5G-Netz: Schlüsseltechnologie für das Internet der Dinge

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Das neue 5G-Netz ist ein Dauerthema: Es geht um die Vergabe der Lizenzen, Flächenabdeckung, Fristen und Verpflichtungen für die zukünftigen Netzbetreiber. 5G verspricht eine gigantische Steigerung der Bandbreite für mobile Geräte. Profitieren werden davon nicht nur Privatkunden. Das neue Netz soll zur technischen Basis für neue digitale Geschäftsmodelle und Applikationen in vielen Branchen werden.

Das Smartphone – gleichsam Inbegriff der mobilen Kommunikation – ist aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Dabei ist das Telefonieren selbst nur noch ein Nebenaspekt. Das Smartphone ist Fotoapparat und Navigationssystem, Zugang zum Internet, Video-Streaming, Radio und TV, Mittel der Kommunikation mit E-Mail, WhatsApp oder Instagram, und immer häufiger geht es auch um Apps für Banking, Bezahlsysteme, Shopping oder den beruflichen Zugriff auf Unternehmensapplikationen.

Aber das 5G-Netz richtet sich – anders als alle seine Vorgänger – nicht in erster Linie an private Nutzer. Natürlich profitieren auch sie von höheren Datenübertragungsraten, aber das 5G-Netz kann viel mehr: „Im Gegensatz zu den bisher eher evolutionären Entwicklungsstufen im Mobilfunk ist 5G eine Revolution“, schreiben die Analysten der Unternehmensberatung Roland Berger in ihrer Studie „Erfolgsfaktor 5G – Innovation und Vielfalt für die nächste Stufe der Digitalisierung“. Denn zum ersten Mal stehe nicht mehr primär das Mobiltelefon oder Smartphone als Endgerät im Fokus. „Der neue Standard ist für das Netz der Dinge optimiert, für die Milliarden von vernetzten Endgeräten, die in Zukunft miteinander und mit uns kommunizieren werden“, schreiben die Autoren der Studie.

Bereits seit 2012 arbeiten internationale Standardisierungsgremien an der Entwicklung der technischen Parameter für die neuen 5G-Funkmodule und Netzarchitekturen. Und trotz aller Ungewissheiten über die zukünftige Ausgestaltung von 5G in Deutschland, über Vergabebedingungen, Fristen und Auflagen für die 5G-Netzbetreiber, Flächenabdeckungen und nationalem Roaming – sicher ist: 5G in Deutschland wird kommen. Allzu viel Zeit bleibt dafür nach Ansicht der Analysten von Roland Berger nicht mehr: „Je länger wir für den Rollout von 5G in der Fläche brauchen, desto schwieriger wird es für deutsche Unternehmen, sich im mobilen Internet der Dinge als globale Marktführer zu etablieren.“

Anwendungen profitieren von der Geschwindigkeit

Denn die Steigerung der Geschwindigkeit ist nur ein Aspekt – auch wenn diese im 5G-Netz bisher unerreicht und wirklich beeindruckend ist: Im Vergleich zu G3 (UMTS) und G4 (LTE) liegt sie um das 100- beziehungsweise 1.000-fache höher. Ebenso wichtig ist jedoch die Fähigkeit, Daten nahezu in Echtzeit zu übertragen. Experten sprechen hier von Latenz: je geringer sie ist, umso schneller können mobile Anwendungen reagieren. Bei 5G liegt sie in der Größenordnung von einer Millisekunde – im Vergleich zu etwa 120 Millisekunden im LTE-Netz. Hinzu kommt eine höhere Verbindungssicherheit, weil im 5G-Netz immer mehrere Antennen gleichzeitig an der Datenübertragung beteiligt sind. All das macht es möglich, Sensoren und Geräte über das IoT (Internet of Things) auch für extrem kritische Anwendungen zu verknüpfen, wie etwa für das autonome Fahren oder die Telemedizin.

Dabei können Tausende von Geräten in einer Funkzelle gleichzeitig kommunizieren, weltweit sind 100 Milliarden Mobilfunkgeräte gleichzeitig ansprechbar – insgesamt ist das Netz auf bis zu 500 Milliarden Geräte ausgelegt. Keine utopische Zahl, wenn man bedenkt, dass Analysten damit rechnen, dass schon in fünf Jahren mehr als 70 Milliarden Geräte an das Internet of Things angebunden sein werden.

