5G ist eine nahtlos fortschreitende Weiterentwicklung von 4G, kurz: eine Evolution. Wer mit der Technik von heute 5G-Möglichkeiten ansteuert, stellt Weichen, setzt solide Grundlagen, sammelt Erfahrungen und nutzt Ideen, die sich in absehbarer Zeit erheblich erweitern werden.
Seitdem die begehrten Frequenzen in Deutschland versteigert wurden, wächst die Welt der 5G-Ideen rasant. Tatsächlich ist der konsequente Ausbau hin zu 5G eine Mammutaufgabe, die mit hohem Elan angegangen wird. Doch ebenso offenkundig ist: Wer wartet, verliert – das vermittelten unsere Referenten beim 5G-Workshop des Plenums. Die Evolution belohnt jene, die frühzeitig neue Chancen sehen und ergreifen.
5G – begehrte Zukunft
497 Bieterrunden und Gebote in einer Gesamthöhe von 6.549.651.000 Euro: Über neun Wochen boten vier Interessenten auf das 2,1-GHz-Spektrum und die Frequenzen im 3,6-GHz-Band. Die 5G-Frequenzen sind begehrt, so Dr. Isabel Tilly von Vodafone. Preis und auch Dauer der Auktion hätten jedoch zusätzlich mit dem simultanen Gebotsverfahren zu tun.
Zu Beginn hätten die Bieter ihre Vorlieben mit hohen Geboten signalisiert. Erst als der Wunsch und Preis im strategischen Gefüge stimmten, beruhigte sich das Gefecht. In den Schlussrunden wurde mit vorsichtigen Summen geboten, oft mit nur einem Gebot pro Tag – dieses Vorgehen wirkte sich auf die Dauer der Auktion aus.
Bundesnetzagentur / 5G Auktion
Privat, sicher und schnell
Dass die 5G-Frequenzen so begehrt sind, liegt an den besonderen Eigenschaften der neuen Netzgeneration: Sie punktet mit einer minimierten Latenz im Millisekunden-Bereich und einer gigantischen Kapazität von einer Million Übertragungen pro Quadratkilometer oder, noch theoretisch, im Peak zweistellige Gigabitraten. Per „Slicing“ lässt sich ein Netz im Netz erstellen, lokal oder nur für zugelassene Nutzer.
Ein solch geschlossenes Netz garantiert etwa in der Industrie-4.0-Produktion Datensicherheit und schnellen Datentransfer. Es biete limitierte Zugriffe für definierte Devices, funktioniere dauerhaft oder temporär und lasse sich ans herkömmliche Netz andocken oder davon abkapseln, erklärt Torsten Piske, Senior Product Manager bei Vodafone. Vor allem erweise sich eine mobile Lösung stabiler als anfällige WLAN-Verbindungen.
Entwickeln, testen, prüfen, go!
Dr. Arif Otyakmaz, Head of Network Business bei Vodafone, zeigt, wie Netzeigenschaften sprunghaft die IT-Welt erweitern: Das Mobilfunknetz richtet sich beispielsweise mit der intelligenten Antennentechnik Beamforming am Kunden aus. Die Technologie vereint dabei bis zu 128 winzige Antennen auf kleinstem Raum. Jede einzelne erkennt den optimalen Verbindungsweg zum Kunden. Dadurch steigen Geschwindigkeiten im Upload und Download; die Datenkapazität steigt. Im 5G-Netz erhöhen sich die Datenraten um ein Vielfaches, sagt Otyakmaz.
Slicing würden wir bereits als Narrowband-IoT-Variante kennen, so der Vodafone Experte, ein schmales Netz im Netz. Mit 5G-Technik ließen sich im Netz Netzvarianten gestalten, berichtet Otyakmaz – aufs Firmengelände begrenzt oder regional, mit hohen Datenraten oder für eine große Zahl vernetzter Devices.
