte pro Quadratkilometer miteinander vernetzt werden. Bevor wir uns aber den möglichen Anwendungen und Vorteilen von 5G für Unternehmen zuwenden, werfen wir einen genaueren Blick auf den neuen Mobilfunkstandard und die Unterschiede zu seinen Vorgängern.
Die Unterschiede von 5G und 4G/LTE
Die Vorgängertechnologie 4G, die auch weiterhin genutzt wird, bringt es auf eine maximale Verbindungsgeschwindigkeit von 1000 Mbit/s und eine Latenz von etwa 60 bis 98 Millisekunden. 5G ist bis zu 10-mal schneller als 4G.
Der schnellere Datenaustausch mit 5G ermöglicht u. a. eine effizientere Vernetzung. Das spielt besonders für die Kommunikation von Maschinen in der industriellen Fertigung eine große Rolle. Diese können dank 5G künftig in Echtzeit miteinander Daten austauschen. Produkte und Prozesse werden miteinander vernetzt. Dadurch eröffnen sich revolutionäre Möglichkeiten für die Wirtschaft und für Ihr Unternehmen. Mehr dazu lesen Sie in unserem Artikel 5G vs. LTE.
Network-Slicing – eine Schlüsselfunktion von 5G
Eine der wichtigsten Neuerungen des modernen Mobilfunkstandards ist das sogenannte Network-Slicing. Der Begriff entstammt dem Englischen und heißt übersetzt so viel wie „Das Netzwerk in Scheiben schneiden“. Gemeint ist, dass verfügbare Bandbreiten aufgeteilt und für einzelne Netzwerkteilnehmer exklusiv bereitgestellt werden. Das Ergebnis: Die Technologie lässt sich optimal auf unterschiedliche Bedürfnisse anpassen.
Network-Slicing ermöglicht auf diese Weise, mehrere virtuelle Netzwerke auf demselben physischen Netz zu betreiben. Diese virtuellen Netzwerke wiederum lassen sich an Ihre individuellen Anforderungen anpassen. So können diese etwa auf besonders niedrige Latenz oder sehr hohe Datenübertragungsraten optimiert werden.
Die Besonderheit: Die einzelnen virtuellen Netzwerke bremsen sich nicht gegenseitig aus – die „Scheiben“ sind voneinander getrennt und jede einzelne ist Ende-zu-Ende-verschlüsselt. Zudem lassen sich die einzelnen virtuellen Netzwerke einfach verwalten, denn Network-Slicing ist softwaregesteuert. Dadurch ist es möglich, auf unvorhergesehene Herausforderungen flexibel zu reagieren, da jedem „Slice“ des Netzwerks eigene Eigenschaften zugewiesen werden können.
5G nutzt mehrere Frequenzbereiche
Wie schon 3G und 4G nutzt auch 5G hauptsächlich den Frequenzbereich von etwa 2 GHz. Da jedoch in diesem Bereich bereits viele Geräte Daten übertragen, ist er störanfälliger und die Datenübertragungsraten sind begrenzt.
5G belegt deshalb auch bisher ungenutzte Frequenzen bis zu 6 GHz, also höhere Frequenzbereiche mit geringeren Wellenlängen. Zukünftig soll der Standard noch weiter ausgeweitet werden und Funkwellenbereiche bis zu 24 GHz nutzen.
Die höheren Frequenzen ermöglichen eine schnellere Datenübertragung. Allerdings bergen sie auch die Herausforderung, dass die Reichweite mit erhöhter Frequenz verringert wird. Längere Funkwellen (also diejenigen mit niedriger Frequenz) haben eine größere Reichweite, können aber weniger Daten übertragen. Daher ist der 5G-Netzausbau auch im Bereich der höheren Frequenzen entscheidend.
5G-SA vs. 5G-NSA: Das sind die Unterschiede
Hinter den Abkürzungen verbergen sich die Bezeichnungen 5G-Standalone (5G-SA) und 5G-Non-Standalone (5G-NSA). Es handelt sich hierbei um zwei unterschiedliche Ausbaustufen des Netzes:
5G-NSA nutzt Teile der 4G-Infrastruktur, um das 5G-Netz zu spannen.
5G-SA basiert auf einer eigenen 5G-Infrastruktur.
Um das volle Potenzial des 5G-Netzes zu nutzen, bedarf es 5G-SA. Dafür sind einige Änderungen am Kernnetz notwendig. Dieses ist ein wichtiger Teil des Mobilfunknetzes – es verbindet das RAN (Radio-Access-Network, also das Funkzugangsnetz, zu dem etwa Funkmasten und Antennen gehören) mit den Servern und Kommunikationssteuerprogrammen der Mobilfunkanbieter.
