5G ist NICHT 4G + 1

Das globale Rennen ist auf dem Weg zur Entwicklung von 5G, der fünften Generation von Mobilfunknetzen. Während 5G in die Fußstapfen von 4G und 3G treten wird, sind die Wissenschaftler diesmal aufgeregter. Sie sagen, 5G wird anders sein – sehr anders.

Vor kurzem mussten die Spanier aufgrund der Einführung von 4G-Mobilfunknetzen alle Fernsehgeräte neu einstellen. Ihre Datenübertragungsgeschwindigkeit (zehnmal höher als die der 3. Generation) erforderte eine Freigabe des Frequenzbandes, das bisher von mehreren TDT-Kanälen belegt war. 4G ist eine Tatsache, aber wir nähern uns der 5G-Revolution. Derzeit wird ein 5G-Netzwerk entwickelt, um eine tausendmal höhere Netzwerkkapazität als bei vorhandenen Mobilfunknetzen bereitzustellen. Aber was ist 5G? Wie wird es unser Leben beeinflussen und wann wird es verfügbar sein?

5G ist NICHT 4G + 1 “, sagte Mario Campolargo, Direktor von Net Futures – GD CONNECT bei der Europäischen Kommission. 5G bedeutet, die hyperverbundene Netzwerkgesellschaft Wirklichkeit werden zu lassen, in der Objekte und Menschen miteinander und mit dem Informationsfluss verbunden sind ist dank Systemen, deren Abdeckung und Kapazität nahezu unbegrenzt ist, reibungslos und kontinuierlich. Geräte, die aus unseren Gewohnheiten lernen und uns helfen, “besser zu denken”, uns mit einem Freund zu verbinden, indem wir nur darüber nachdenken oder eine kontinuierliche medizinische Überwachung sicherstellen, werden Realität 2020.

Wenn Sie denken: “Großartig, das ist das Ende meiner Apps, die ins Stocken geraten, das Video ins Stocken geraten und das ewige Ladezeichen”, dann haben Sie Recht – aber das ist nur ein Teil der Geschichte.

“5G wird eine dramatische Überarbeitung und Harmonisierung des Funkspektrums sein”, sagt Prof. Rahim Tafazolli, der die Leitung des von der Regierung finanzierten 5G-Innovationszentrums in Großbritannien in Höhe von mehreren Millionen Pfund an der Universität von Surrey innehat.

Das bedeutet die Möglichkeit für richtig vernetzte Smart Cities, Fernoperationen, fahrerlose Autos und das “Internet der Dinge”.

Wie lässt sich dieses zusammengeschlossene, superschnelle und umfassende 5G-Netzwerk am besten verstehen? Es scheint, dass der Begriff “Harmonisierung des Funkspektrums” der Schlüssel ist.

Eine kurze Auffrischung: Daten werden über Funkwellen übertragen. Radiowellen werden in Bänder – oder Bereiche – mit unterschiedlichen Frequenzen aufgeteilt.

Jedes Band ist für eine andere Art der Kommunikation reserviert – beispielsweise für Navigationssignale in der Luft- und Seefahrt, Fernsehsendungen und mobile Daten. Die Nutzung dieser Frequenzbänder wird von der International Telecommunications Union (ITU) geregelt.

 

A man takes a picture with his mobile phone

Derzeit ist das Hochfrequenzspektrum etwas chaotisch. Mit der Entwicklung neuer Technologien wurden die Frequenzen, die sie nutzen können, in ihre Lücken gedrückt.

Dies hat Probleme mit der Verbindungsgeschwindigkeit und der Zuverlässigkeit verursacht.

Um den Weg für 5G zu ebnen, strukturiert die ITU die Teile des Funknetzes, die zur Datenübertragung verwendet werden, umfassend um, während bereits vorhandene Kommunikationen, einschließlich 4G und 3G, weiterhin funktionieren.

 

100 mal schneller

5G läuft auch schneller, viel schneller.

Prof. Tafazolli glaubt nun, dass es möglich ist, eine drahtlose Datenverbindung mit erstaunlichen 800 Gbit / s herzustellen – das ist 100-mal schneller als bei aktuellen 5G-Tests.

Als Samsung 2013 ankündigte, 5G mit 1 Gbit / s zu testen, berichteten Journalisten aufgeregt, dass ein hochauflösender Film in weniger als einer halben Minute heruntergeladen werden könne.

Eine Geschwindigkeit von 800 Gbit / s entspricht dem Herunterladen von 33 HD-Filmen – in einer Sekunde.

