Schneller Datenfunk 5G Das kann das mobile Netz der Zukunft
Selbstfahrende Autos und autonome Roboter sollen blitzschnell miteinander kommunizieren. Dafür benötigt man schnellere Netze. Ab 2020 soll das 5G-Netz für mobile Nutzer verfügbar sein. t-online-de hat auf der Mobile World Beispiele angeschaut, was damit in Zukunft möglich ist.
Fakten zu 5G
Peak-Downlink-Rate: 20 GBit/s,
Peak-Uplink-Rate: 10 GBit/s
Mindest-Datenrate für Endnutzer im Downlink: 100 Mbit/s
Mindest-Datenrate für Endnutzer im Uplink: 50 Mbit/s,
Verzögerungszeit: nicht mehr als vier Millisekunden.
Verbindungsdichte: bis zu 1 Mio. Endgeräte pro km2.
Senkung des Energieverbrauches auf ein Zehntel heutiger Systeme.
Steigerung der relativen Bewegungsgeschwindigkeit auf 500 km/h
Auf der Mobilfunkmesse "Mobile World Congress" (MWC) in Barcelona prangt das Zeichen „5G“ an vielen Ständen. Das Kürzel steht für die fünfte Mobilfunk-Generation. Sie soll das „Internet der Dinge“ mit seinen vernetzten Geräten, Menschen, Häusern und Städten Realität werden lassen.
Doch wie sieht diese Realität dieser Gigabit-Gesellschaft aus?
Telekom-Anbieter, Smartphone-Produzenten und Netzwerkausrüster – sie alle überbieten sich auf dem MWC bei der Realisierung der digitalen Transformation mit Hilfe des 5G-Netzes: Die Technik soll Nutzern schnelleres, mobiles Internet mit geringen Übertragungszeiten liefern (siehe Kasten). Einige Unternehmen wollen bereits in diesem Jahr die ersten kommerziellen 5G-Netze installieren. 2019 soll 5G dann in der Fläche verfügbar sein.
Bislang gibt es allerdings nur Tests, die dazu dienen, eventuelle auftretende Probleme zu beheben. In Zukunft strömen Daten durch Stromnetze, über den Wolken, in Kleinst-Rechenzentren am Straßenrand, hin zu Smartphones und Sprachassistenten. „Wir sind Vorreiter bei 5G. Allein im vergangenen Jahr haben wir in Deutschland 40.000 Kilometer Glasfaser verlegt, mehr als das Gesamtnetz der Bundesstraßen an Kilometern hat. Wir waren die Ersten in Europa, die 5G-Antennen ins reale Mobilfunknetz gebracht haben", erklärt Claudia Nemat, Vorstand Technologie und Innovation bei der Deutschen Telekom.
Fußball im Stadion live auf allen Smartphones der Zuschauer
Ein Beispiel für den konkreten Einsatz des 5G-Netzes: Zurzeit würde es sehr viel Geld kosten, wenn man im Fußballstadion viele Kameras aus unterschiedlichen Positionen mit Glasfaser ausstatten würde. Mit dem neuen Standard wäre es möglich, solche Kameras direkt an das Mobilfunknetz anzuschließen, vor Ort den Inhalt aufzubereiten und direkt auf die Smartphones oder Tablets aller 50.000 Zuschauer zu schicken. Dann könnte jeder Fußballfan in Echtzeit das Spiel aus vollkommen unterschiedlichen Positionen verfolgen. Für ein solches Szenario braucht man eine extrem hohe Bandbreite (10 Gigabit pro Sekunde) und eine sehr niedrige Latenz (eine Millisekunde). Heute können sich höchstens 700 Geräte in einer Funkzelle einloggen, bei 5G könnten es 10.000 sein.
Datenübertragung in Echtzeit im fahrende Auto
Autonomes Fahren soll in Zukunft möglich sein. Damit aber Autos überhaupt ohne Fahrer unterwegs sein können, müssen Fahrzeuge zum Beispiel ohne Zeitverlust von einer Funkzelle in die nächste weitergereicht werden. Gleichzeitig müssen die Fahrzeuge während ihrer Fahrt mit Ampeln kommunizieren oder Kartendaten in Echtzeit aktualisieren. All das ist aber nur mit einer extrem schnellen und sicheren Datenverbindung wie 5G denkbar. Nur dann können Autos von Algorithmen gesteuert und Sensoren miteinander kommunizieren.