Vereinfacht gesprochen bedeutet das: Über das Funkzugangsnetz wählen sich Anruferinnen und Anrufer in das Mobilfunknetz ein, das Kernnetz ist zuständig für die Vermittlung der Anrufe. Ein 5G-Zugangsnetz funktioniert grundsätzlich auch mit einem 4G-Kernnetz als 5G-NSA. Wird allerdings das Kernnetz komplett aufgerüstet, wird dadurch ein eigenständiges 5G-Netz geschaffen, das dann wiederum als 5G-SA bezeichnet wird.
5G-Netzabdeckung und der Ausbau des Mobilfunknetzes
Da es sich bei 5G um eine neue Technologie handelt, müssen zunächst die infrastrukturellen Voraussetzungen für eine flächendeckende Netzverfügbarkeit geschaffen werden. Es braucht neue 5G-fähige Sendemasten und Antennen – das Netz muss ausgebaut werden.
Im Januar 2023 verzeichnete die Bundesnetzagentur auf mehr als 84 % des Bundesgebiets eine 5G-Netzabdeckung durch mindestens einen Mobilfunkanbieter. O2 wird bis 2025 eine vollständige 5G-Abdeckung in ganz Deutschland erreichen. Wie es um die aktuelle Netzabdeckung in Ihrer Region steht, sehen Sie in unserem Netz-Check.
Chancen eines gut ausgebauten 5G-Netzes
Einerseits bedeutet ein gut ausgebautes Mobilfunknetz, dass Sie und Ihr Team nahezu überall Empfang haben und erreichbar sind. Ein flächendeckendes 5G-Netz bietet aber weit mehr als das. So eröffnet es beispielsweise mehr Möglichkeiten für Technologien wie autonomes Fahren, indem die Grundfunktionen um weitere Systeme ergänzt werden.
Natürlich muss autonomes Fahren aus Sicherheitsgründen auch ohne 5G funktionieren. Eine Netzabdeckung entlang aller Straßen und Autobahnen ermöglicht es über die Grundfunktionen hinaus jedoch, Fahrzeuge und Verkehrsinfrastruktur miteinander kommunizieren zu lassen. So können wichtige Daten wie die Verkehrsregelung sowie genaue Position und Geschwindigkeit unter den Fahrzeugen ausgetauscht werden. Dadurch lässt dich die Informationsdichte erhöhen und das Auto „sieht“ weiter voraus. Ein Stau in einiger Entfernung etwa ließe sich somit automatisiert umfahren.
Was für Privatpersonen entspanntes Reisen und Zeit für andere Tätigkeiten als das Führen eines Fahrzeugs bedeutet, verspricht auch für Unternehmen neue Möglichkeiten. Nur ein Beispiel: Autonome LKW wären nicht mehr an die Ruhezeiten der Fahrerinnen und Fahrer gebunden und kämen dadurch schneller ans Ziel. Zudem böten fahrerlose LKW eine Lösung für den Fachkräftemangel in diesem Bereich.
Anwendungsbereiche des Mobilfunkstandards 5G in der Wirtschaft
Unter den Vorteilen von 5G für die Wirtschaft sind die niedrige Latenz und die höheren Datenübertragungsraten besonders wichtig. Beide Faktoren schaffen die Voraussetzung, um beispielsweise die Industrie auf ein neues Level zu heben. So macht 5G eine intelligente Vernetzung von Maschinen, Prozessen, Produkten und ganzen Wertschöpfungsketten in Echtzeit möglich. Immer mehr Unternehmen nutzen auch eigene 5G-Campusnetze, also lokale Mobilfunknetze, in diesem Standard.
Autonomes Fahren haben wir bereits als Beispiel angesprochen. Einige weitere Anwendungsfälle, die zeigen wie 5G die Wirtschaft und Industrie positiv beeinflussen kann, haben wir hier für Sie aufgelistet:
Die Baustelle der Zukunft
Auch Baustellen lassen sich via 5G vernetzen und moderne Baumaschinen können miteinander kommunizieren. Ihre Arbeitsaufgaben können diese Maschinen teil- oder vollautomatisiert ausführen. So gelingt es, Bauprozesse optimal aufeinander abzustimmen und die Produktivität zu steigern. Ein weiterer Vorteil für Bauunternehmen: eine automatisierte Baustellendokumentation, ohne dass händisch Werte ausgelesen werden müssen.
Darin liegen Chancen, auch hier dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken. Ein Kran auf einer Baustelle kann dank der Echtzeitkommunikation z. B. ferngesteuert werden. Die Fachkraft, die den Kran führt, würde dadurch effektiver eingesetzt werden können, denn sie müsste nicht mehr persönlich auf einer Baustelle anwesend sein. Stattdessen könnte sie Kräne zuverlässig fernsteuern – etwa von einem Arbeitsplatz im Homeoffice aus. Derartige Lösungen haben das Potenzial, Zeit und Geld zu sparen.
