Die Medien sehen darin keine Evolution, sondern eine Revolution und die Mobilfunkanbieter und Netzwerkausrüster überschlagen sich ebenfalls mit Superlativen: Keine Frage, der kommende Mobilfunkstandard 5G wird für große Veränderungen sorgen. Aber worauf basieren diese großen Hoffnungen? Das möchten wir Ihnen heute zeigen.
Wie wichtig die mobile Verfügbarkeit des Internets für uns geworden ist, zeigt sich immer dann besonders, wenn sie nicht ausreichend ist. Auch zehn Jahre nach der Demonstration der ersten Ende-zu-Ende-Verbindung der vierten Mobilfunk-Generation 4G/LTE gibt es noch zahlreiche Funklöcher in Deutschland. Gerade im ländlichen Raum ist die flächendeckende Versorgung immer noch nicht gewährleistet. Aber selbst, wenn ein LTE-Sendemast in unmittelbarer Nähe steht, unterliegt der aktuelle Standard Beschränkungen. Etwa 200 Nutzer können sich gleichzeitig mit einer LTE-Funkzelle verbinden und teilen sich dann die gesamte Kapazität. An sehr belebten Plätzen und speziell auf Events werden diese Spezifikationen schnell zum Flaschenhals. Mit 5G sollen sich dagegen bis zu 200.000 Geräte pro Quadratkilometer Fläche ansteuern lassen.
Verlässlichkeit, Flexibilität, Skalierbarkeit
Auch wenn 4G eine deutliche Verbesserung zum UMTS-Standard (3G) darstellt, war den Netzbetreibern und Netzwerkausrüstern schnell klar, dass der nächste Mobilfunkstandard mehr als einen gewöhnlichen Evolutionsschritt bieten müsse. Der Grund dafür ist schnell erklärt: Die Nutzung des mobilen Internet ist in den letzten Jahren sprunghaft angestiegen und diese exponentielle Entwicklung wird durch private, betriebliche und industrielle Nutzung weiter anhalten. Da wäre eine evolutionäre Weiterentwicklung schon mit der Einführung gleich wieder ein Flaschenhals. Führende Wissenschaftler, Unternehmen und Anbieter arbeiten daher an einem neuen globalen Mobilfunkstandard, der neue Maßstäbe in den Bereichen Verlässlichkeit, Flexibilität und Skalierbarkeit setzen soll. Erste praktische Demonstrationen und Erprobungen gibt es bereits, doch mit der kommerziellen Nutzung wird aktuell erst im Jahr 2020 gerechnet.
Was bringt 5G konkret?
5G wird sehr viel schneller sein als das bisherige LTE-Netzwerk. 4G bietet Download-Geschwindigkeiten von bis zu 100 Mbit/s an. Die Ausbaustufe LTE Advanced kommt etwa auf 300 Mbit/s, die es aber vor allem in Ballungsräumen gibt, in denen sich wiederum viele Nutzer die Geschwindigkeit teilen. Mit 5G beschleunigt sich die Geschwindigkeit auf mindestens 1 Gbit/s und später sogar auf bis zu 10 oder gar 20 Gbit/s. Da sich gleichzeitig auch die Frequenzkapazität und der Datendurchsatz erhöhen, können in der Praxis deutlich mehr Geräte angesprochen und versorgt werden.
Die vom Nutzer empfundene Geschwindigkeit wird durch eine stark reduzierte Latenzzeit nochmals erhöht. Konkret bedeutet das, dass 5G auf Anforderungen innerhalb von einer Millisekunde reagiert. Bei LTE waren es noch 45 und bei UMTS sogar 120 Millisekunden. Spannend ist die niedrige Latenzzeit auch für industrielle Anwendungsbereiche, denn dadurch werden zukunftsweisende Echtzeitprozesse ermöglicht. An dieser Stelle wird der Revolutionscharakter von 5G besonders deutlich, denn mit einer verlässlichen Datenübertragung in Echtzeit werden künftig neue Geschäftsmodelle möglich.
Dabei wird auch der Energieverbrauch eine Rolle spielen. 90 % weniger Energieverbrauch pro Mobilfunkdienst und 1000-mal weniger Energieverbrauch pro übertragenem Bit in den Endgeräten ermöglichen ebenfalls ganz neue Einsatzszenarien, für die bisher der Energieverbrauch der limitierende Faktor darstellt.
Was wird dadurch möglich?
Das sichere Bewegen von Robotern aus der Ferne, mit Augmented Reality gesteuerte Operationen, die Koordination dezentraler Energiesysteme oder die Realisierung eines Verkehrssystems mit autonomen Fahrzeugen, für alle diese Szenarien brauchen wir einen neuen Mobilfunkstandard, denn LTE ist mit den zugrundeliegenden Anforderungen schlicht überfordert. Ein dezentrales Energieversorgungssystem hätte mit LTE beispielsweise ein deutlich höheres Einschränkungs-Risiko. Die Spannung im Netz wechselt bei einer Frequenz von 50 Hertz innerhalb von 20 Millisekunden, die Latenzzeit liegt bei LTE aber bei über 40 Millisekunden.
Und warum nehmen wir dafür nicht einfach WLAN? Damit könnte man zwar theoretisch ausreichend niedrige Latenzzeiten erreichen, aber in der Praxis ist sie von der Zahl der Nutzer abhängig. Zudem funktioniert die Datenübertragung beim WLAN in Abhängigkeit von der Distanz zum Router. Aber auch bei 5G muss unsere gegenwärtige Netzinfrastruktur deutlich ausgebaut werden. Für die deutschen Netzbetreiber bedeutet das zusätzlich zu den Kosten für die 5G-Frequenzen, die von der Bundesnetzagentur wie beim UMTS-Standard versteigert werden, weitere hohe Investitionen. Im Gegenzug können sie aber im Wettbewerb mit den großen Cloud-Anbietern wie Google und Amazon verlorenen Boden zurückerobern. Deren Cloud-Server stehen jenseits des großen Atlantiks und können aufgrund der Entfernung nicht mit der Reaktionszeit regionaler Cloud-Server konkurrieren.
Fazit:
Viele Innovationen, die als Revolution angekündigt wurden, haben sich am Ende eher als Weiterentwicklungen entpuppt. Beim kommenden globalen Mobilfunkstandard 5G ist das sicher nicht der Fall. Es ist kein Schritt, sondern ein Sprung in die Zukunft, der neue Geschäftsmodelle ermöglicht und Zukunftsszenarien Gegenwart werden lässt. Unternehmen, Industrie und private Nutzer werden gleichermaßen von den neuen Spezifikationen profitieren.
Auch für VMware bedeutet der Wechsel zu 5G große Veränderungen. Wie NFV die nächste Phase der digitalen Transformation einläutet und wie VMware die Revolution unterstützt, um den Kunden den größtmöglichen Nutzen zu bieten, erfahren Sie im zweiten und dritten Teil.
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