Autos mit dem Tablet steuern
BMW zeigte in Barcelona seinen Elektro-PKW i3, der zum Fahren nur noch ein Ziel und die Freigabe zum Start benötigt. Im Rahmen eines Showcases konnten Besucher im i3 mitfahren, am Steuer saß hier niemand mehr. Zunächst wird der BMW i3 herbeigerufen. In der Zukunft parkt beispielsweise niemand mehr sein Auto – das erledigt der Wagen selbst. Dafür wird in der zugehörigen Smartphone-App ein Treffpunkt bestimmt. Auf Knopfdruck kommt der i3 angerollt. Via Display wird der Mitfahrer mit Namen begrüßt, per Touchscreen der Wagen entriegelt. Der Mensch sitzt nicht mehr vorne am Steuer, sondern auf der Rückbank. Per Tablet im Fond wird gestartet, aber der Wagen fährt erst los, wenn alle Türen verschlossen und die Mitfahrer angeschnallt sind. Durch die Adresse, die man vorher im Smartphone eingibt, kennt der BMW sein Ziel und fährt los.
Man kann weder eingreifen oder die Bremse bedienen, daran muss man sich erst noch gewöhnen. Das Auto fährt autonom, die Fahrt lässt sich allerdings jederzeit via Tablet stoppen. Wann das autonome Fahren möglich sein wird, ist noch offen. Aber hier zeigt sich, was der neue Mobilfunkstandard kann. Der Nachfolger von 4G erreicht eine Datenübertragungsrate von zehn Gigabit pro Sekunde und ist somit 30 Mal schneller als LTE. Entscheidend ist aber die Latenz (Verzögerung): Sie soll höchstens eine Millisekunde betragen. Das heißt: Über 5G angesteuerte Maschinen reagieren in Echtzeit auf Steuerimpulse, der Mensch nimmt keine Verzögerung mehr wahr.
Gigantische Infrastruktur, gigantische Kosten
Weltweit entstehen hohe Kosten für die benötigte Infrastruktur: Allein für Europa gehen Schätzungen von über 500 Milliarden Euro aus. Ein Beispiel: Korea Telecom hat mit Intel zusammen die Olympischen Spiele vernetzt. Dafür haben beide Unternehmen 22 5G-Netze aufgebaut und viel Geld investiert, um live zu testen, wie Videosignale und große Datenmengen schnell übertragen werden können. Auch das Netz der Telekom hat zurzeit schon über 700.000 Kilometer Glasfaser in Europa.
Das Unternehmen investierte 2017 über sieben Milliarden Euro in Europa. In den USA bauen Nokia und T-Mobile US ein nationales 5G-Netz, das verschiedene Frequenzbänder unterstützt. Dabei soll die 5G-Ausrüstung von Nokia genutzt werden. Zusätzlich will Nokia das bestehende LTE-Netz von T-Mobile ausbauen und den neuen Funkstandard "Radio Access Network" (RAN) für 4G- und 5G-Kunden bereitstellen.
Sicherheit wird noch wichtiger
Einer der sensiblen Bereiche der Schlüsseltechnologie ist die Ausfallsicherheit. Wenn zum Beispiel das Leben eines Patienten von einer Datenverbindung abhängt, muss sie zuverlässig immer funktionieren. Denn Milliarden mit dem Internet verbundene Geräte bedeuten auch eine Vielzahl potentieller Sicherheitslücken. Und für Mobilgeräte werden 5G-Verbindungen zwischen 2020 und 2021 um mehr als 1000 Prozent wachsen. Dies bedeutet, dass die Zahl der 5G-Geräte von 2,3 Millionen im Jahr 2020 auf mehr als 25 Millionen im Jahr 2021 anwachsen wird.
Die Chancen und Risiken sind groß
Irgendwann muss geklärt werden, wann und wie Unternehmen Geld mit dem 5G-Netz verdienen können und wer das alles bezahlen soll.
Denn der Ausbau ist teuer. Damit keine Funklöcher in der Verbindung entstehen, müssen viel mehr Masten aufgebaut werden. Lohnt sich das wirklich in allen Gebieten in der Provinz? Braucht man wirklich überall lückenlose Datenverbindungen? Und sind die Verbraucher bereit, dafür höhere Preise zu zahlen?
Richtige Verbreitung wird 5G nicht durch schnelle Smartphones finden – den meisten Nutzern wird der derzeitige LTE-Standard ausreichen, wenn er überall störungsfrei funktioniert. 5G soll 100 Mal schneller sein als LTE. Das ist gut für Firmen, die Autos und Fabriken vernetzen will. Aber nicht jeder Mensch braucht eine Verbindung von 10 Gigabit in der Sekunde auf seinem Smartphone. Den Antrieb bekommt 5G vielmehr durch die Industrie, die Autos und Fabriken vernetzen will.
So stehen Telekommunikationsunternehmen, wie die Deutsche Telekom, die die Infrastruktur und europaweit Netzwerke bauen, vor einer großen Herausforderung: Sie investieren viel Geld, die Chancen für die digitale Transformation sind groß, aber auch das Risiko. Ob 5G wirklich ein Erfolg wird, wird sich ab 2019 zeigen.
- eigene Recherche