Die Kapazität von 5G muss ebenfalls riesig sein.

“Das Netzwerk muss mit einem enormen Anstieg der Kommunikationsnachfrage fertig werden”, sagt Sara Mazur, Leiterin von Ericsson Research, einem der Unternehmen, das die Entwicklung von 5G anführt.

Bis 2020 sollen 50 bis 100 Milliarden Geräte mit dem Internet verbunden sein. Daher werden Verbindungen hergestellt, die auf verschiedenen Frequenzbändern laufen, um der Nachfrage gerecht zu werden.

Das Erhöhen der Kapazität eines Netzwerks ist ein bisschen wie das Erweitern eines Straßentunnels.

Wenn Sie mehr Fahrspuren hinzufügen, können mehr Autos durchfahren. Und die Bestellung macht es effizienter: einige Fahrspuren für Ferngespräche, andere für den lokalen Verkehr.

Der enorme Anstieg der angeschlossenen Geräte wird auf einen Boom lebloser Objekte zurückzuführen sein, die das 5G-Netzwerk nutzen – das so genannte Internet der Dinge.

Es werden nicht nur Produkte wie die Fernsteuerung Ihrer Heizung oder der mythische Kühlschrank sein, der Ihnen mehr Milch bestellt. Züge könnten Ihnen sagen, welche Sitzplätze frei sind, während sie sich im Bahnhof befinden.

Geräte können dynamisch wählen, welche der drei noch zu bestimmenden Bandbreiten sie verwenden, um eine Überlastung der Frequenzen zu vermeiden, erklärt Prof. Tafazolli.

“Erst wenn diese Frequenzen eingestellt und festgelegt sind, kann die Produktentwicklung beginnen”, fügt Frau Mazur hinzu.

Ziel ist es, dass das erste Frequenzband um das Jahr 2020 in Betrieb genommen wird, die beiden anderen bald folgen.

 

Ein weiteres entscheidendes Merkmal wird sein, dass 5G entscheidend nicht kaputt gehen sollte.

“Es wird die Zuverlässigkeit haben, die Sie derzeit über Glasfaserverbindungen erhalten”, sagt Sara Mazur.

Fortschritte in der Antennentechnologie versprechen ein Ende der plötzlichen Unterbrechung der Datenverbindung.

Dies ist für die Sicherheit von wesentlicher Bedeutung. Unternehmen wie das chinesische Unternehmen Huawei sprechen bereits über die Verwendung von 5G, um fahrerlose Autos miteinander und mit der Infrastruktur, an der sie vorbeifahren, kommunizieren zu lassen.

Technologien wie Smart Transport und Remote Surgery, bei denen ein Mensch einen Roboter aus der Ferne bedient, um komplizierte Operationen auszuführen, sind ebenfalls auf geringere Latenzen angewiesen.

Die Latenz bezieht sich auf die Zeitverzögerung zwischen einer Aktion und einer Antwort.

Ericsson sagt voraus, dass die Latenz von 5G etwa eine Millisekunde betragen wird – für einen Menschen nicht wahrnehmbar und etwa 50-mal schneller als 4G.

Dies ist beispielsweise dann von entscheidender Bedeutung, wenn Ärzte Geräte zur Durchführung von Operationen an Patienten in verschiedenen Gebäuden anweisen sollen.

 

5G-Testnetzwerk

Wie viel kostet das alles? Ericsson und Huawei sagen, dass sie es einfach noch nicht wissen.

Bis zum Beginn der Produktentwicklungsphase ist es noch zu früh, dies zu beurteilen.

 

National Stadium, which will become the main venue for the 2020 Summer Olympics in Tokyo, Japan

Das hindert sie jedoch nicht daran, ihre Forschung auf den Markt zu bringen.

In Südkorea, das die Arbeit an 4G anführte, hofft Samsung, rechtzeitig vor den Olympischen Winterspielen 2018 ein temporäres Test-5G-Netzwerk zu starten.

Um nicht übertroffen zu werden, bemüht sich Huawei um die Implementierung einer Version für die Weltmeisterschaft 2018 in Moskau.

Trotz dieser offensichtlichen Rivalitäten und der enormen Summen, die jeder in Forschung und Entwicklung investiert, ist die größere Geschichte, dass sie zusammenarbeiten, um 5G zu liefern. Dies wiederum ebnet den Weg für potenziell unerreichte neue Technologien.

“Bis 6G um 2040 auf den Markt kommt”, bemerkt Prof. Tafazolli.

 

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