5G: die Herausforderungen von heute für die Anwendungen von morgen

Der Einsatz von 5G steht im Mittelpunkt der europäischen Nachrichten und löst eine Debatte aus, die den Erwartungen entspricht. Mobilität, Industrie 4.0, Energie... Wie werden die neuen 5G-Netze in den Dienst der Regionen gestellt? Die Konferenzsaison 2021 wurde mit einem starken deutsch-französischen Panel eröffnet, das sich aus den Leonard Teams in Paris und Berlin zusammensetzte.

„5G ist Teil von 40 Jahren kontinuierlichen Fortschritts und Wandels“, so François Lemaistre, Brand Manager von Axians (VINCI Energies), bei der Eröffnung der Talkrunde. Vier Generationen gingen 5G voraus: Etwa alle zehn Jahre verzehnfachte jede von ihnen die Bandbreite und ermöglichte neue Anwendungen. Und 5G ist noch lange nicht das Ende: Auch wenn es sehnlichst erwartet wird, arbeiten die Betreiber bereits an 6G.

Vorerst trägt 5G drei Hauptentwicklungen in sich. Erstens wird die Bandbreite mit 20 multipliziert, was datenintensivere Nutzungen ermöglicht. Zweitens soll die Übertragungsverzögerung (Latenz) von 10 ms in 4G auf 1 ms steigen und damit eine bessere Reaktionsfähigkeit bieten. Und schließlich wird die Kapazität verzehnfacht, d.h. die Anzahl der angeschlossenen Geräte pro Quadratmeter steigt. François Lemaistre rückt die Dinge von Anfang an ins rechte Licht: „Die schlechte Nachricht? Sie können nicht alle drei Vorteile gleichzeitig auf einem Gerät haben. Sie müssen wählen. „Auf der anderen Seite ist die gute Nachricht, dass es dank Network Slicing möglich ist, virtuelle Slices innerhalb desselben Netzwerks zu erstellen, so dass verschiedene Nutzungen nebeneinander bestehen können.

Ein neues Ökosystem

„Ein wesentliches Element von 5G ist die nutzungsorientierte Architektur“, sagt Michael Einhaus, Professor an der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur in Leipzig. „Es ist keine neue Schnittstelle, es ist ein komplett neues Ökosystem, das eine Menge Flexibilität bietet. Die Herausforderung besteht darin, all diese Freiheiten zu optimieren. Während 5G die Energieversorgung (Smart Grid) oder den Gebäudeverbrauch (Smart Building) optimieren soll, spielt es auch eine zentrale Rolle bei der Entwicklung des autonomen Fahrzeugs, wie Tony Jaux, Präsident des französischen Forschungsinstituts Vedecom, das sich der nachhaltigen Mobilität widmet, anmerkt.

Er erklärt: „Es ist die Basis der V2X-Kommunikation, die das Auto mit seiner Umgebung (Fußgänger, Infrastruktur, andere Fahrzeuge…) verbindet. Dank Mobile Edge Computing (MEC) kann die Informationsverarbeitung dezentralisiert und auf die Straße verlagert werden. Die Latenz wird deutlich reduziert, vor allem aber können die Fahrzeuge einen Teil der On-Board-Computer einsparen. Während die Automobilindustrie noch auf der Suche nach Anwendungsfällen ist, „versuchen viele Akteure, ihr Stück vom Kuchen abzubekommen, von Start-ups, aber auch von den Giganten der GAFAM. Es muss uns gelingen, aus dem Spiel zu kommen“, äußert Tony Jaux.

Raum für öffentliche Debatten

Viele Skeptiker in Europa sind besorgt über die Auswirkungen von 5G auf die Umwelt, da die Telekommunikation bereits für 2 bis 5 % der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich ist. Thomas Reynaud, der CEO des französischen Betreibers Free, will beruhigen: „Es ist die erste Technologie, bei der die elektrische und ökologische Effizienz berücksichtigt wird“. Er nimmt das Thema jedoch ernst und setzt auf kollektive Intelligenz. „Free hat begonnen, Antennen zu installieren, aber sie werden nicht eingeschaltet, solange die öffentliche Debatte andauert. Die Bedenken waren die gleichen für 4G. Wenn wir den Bürgern Zeit geben, zu verstehen, was auf dem Spiel steht, wird das einen positiven Dominoeffekt auslösen. „In diesem Sinne lädt er die Industrie ein, sich zu beteiligen, indem sie die Auswirkungen von 5G quantifiziert und evaluiert.

