5G-Netzwerk – Eine Welt voller Daten verbinden

Von Nadeem Ahmad,
Senior Vice President, Technology Strategy

Was ist 5G-Vernetzung?

Beschleunigen Sie die digitale Transformation mit einer Technologie, die auf Geschäftsergebnissen basiert

Inzwischen haben Sie viel über 5G-Netzwerke gehört oder gelesen. Wir alle wissen, dass 5G die fünfte Generation der Mobilfunktechnologie und der neue Standard für die mobile Kommunikation ist. 5G bietet niedrige Latenzzeiten, höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten und die Möglichkeit, eine größere Anzahl von Verbindungen herzustellen als frühere Standards.

Aber warum ist sie interessant, insbesondere für Unternehmen, und warum haben Sie in letzter Zeit mehr darüber gelesen?

Use Cases und das 5G-Dreieck

Das 5G-Netzwerk ist so konzipiert, dass es verschiedene Anwendungsfälle in verschiedenen Branchen anspricht, und zwar innerhalb desselben Netzwerks und unter Nutzung der Verbesserungen oder Eigenschaften dieses Netzwerks.

5G bietet drei grundlegende Verbesserungen:

• Ein erweitertes, mobiles Breitband (eMBB) sorgt für eine kontinuierliche Verbesserung der mobilen Datenkonnektivität, die sich durch einen höheren Datendurchsatz sowie eine bessere Abdeckung und Kapazität auszeichnet. Es ermöglicht zudem Fixed Wireless Access (FWA), das definitiv mit Festnetz-Breitband konkurrieren kann.
• Ultrazuverlässige Kommunikation mit geringer Latenz (URLLC) wird die Masseneinführung von Internet-of-Things-Diensten (IoT) in vielen Branchen ermöglichen. Dies führt zu einer zuverlässigen Abdeckung in Innenräumen und der Möglichkeit, sehr viele Geräte zu unterstützen.
• Massive Machine-Type Communications (mMTC) wird Konnektivität für unternehmenskritische Anwendungen bieten, die eine sehr geringe Latenzzeit sowie hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit erfordern.

Das 5G-Dreieck in Abbildung 1 zeigt Beispiele für diese Anwendungsfälle. Der Anwendungsfall wird im Dreieck in der Nähe einer oder mehrerer Erweiterungen platziert, die den Anwendungsfall ermöglichen oder effektiver machen.

Abbildung 1: Das 5G-Dreieck

Quelle: Anforderungen der International Telecommunication Union Radiocommunication (ITU-R) IMT-2020

Hier einige Szenarien:

• Wachsendes Datenvolumen: Sie benötigen ein verbessertes Breitband, um mit der begrenzten Zeit auszukommen, die für die Übertragung einer ständig wachsenden Datenmenge zur Verfügung steht. Deshalb hilft Ihnen eMBB (oben im Dreieck), Gigabytes an Daten in Sekunden herunterzuladen.
• Einsatzkritische Anwendungen: Um die Herausforderungen von autonomen (selbstfahrenden) Fahrzeugen zu meistern, benötigen Sie hochzuverlässig niedrige Latenzzeiten. URLLC (unten rechts im Dreieck) wird dazu beitragen, unternehmenskritische Anwendungen zu ermöglichen, bei denen eine Millisekunde Verzögerung teuer wird oder sogar die Sicherheit von Fußgängern oder Radfahrern gefährden kann.
• Geräte und Sensoren verwalten: Um eine intelligente Stadt zu betreiben, müssen Sie in der Lage sein, die Dichte der Sensoren und Geräte massiv zu erhöhen. In diesem Fall können Sie die mMTC-Technologie (unten links im Dreieck) einsetzen und mittels 5G Milliarden von Sensoren und Geräten managen und effizienter kommunizieren lassen.
• Priorisierung des Netzwerkverkehrs: Network Slicing ist eine Technologiekomponente von 5G, die dabei hilft, den Datenverkehr zu priorisieren und die Sicherheit zu verbessern. Es bietet dedizierte logische oder virtuelle Netzwerke für spezifische funktionale Anforderungen – zum Beispiel ein sogenanntes eMBB-Slice, ein URLLC-Slice oder ein IoT-Slice. Es wird interessant sein zu sehen, wie diese Technologie im Laufe ihrer Entwicklung eingesetzt werden kann.

Interessant an 5G ist, dass es die Anwendungsfälle sind, die die Grenzen des Dreiecks bestimmen. Mit anderen Worten: Das Design von 5G ist ergebnisorientiert.

Der große Unterschied

Frühere Generationen von Mobilfunknetzen waren viel stärker technologie- und betreiberorientiert. Bei der 5G-Vernetzung liegt der Schwerpunkt mehr auf den Bedürfnissen von Unternehmen, die im Mittelpunkt dieser Analyse stehen.