Darüber hinaus kann die Überwachung der Baustelle dank 5G in Zukunft aus der Luft erfolgen. Ferngesteuerte Drohnen mit hochauflösenden Kameras ermöglichen es, eine Inspektion durchzuführen, ohne dass Personen vor Ort anwesend sein müssen. Insgesamt dürften die Baustellen der Zukunft über viel mehr Sensoren und Kameras verfügen, die eine Kommunikation der Maschinen untereinander über ein 5G-Netz ermöglichen.
Chancen im Handwerk
Im Handwerk könnte via 5G in Zukunft beispielsweise Augmented Reality zu besserem Kundenservice beitragen. Ein neues Möbelstück beispielsweise lässt sich mithilfe dieser Technik digital in ein Zimmer projizieren und an den Raum anpassen. Darüber hinaus kann die schnelle Übertragung großer Datenpakete sogar ermöglichen, dass Baupläne für Einzelteile digital versendet und von einem 3D-Drucker produziert werden. Zudem können einzelne Arbeitsschritte im Handwerk durch Roboter übernommen werden, indem Maschinen standortübergreifend von einer Person gesteuert werden.
Industrie 4.0 und IoT
Im Internet der Dinge (IoT – „Internet of Things“) sind Geräte intelligent miteinander vernetzt und kommunizieren miteinander. Durch 5G eröffnen sich der Industrie enorme Möglichkeiten, weshalb häufig auch von einer neuen industriellen Revolution oder der Industrie 4.0 gesprochen wird. Passend dazu finden Sie bei O2 Managed Connectivity von IoT-Geräten.
Indem smarte Maschinen über eine drahtlose Infrastruktur in Echtzeit miteinander kommunizieren, werden beispielsweise autonome Herstellungsprozesse möglich. In diesem Szenario sorgen autonome Flurförderzeuge oder Drohnen für die Logistik in vernetzten Fertigungsstraßen. Und mittels künstlicher Intelligenz lernen Maschinen wie Industrieroboter kontinuierlich hinzu. Natürlich werden diese auch vorausschauend gewartet – also dann, wann es nötig ist. Die Menschen übernehmen vornehmlich überwachende und planerische Tätigkeiten – und sind natürlich für Kreativität, Teamarbeit, Teamführung sowie das soziale Miteinander verantwortlich.
Bei der Planung können „Digital Twins“ unterstützen. Mithilfe des digitalen Zwillings einer Fabrik kann in Echtzeit abgebildet werden, wie sich Veränderungen von Maschinen und Parametern auswirken.
So erwarten Expertinnen und Experten im Bereich IoT und Industrie 4.0 in naher Zukunft große Weiterentwicklungen und zunehmende Automatisierung. Aus Sicht einiger Fachleute ist 5G daher auch ein Wirtschaftsfaktor – wer nicht rechtzeitig umsteigt, verliert den Anschluss und ist bald nicht mehr wettbewerbsfähig. Wichtige Bereiche, in denen 5G die Industrie 4.0 unterstützen kann, stellen wir anhand von Anwendungsbeispielen vor.
5G revolutioniert die Landwirtschaft
Das Prinzip der ferngesteuerten Baumaschinen oder autonom fahrenden Autos lässt sich auch auf die Landwirtschaft übertragen. Traktor, Mähdrescher und Co. dürften daher weiter digitalisiert werden und künftig selbstständiger und effektiver als bisher die Ernte einfahren. Auch die Felder könnten bald verstärkt mit Sensoren bestückt sein, die beispielsweise Informationen zum Nährstoffgehalt des Bodens oder Feuchtigkeit liefern. So lassen sich Düngemittel gezielter und sparsamer einsetzen.
In der Tierhaltung bietet der vernetzte Stall große Möglichkeiten. Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Futtermittelgabe könnten durch intelligent miteinander kommunizierende Maschinen automatisiert, effektiv aufeinander abgestimmt und aus der Ferne gesteuert werden.
Neue Medizintechnik mit 5G
In der Medizin wird 5G ebenfalls Fortschritte bringen und leistet bereits jetzt einen wichtigen Beitrag. Nach einem Verkehrsunfall beispielsweise kann der Rettungsdienst wichtige Patientendaten sowie hochauflösende Bilder und Videos in Echtzeit in eine Klinik beziehungsweise direkt zur Krankenhauschirurgie und wahlweise auf die (entsprechend geschützten) Mobiltelefone einzelner Ärztinnen und Ärzte übertragen. Noch vor ihrer Ankunft können Notfallkräfte sich über das Geschehen vor Ort informieren lassen und unter Einhaltung der Datenschutzbestimmungen die elektronische Patientenakte (ePA) aufrufen – einschließlich hinterlegter Vorbefunde und hochauflösender Röntgenaufnahmen.