Herausforderung an die Infrastruktur

Parallel zu dieser öffentlichen Debatte beschleunigt sich der Einsatz von 5G auf der ganzen Welt. China und die USA machen es vor. Rund 100 Millionen Menschen sind bereits mit 5G verbunden, und 2 bis 3 Milliarden sollen es in Zukunft werden. Außerdem wird, wie François Lemaistre anmerkt, das Gleichgewicht zwischen den Investitionen für 4G und die neue Generation zugunsten der letzteren umgekehrt.

Für Deutschland, das ein Jahr vor Frankreich ins Rennen gegangen ist, steht diese Investitionsfrage im Mittelpunkt der Debatte. 6,5 Mrd. (im Vergleich zu ‚2,8 Mrd. in Frankreich) hat der Staat zwar die unmittelbare Investitionskapazität der Betreiber begrenzt, aber er hat einen beträchtlichen Betrag beiseite gelegt, um Investitionen in weiße Bereiche zu lenken. Das deutsche Konjunkturprogramm räumt der Entwicklung der digitalen Infrastruktur des Landes Priorität ein.

Armin Przirembel, Leiter der 5G-Aktivitäten von Axians in Deutschland, bezeugt jedoch die administrativen und finanziellen Hindernisse, auf die 5G-Akteure jenseits des Rheins stoßen: Genehmigungen für den Bau neuer 5G-Antennen lassen auf sich warten, was den Einsatz verlangsamt. Diese Antennen mit kurzer Reichweite sind auch die leistungsstärksten. Der Experte unterstreicht die Bedeutung des Marktes für Industrielle, die private Netzwerke einrichten wollen. In den Fabriken heiß erwartet, ermöglicht 5G die Verbindung des Produktionsapparats in Richtung der vierten industriellen Revolution.

Was bereits möglich ist

Claudius Noack, Assistenzprofessor an der HAW Hamburg und Innovationsscout bei Lufthansa Industry Solutions, konnte seine Erfahrungen beim Einsatz von privaten Netzwerken in der Industrie weitergeben. Pragmatisch erinnerte er die Zuhörer daran, dass die meisten der von 5G versprochenen Innovationen noch in der Reifephase sind, und zieht es vor, seine Forschung auf das zu konzentrieren, was bereits möglich ist. Anhand von Grafiken zeigt er detailliert die Vorteile einer 5G-Verbindung im Vergleich zu Wifi innerhalb eines Lagers auf, allen voran das Verschwinden von Latenzeffekten, die durch den Übergang von einem Zugangspunkt zum anderen entstehen.

Er erklärt auch, wie sich die Installation von 5G in den Werkstätten der Lufthansa im Januar 2020 als gewinnbringend erwiesen hat: Die geringe Videolatenz ermöglichte es, Inspektionsarbeiten an Triebwerksteilen aus der Ferne durchzuführen, was eine erhebliche Zeitersparnis mit sich brachte. Als die Pandemie zuschlug, erwies sich dieses Experiment als unschätzbar wertvoll für die Fortsetzung der Wartungsarbeiten und wurde weit verbreitet. Ein Beweis dafür, dass dieser Fortschritt bereits umgesetzt werden kann, ohne auf neue Infrastrukturen, Technologien oder Genehmigungen zu warten.

Was macht Leonard?

Unsere Regionen und Lebensgewohnheiten sind einem tiefgreifenden Wandel unterworfen. Als Reaktion auf die sich daraus ergebenden Herausforderungen hat der VINCI-Konzern Leonard ins Leben gerufen. Gemeinsam mit allen wichtigen Interessengruppen wollen wir die Stadt von morgen bauen.