Wir glauben nicht, dass 5G plötzlich 4G/LTE oder Wi-Fi 6 ersetzen wird. Es ist keine Entweder-oder-Entscheidung. Vielmehr glauben wir, dass diese Technologien kurz- bis mittelfristig nebeneinander bestehen werden.

Wie Abbildung 2 zeigt, kommt jedem eine Rolle zu, je nach den technischen und wirtschaftlichen Anforderungen eines Unternehmenscampus. Denken Sie daran, dass es bereits eine 4G-/LTE-Infrastruktur gibt, die als Ausgangspunkt für 5G-Anwendungsfälle genutzt werden kann, wenn mehr Leistung benötigt wird.

 

Die 5G-Vernetzung wird ein echter Enabler für das Unternehmenswachstum sein, denn sie wurde entwickelt, um die Leistung in diesen drei Schlüsselbereichen zu verbessern:

• Erweitertes Mobilfunk-Breitband (eMBB)
  
• Massive Machine-Type Communications (mMTC)
  
• Ultrazuverlässige Kommunikation mit niedriger Latenz (Ultra-reliable low-latency communications, URLLC)

Warum 5G jetzt?

Es geht um die (personenbezogenen) Daten

Public 5G-Netzwerke sind im Wesentlichen eine Weiterentwicklung und Erweiterung bestehender drahtloser Kommunikationsnetzwerke, die mit der Konvergenz von Festnetz und Mobilfunk neue Maßstäbe setzen werden. Typische Anwendungsfälle sind die drahtlose Verbindung von Zweigstellen und mobilen Mitarbeitern oder auch zukünftige Mobilitätskonzepte.

Interessant wird es, wenn wir uns den Bereich der Private-5G-Netze ansehen, bei denen das Spektrum – und damit das Netz – im Besitz eines Unternehmens oder einer Institution ist und auf ein bestimmtes Gebiet beschränkt werden kann. Je nachdem, wo sich die Einrichtungen des Unternehmens befinden und wie ausgereift die spezifischen Lizenzbestimmungen ihres Landes sind, kann Private 5G für Unternehmen große Auswirkungen haben.

Private-5G-Netzwerke sind wegweisend

Private 5G verändert die Spielregeln, indem es Unternehmen ermöglicht, die Digitalisierung voranzutreiben und datenbasierte Geschäftsmodelle entscheidend zu verbessern. Ein Private-5G-Netz wird dazu beitragen, die Plattformen und Dienste zu unterstützen, die Unternehmen benötigen. Zudem bietet es Unternehmen eine zeitkritische Produktionskontrolle und datengestützte Entscheidungsfindung in Echtzeit, was genauso wichtig ist.

Diese privaten, lokalen 5G-Netzwerke können die von öffentlichen Netzwerken angebotenen Services verbessern, insbesondere dann, wenn WLAN auf einem großen Campus oder in einer ausgedehnten Logistikumgebung nicht praktikabel ist. Dedizierte 5G-Netzwerke werden die Konnektivität über das drahtlose lokale Netzwerk (WLAN) eines Campus hinaus verbessern. Sie werden auch die technischen Anforderungen von Unternehmen an eine verbesserte Leistung, Unternehmenskontrolle oder -sicherheit erfüllen sowie die kommerziellen Anforderungen an die Senkung der Nutzungs- und Bereitstellungskosten.

Nach unserer Erfahrung führen diese Anforderungen in der Regel zu interessanten Use Cases in den Bereichen Transport und Smart Cities und insbesondere sicheren Einrichtungen oder Lieferketten von Produktionsanlagen. Die Use Cases für 5G gewinnen vor allem an Bedeutung, wenn sie in großen, campusweiten Umgebungen angewendet werden. Das liegt daran, dass das 5G-Netzwerk eine breitere Abdeckung und Konnektivität über eine Vielzahl von Geräten ermöglicht, die große Datenmengen sicher und kontrolliert übertragen müssen.

Vernetzung unserer datengesteuerten Welt

Der Branchen-Slogan „Es geht um die Daten“ ist hier anwendbar, da es bei 5G nicht nur um drahtlose Konnektivität geht.

Wir haben uns die Größenordnung der Leistungsverbesserungen in Bezug auf Datendurchsatz, Verbindungsdichte und natürlich auch geringere Latenz angesehen. Wenn Sie 5G und die positiven Effekte in den Kontext von Bereichen wie IoT und KI stellen, wird 5G helfen, einen echten Mehrwert aus den Milliarden vernetzter Geräte zu ziehen, die miteinander kommunizieren, Intelligenz nutzen, neue Erkenntnisse liefern und in Echtzeit optimieren. Denken Sie an die modernen IoT- und KI-gesteuerten Anwendungen, die große Datenmengen in kürzester Zeit herunterladen müssen, um effektive Vorhersagen und Automatisierung in Echtzeit zu ermöglichen.

