Die drei Dimensionen
Mit der fünften Mobilfunkgeneration halten völlig neue Techniken Einzug in Geräte, Antennen und Netze.
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Große Erwartungen: „Am Ende des Tages soll 5G die eierlegende Wollmilchsau sein“, sagt Volker Held, 5G-Experte des Netzausrüsters Nokia. „5G steht für Ultra-Breitband, für die zeitkritische, hochzuverlässige Steuerung von Maschinen bis zur Anbindung von Millionen IoT-Geräten auf kleinstem Raum.“ (IoT = das Internet of Things)
Scheibchenweise wird das 5G-Netz weltweit standardisiert. Held beobachtet das genau. Bereits im Dezember letzten Jahres sei ein entscheidender Schritt geschehen. Da nämlich haben sich weltweit Netzbetreiber, Zulieferer, Chip- und Smartphone-Hersteller auf den Funkteil des kommenden 5G-Netzes verständigt.
Jetzt haben im kalifornischen La Jolla rund 600 Vertreter von Unternehmen einen weiteren wichtigen Schritt gemacht. Im sogenannten „Release 15, Phase 2“ wurden auch die Regeln für das Kernnetz festgelegt. Wie Held es formuliert: „Erst mit der aktuellen Standardisierung können die 5G-Signale auch in 5G-Technik gemanagt werden und müssen nicht mehr auf LTE-Netze zurückgreifen.“
Damit erwartet das Standardisierungsgremium 3GPP eine drastische Steigerung der Mobilfunkgeschwindigkeiten und Kapazitäten. Erste öffentliche Netze könnten schon vor 2020 ihren Betrieb aufnehmen. – mit Spitzengeschwindigkeiten von 10 Gbit/s und deutlich sinkenden Verzögerungsraten auf bis zu 1 ms.
Außerdem sei, so Held, damit die Grundlage für das sogenannte Network Slicing – das virtuelle Herausschnitzen eines bestimmten Netzteils – geschaffen. „Bandbreite, Latenz, Virtualisierung – wir definieren die Möglichkeiten von 5G in diesen drei Dimensionen“, erklärt Guido Weißbrich, verantwortlich für die Netzplanung bei Vodafone).
5G ist der vorläufige Endpunkt der Mobilfunkentwicklung. Bei 2G (GSM) ging es um Sprache und SMS, im Wesentlichen kommunizierten Menschen. Bei 3G (UMTS) und später 4G (LTE) kamen die Datenkommunikation und das mobile Internet hinzu.
„Bei 5G geht es noch eine Stufe weiter: Maschinen unterhalten sich mit Menschen, aber auch mit Maschinen.“ Damit wird die Zahl der potenziellen Teilnehmer im Netz rasant wachsen. 50 Mrd. Geräte und Menschen – wahrscheinlich mehr – werden dann ins Mobilfunknetz drängen. Das Internet der Dinge wird erst mit 5G so richtig an den Start gehen.
Die versammelte 5G-Industrie – vom Chipbauer bis hin zu Netzausrüstern und -betreibern, konzentriert sich auf einzelne Industrien. Sie haben Auto- und Maschinenbauer ebenso im Visier wie die Chemieindustrie und Energieversorger. Längst haben sie sich alle in Wartestellung für die 5G-Nutzung gebracht. Arif Otyakmaz, Abteilungsleiter für Enterprise Solutions bei Vodafone, erwartet jedenfalls ein buntes Spektrum von Anwendungen, für die diese drei Dimensionen des neuen Mobilfunknetzes unabdingbare Voraussetzungen sind.
Er weiß, wovon er spricht. Schon jetzt nutzen Netzbetreiber einige Aspekte von 5G. Da wird die Bandbreite in schlecht mit Festnetz versorgten Regionen durch „5G-Beam“ (s. oben) erweitert. Das derzeit im flächendeckenden Aufbau begriffene schmalbandige IoT-Netz ist eine Vorstufe hin zur massiven Vernetzung mit gezielt zugewiesenen Ressourcen.
Mit der Frequenzauktion, die in Deutschland im ersten Quartal des nächsten Jahres ansteht, geht es dann richtig los. Telekom, Vodafone und Telefónica rüsten sich bereits. Das tun sie u. a. auf zwei Pionierbändern. Bereits 2017 haben sie für rund 1 Mrd. € die für große Distanzen geeigneten 700-MHz-Frequenzen ersteigert. Aber auch in dem für die Industrie attraktiven 3,5-GHz-Bereich dürfen sie bereits experimentieren.
Gudio Weißbrich kennt die kommenden Herausforderungen genau. Da müssen Stadien und Konzertarenen mit 5G versorgt werden, um kurzfristigen Massenbedarf zu stillen. Noch spannender dürfte es allerdings im Industrieumfeld werden. „Alle Ideen müssen hier einem bestimmten Anwendungsfall dienen.“ Und er ergänzt: „Die Technik, so viel steht schon heute fest, muss sich im Wesentlichen verstecken und dann nur ihre Leistung bringen.“