Doch auch im ambulanten Bereich und bei der hausärztlichen Versorgung hilft 5G: Medizinische Geräte wie mobile EKG könnten in Zukunft nicht nur Daten sammeln, sondern diese direkt an behandelnde Ärztinnen und Ärzte senden und so die Diagnose viel effizienter und zeitnaher unterstützen. Der mögliche Abgleich mit vielen anderen Daten und deren intelligente Auswertung zur Bestimmung einer bestmöglichen Therapie sind nur Beispiele für Mechanismen, die ein leistungsstarkes 5G-Netz optimal unterstützt.
5G-Campusnetze bieten exklusive Konnektivität
Der Begriff Campusnetz hat nichts mit dem Internet auf dem Universitätscampus zu tun. Vielmehr bezeichnet er kleine, lokal bereitgestellte und nicht-öffentliche 5G-Netze. Diese Campusnetze sind eine Voraussetzung für viele der oben erwähnten Anwendungsbeispiele.
Durch ein eigenes 5G-Campusnetz auf dem Firmengelände wird etwa die Fabrik der Zukunft im Sinne der Industrie 4.0 denkbar. Auch die digitalisierte Baustelle oder der Landwirtschaftsbetrieb können Beispiele sein. Campusnetze sind in der Regel so abgesichert, dass keine sensiblen Daten nach außen gelangen können.
5G in der Übersicht
5G ist der Mobilfunkstandard der fünften Generation. Die wichtigsten Eigenschaften und Weiterentwicklungen fassen wir für Sie kurz zusammen:
5G ermöglicht Kommunikation in Echtzeit. Diese Echtzeitkommunikation ist einer der größten Vorteile und birgt vielfältige Potenziale. Zudem können mit 5G größere Datenmengen schneller übertragen werden.
Durch sogenanntes Network-Slicing lassen sich feste Bandbreiten garantieren. So werden mögliche Ausfälle oder Kommunikationsabbrüche wirksam verhindert. Das wiederum ermöglicht besonders sicherheitskritische Anwendungen.
Viele Weiterentwicklungen in Industrie und Wirtschaft werden durch 5G erst möglich und in naher Zukunft realisiert werden. Mehr vernetzte Geräte im Internet der Dinge (IoT), eine fortschreitende Automatisierung in nahezu allen Bereichen und neue Jobprofile sind nur einige der zu erwartenden Neuerungen durch 5G.
Der 5G-Ausbau ist die Voraussetzung für diese Innovationen. Deutsche Mobilfunkanbieter wie O2 wollen bis 2025 ein 5G-Netz etablieren, das 100 % der Bevölkerung erreicht. Sie können sich schon jetzt günstige Mobilfunk-Angebote sichern.
Unternehmen sollten den Anschluss nicht verpassen und zeitnah auf die neuen Technologien umrüsten.
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Häufig gestellte Fragen
5G ist der derzeit modernste Mobilfunkstandard. Der Netzausbau schreitet schnell voran und in vielen Regionen ist 5G bereits flächendeckend verfügbar. Da mit 5G zahlreiche Innovationen in Wirtschaft und Gesellschaft einhergehen, sollten vor allem Unternehmen die Technologie als Wettbewerbsfaktor verstehen und den Anschluss nicht verpassen.
Die Vorteile überwiegen: 5G bringt Verbesserungen in vielen Bereichen mit sich. Schnellere Datenübertragung und größere Datenraten sind wohl die wichtigsten. Um 5G jedoch in vollem Umfang nutzen zu können, ist ein Ausbau des Mobilfunknetzes notwendig. Das 5G-Netz bietet einerseits mehr Möglichkeiten, ist u. a. aufgrund der vielen verschiedenen verwendeten Frequenzen aber sowohl im Aufbau, als auch im Handling komplexer als bisherige Mobilfunkstandards. Ein weiterer Nachteil könnten zunächst auch höhere Kosten für eine Umrüstung sein.
Ja, alle deutschen Mobilfunkanbieter haben ihre 5G-Netze in Betrieb genommen und bauen diese weiter aus. Im Januar 2023 registrierte die Bundesnetzagentur eine Abdeckung von fast 85% des Bundesgebiets durch mindestens einen Mobilfunkanbieter. Bis 2025 wird beispielsweise O2 100% der Bevölkerung mit 5G erreichen.
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