Und es gibt einen weiteren, wichtigen Aspekt, der 5G für kommerzielle Anwendungen interessant macht: Der Energiebedarf der 5G-Geräte ist rund 90 Prozent niedriger und beträgt pro übertragenem Bit nur ein Tausendstel der Vorgängernetze. „Sensoren und Geräte im 5G-Netz können deshalb kleiner und kostengünstiger produziert werden und erlauben bisher unerreichbare Batterielaufzeiten“, erklärt Dirk Senn, Senior Vice President und Mitglied der Geschäftsleitung bei SAP in Deutschland.

Das Potenzial von 5G erstreckt sich auf viele Bereiche

Damit kämen zu den überragenden technischen Leistungsdaten auch günstige betriebswirtschaftliche Kennzahlen, so dass mit 5G auch neue Anwendungen in den Fokus gerieten, die sich mit den vorherigen Mobilnetzen nicht wirtschaftlich hätten realisieren lassen. SAP-Manager Senn sieht ein riesiges Potenzial in verschiedensten Branchen:

So könnte 5G im Bereich der industriellen Fertigung Geschäftsmodelle wie Predictive Maintenance oder IoT-Plattformen weiter vorantreiben, über die Maschinen entlang industrieller Prozesse vollautomatisiert Daten miteinander austauschen und wertvolle Daten für die Backend Systeme liefern.

In der Konsumgüterbranche könnten intelligente Container für Vor- und Endprodukte im Bereich Lebensmittel und Getränke für die Verbesserung der Qualität von Endprodukten (Food Quality, Food Safety) sowie für die einfachere Einhaltung der Mindesthaltbarkeit sorgen.

Im Bereich Media/Telekommunikation wird 5G nicht nur für eine Verbesserung beim Verteilen digitaler Inhalte führen, sondern auch neue Anwendungen wie Augmented/Virtual Reality in mobilen Szenarien ermöglichen.

In der Transport- und Logistikbranche sind schon heute vernetzte Sensoren im Einsatz, die Position, Temperatur oder Erschütterungen an Logistikzentralen oder Speditions-Disponenten übertragen. Mit den kleineren, günstigeren und energieeffizienteren Sensoren wird 5G hier einen Quantensprung bei der Lenkung von Warenströmen, dem Objekt-Tracking und beim autonomen Fahren auslösen.

Der Trend im Bereich der Intralogistik zu Smartphones für operative Logistik wird sich durch die bessere Latenzzeit und höhere Abdeckung weiter verstärken.

Im Bereich von Life Science/Health Care könnten mit 5G neue Patienten-/Konsumenten-Apps entwickelt werden, die etwa im Kontext klinischer Studien Daten sammeln, (zum Beispiel Lungengeräusche, Armbewegungen, 24/7 EKG-Daten, Blutzuckerwerte) oder beim Monitoring von Vitalwerten dem behandelnden Arzt Informationen liefern.

„Viele dieser Szenarien sind heute schon produktiv im Einsatz. Mit 5G können sie zukünftig besser skalieren und kostengünstiger realisiert werden“, sagt der SAP-Manager. Auch vor dem Hintergrund der sich beschleunigenden Digitalisierung, IoT, Big Data und Industrie 4.0 werde die Menge der Daten, die von mobilen Geräten zu Backendsystemen übertragen werden, weiter rasant steigen. Das beträfe sowohl die Anzahl der Messpunkte als auch die Menge und Größe der Daten.

Aber zur Zeit ist das noch Zukunftsmusik. Denn bisher, räumt Senn ein, seien erst sehr wenige 5G-Geräte am Markt verfügbar, die Use Cases beim Kunden befänden sich noch weitgehend im Ideen-Status. SAP will seine Kunden dabei unterstützen, diese Ideen in Anwendungen und digitale Geschäftsmodelle umzusetzen.

Auf dem Mobile World Congress in Barcelona hat SAP die Initiative “SAP 5G Innovation Council” angekündigt. Dabei geht es darum, mit strategischen Partnern aus Schlüsselbranchen wie Telekommunikation, Hightech- und Industrie 4.0, Automotive, Logistik und Handel die Grundlagen für neue 5G-basierte Applikationen und Geschäftsmodelle zu entwickeln. SAP will seinen Kunden damit dem Einstieg in 5G erleichtern und das neue Netz als Katalysator für Innovation sowie die digitale Transformation nutzbar machen und die Integration der IoT Daten in die operativen Systeme vereinfachen.