Für Automotive-Ideen gibt es bundesweit verschiedene Teststrecken. Vodafone unterhält für Praxistests ein weitläufiges 5G-vernetztes Gelände in Aldenhoven. Kreuzungsassistenten gewähren hier Notdiensten automatisch Vorfahrt, Sensoren kontrollieren und informieren über den Fahrbahnzustand und Kameras gestatten dem Fahrer vorausschauend den Blick auf Gefahrensituationen.
Schlanke Industrie
Welche Fortschritte 5G der Industrie ermöglicht, skizziert Jan-Peter Meyer-Kahlen, Leiter des ICT Development Center Eurolab Aachen, Ericsson. So vernetzt der Automatisierungsspezialist Comau Fertigungsroboter über den neuen Standard. Vom Kabel befreit, lassen sich die Maschinen flexibler einsetzen.
Auch Audi verwende ein eigenes, sicheres und superschnelles privates Netz zur Robotersteuerung, für den Download von Firmware in die Fahrzeuge und für vernetzte Elemente im Produktionsprozess. Eine Echtzeitübertragung verschlanke die Fertigung, erläutert Meyer-Kahlen eine Entwicklung von MTU Aero Engines, Fraunhofer IPT und Ericsson: MTU fräst „Blisk“ (Blade integrated disks) als Bauteil von Triebwerken. Sensoren kontrollieren beim Zerspanen, dass die Vorgaben präzise eingehalten werden, der Rechner steuert korrigierende Justierungen. Und im vollautomatisierten Containerhafen Rotterdam World Gateway vernetzt Mobilfunk über 100 Kräne, Container-Lastwagen und Tablets mit einer Ausfallgarantie von 99,99 Prozent.
Smart Factory – Mobilfunk trifft Elektro-Auto
Die e.GO Mobile AG setzt für ihr gleichnamiges eCar auf eine digitalisierte Produktion. Um das zu realisieren, brauchte es einen IT-Partner mit dem nötigen Wissen und den technischen Möglichkeiten: Vodafone. Für die Entwicklung einer Industrie-4.0-Fertigung griff das Düsseldorfer Team zu Design-Thinking-Ansätzen; Senior Project Manager Thomas Wantuch und Senior Customer Solution Architect Christoph Müller tauschten sich hierfür zielgerichtet mit den e.GO-Machern aus. Es galt, neue Wertschöpfungsmöglichkeiten auszuloten, dafür passende Produkte zu entwickeln.
Die Wünsche, Vorgaben und Ideen mündeten in Netzvarianten: Ein Kundendatencenter sichert die lokale Produktionsstruktur sowie das Intranet und gestattet ein Mobile Edge Computing. Ein privates Core-Netzwerk übernimmt das Daten-Routing; das darunterliegende Kundenradionetz ist die tragende Struktur.
Die Konstellation sichert sensible Daten im eigenen Intranet für die Warenwirtschaft, ermöglicht eine vollständige Vernetzung von Tools, Devices und Produktteilen sowie hohe Datenraten und ist in einer sicheren Struktur die nötige Schnittstelle für die Kommunikation nach außen. Der Ansatz, von Vodafone mit dem Kunden als Team zu arbeiten, ermöglichte die erste 5G Smart Factory.
Zukunft jetzt denken
Patrick Rülke hat Ansprüche: Eine Smart Factory müsse skalierbar sein, trotz geringer Investition ein „Agile production concept“ gestatten, eine effiziente Kleinserienfertigung bieten und das Potenzial haben als internationale Blaupause zu dienen. Doch die Entwicklung stocke oft im Detail, so der Team Leader Production-IT, e.GO Mobile AG: Es gebe beispielsweise auf dem Markt kaum kostengünstige Kameras, die genügend Daten erfassen, um via KI die Qualität einer Hinterachse zu prüfen.
Handelsübliche Industrieschrauber seien meist nur kabelgebunden erhältlich. Im WLAN-Modus störten sich die Signale oder die Verbindungen der „Mobilen Montage Assistenten“, wie die automatisierten Roboter für die Produktionsstraße heißen. 5G behebe viele dieser Probleme und gelte zu Recht als Enabler einer Industrie 4.0, bilanziert Rülke.