Darüber hinaus gilt eine anhaltend niedrige Latenz als primäres „Killerkriterium“ für 5G. Das werden Unternehmen – insbesondere in vertikalen Branchen wie der Fertigung – zunehmend erkennen, wenn sie im Rahmen ihrer Initiativen zur digitalen Transformation strategische Bewertungen durchführen. Sie werden sehen, dass 5G besser ist und ihre langfristigen Bedürfnisse besser erfüllt.

Auch hier geht es bei 5G nicht nur um drahtlose Konnektivität. Es kann als Katalysator für ein neues Paradigma der Datenverarbeitung dienen und die neuen Anforderungen von Core über Edge bis hin zur Cloud unterstützen, um den wahren Wert der Daten zu erkennen und diese richtig zu nutzen. Wir gehen davon aus, dass die echte 5G-Network-Transformation helfen wird, die volle Wirkung der KI-Revolution, die Edge-Explosion und das Cloud-Zeitalter zu entfalten.

Was bedeutet das für Unternehmen?

In Wirklichkeit hat 5G bei Unternehmen für eine Menge Aufregung und Verwirrung über die Vorteile und Varianten gesorgt.
Erstens werden viele der Neuerungen erst mit der nächsten Revision (R16) des Standards in den kommenden ein oder zwei Jahren eingeführt (heute wird nur R15 verwendet). Auch für die sogenannte Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC) kann es eine begrenzte Abdeckung geben. Zweitens sind 5G-Geräte bisher rar oder teuer, so dass das Geschäftsmodell ungewiss ist – vor allem, wenn man bedenkt, dass die Geräte der ersten Generation schnell veralten. Und abschließend, die meisten IoT-Implementierungen benötigen kein 5G.

Dennoch ist jetzt nicht der richtige Zeitpunkt für Unternehmen, um zu warten.

Jetzt ist die Zeit, die Einführung von 5G zu planen

Die frühe Einführung von Private 5G wird in Kürze beginnen. Wenn Unternehmen führend sein wollen, müssen sie jetzt mit der Planung beginnen. Sehen wir uns kurz die Bereiche an, die in den kommenden ein oder zwei Jahren einen Zahn zulegen werden.

Das Markt-Timing hängt weitgehend von der Reife des Marktes und den Geschäftsfällen ab, die die volle Nutzung der Leistungsfähigkeit von 5G unterstützen. Natürlich werden sich einige Märkte schneller entwickeln als andere, vor allem wenn die 5G-Technologie bereits bestehende Services fördert.

Diese Services werden sich im ersten Fall ab 2021 durch Private-5G-Netzwerke auszeichnen. Dies wird durch die hohe Nachfrage nach den neuen Funktionen, die 5G-Netze bieten, angetrieben – wie z. B. geringere Latenzzeiten oder Kontrolle über den Stromverbrauch oder die Geschwindigkeit/Datenraten. Wir werden wahrscheinlich in der zweiten Jahreshälfte das Aufkommen von Public 5G erleben (ähnlich wie 4G, das heute existiert, nur besser mit 5G).

Andere Anwendungsfälle, wie Edge-computergesteuerte Services (2022) und Massive IoT (2024), werden etwas mehr Zeit brauchen, während die Branche die neuen Funktionen von 5G erforscht und sie auf bestehende oder neue Herausforderungen überträgt.

Abbildung 3: 5G-Netzwerk-Timing

Quelle: Anforderungen der International Telecommunication Union Radiocommunication (ITU-R) IMT-2020

Zusammenarbeit mit Anbietern, die Ihnen helfen, die Vorteile von 5G-Netzwerken zu nutzen

Mit zunehmender Einführung müssen Unternehmen mit einem vertrauenswürdigen Anbieter und Partner zusammenarbeiten, der die Sicherheitsauswirkungen einer Konnektivitätstechnologie versteht, die es ermöglicht, mehr Daten über mehr Geräte zu übertragen als je zuvor.

Unternehmen sollten nach Partnern suchen, die ein Secure Access Service Edge Framework (SASE) entwickeln, das sich auf die Edge-to-Cloud-Netzwerkstruktur spezialisiert. Letztlich müssen sie sich mit folgenden Themen befassen:

• Mobiler und Festnetzzugang zur Cloud
• Edge-Computing-Plattform für den Netzwerkrand
• Edge-Computing-Plattform für den Kundenrand

Das Ziel sollte es sein, eine nahtlose, durchgängige, softwaredefinierte Managementschicht bereitzustellen, die Funktionalität und Flexibilität bietet, um eine nationale und globale Expansion zu ermöglichen.

Anbieter mit einem starken Partner-Ökosystem, das 5G-Netzwerklösungen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg implementieren und verwalten kann – vom Gerät über das Netzwerk bis hin zu Daten und Anwendungen – sind am besten in der Lage, Unternehmen dabei zu unterstützen, die zukünftigen Vorteile von Public und Private 5G zu nutzen.