Einsatz von 5G in industriellen Campus-Netzen 5G – die smarte Mobilfunk-Ära für schlaue Köpfe

Richtig umgesetzt hat der Mobilfunkstandard 5G das Potenzial zum Game Changer. Jetzt sind die Pioniere gefragt, die dieses Potenzial voll ausschöpfen und die neue Technologie mit Leben füllen.

Der Einstieg in 5G ist günstiger als man denkt

Im August 2019 wurden nach 497 Runden die 5G Mobilfunkfrequenzen für die Rekordsumme von 6,6 Milliarden Euro versteigert. Seither arbeiten die vier Mobilfunkanbieter Telekom, Telefonica, Vodafone und Drillisch daran, die deutschlandweite Netzabdeckung mit 5G aufzubauen. Parallel dazu können seit November 2019 erstmals auch Firmen eine Lizenz für ein privates 5G im Frequenzbereich zwischen 3.700–3.800 MHz erwerben, um diese für Industrie, Land- und Forstwirtschaft sowie private und öffentliche Organisationen für innerbetriebliche Anwendungen zu nutzen.

Für Unternehmen wurden bereits mehr als 100 Lizenzen vergeben. Im Vergleich zur initialen Versteigerungssumme sind diese durchaus günstig zu erwerben. Der jeweilige Preis berechnet sich aus Bandbreite, Laufzeit und den abzudeckenden Flächen. So kostet beispielsweise eine Lizenz für eine Bandbreite von 50 MHz mit 10-jähriger Laufzeit zur Abdeckung von 500 Quadratmetern Produktionsfläche und zwei Quadratkilometern sonstiger Fläche insgesamt 17.500 Euro – für die gesamte Laufzeit.

Wer sich nicht so lange verpflichten und erst einmal einen Testlauf absolvieren möchte, kann auch mit einer kürzeren Laufzeit, zum Beispiel für ein Jahr starten. Zu den ersten privatwirtschaftlichen Lizenznehmern gehören Hochschulen, Universitäten, Messen, Energieversorger, Kommunikationsdienstleister, Automobilhersteller und innovationsfreudige Industrieunternehmen.

Große Anforderungen – Vorteile noch größer

Der Einsatz von 5G verspricht von technischer Seite neue Superlative mit einer Datenrate von bis zu 20 Gbit/s, 1 ms Latenzzeit, 99,99 Prozent Verfügbarkeit und 100 Prozent Netzabdeckung. Pro Sektor können weit mehr als Tausend – pro Quadratkilometer bis zu einer Million Devices eingebunden werden, mit einer Lokalisierungsgenauigkeit von weniger als einem Meter.

Das Ganze funktioniert nicht nur statisch, sondern auch bei einer Bewegungsgeschwindigkeit von bis 500 km/h. Und auch die Energieeinsparung ist gewaltig: Während in deutschen Rechenzentren derzeit pro Jahr 13 Milliarden KWh in Wärme umgesetzt werden, kann durch den Einsatz von 5G der Stromverbrauch im Netzwerk um 90 Prozent reduziert werden und die in den IoT-Sensoren verwendeten Batterien liefern bis zu zehn Jahre lang Strom.

Neben diesen Performance-Werten stellen Firmen weitere hohe Anforderungen an ihr betriebseigenes Funknetzwerk: Die Betriebssicherheit von Maschinen muss zu jeder Zeit gewährleistet sein. Es dürfen keine Ausfallzeiten oder Datenpaketverluste auftreten, sonst steht die Produktion still. Neben der wirklichen Echtzeit ist es für Produktionsprozesse zwingend notwendig, dass zwischen Rechner und Sensoren eine Synchronisationsgenauigkeit von ±1 Mikrosekunden gegeben ist. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist das Zusammenspiel mit den bereits existierenden Protokollen. Da es in jeder Fertigung unterschiedliche Maschinen mit jeweils verschiedenen Protokollen und Netzwerken gibt, bedeutet die Vereinheitlichung über den 5G-Standard eine enorme Erleichterung in Sachen Interoperabilität.

Im Wesentlichen lassen sich die Vorteile beim Einsatz von 5G kompakt zusammenfassen: Drahtlose Anbindung, erhöhte Ausfallsicherheit, Standardisierung für den industriellen Einsatz, mehr Agilität und Flexibilität für eine adaptive Produktion, Senkung der Betriebskosten, kürzere Time-to-Market und zukunftssichere Investition.

Grenzenlose Einsatzszenarien

Anders als bei den vorhergehenden Generationen 2G (GSM), 3G (UMTS), 4G (LTE) sind bei der Entwicklung der Standards für 5G auch Vertreter der Wirtschaft direkt mit beteiligt, wenn neue Releases vorbereitet werden. So können praxisbezogene Anforderungen für industrielle Anwendungen von Anfang an berücksichtigt werden.

Die Vernetzung durch 5G wird in absehbarer Zeit unser Leben und Arbeiten deutlich verändern. Wir stehen noch ganz am Anfang einer neuen Ära und können die kommenden Entwicklungen mitprägen. Aus Städten werden Smart Cities, in der Landwirtschaft entwickelt sich Smart Farming, Stromnetze werden zu Smart Grids, das Gesundheitswesen wird eHealth-Applikationen einsetzen. Im Bereich von Mobilität, Logistik und Handel ergeben sich völlig neue Spielmöglichkeiten, Produktionsprozesse werden zu Industrie 4.0 mit hochflexiblen Möglichkeiten.

Es entsteht ein taktiles Internet, in dem Menschen, Maschinen und Systeme in Echtzeit interagieren. Hinter alldem stecken smarte Köpfe, die das Beste daraus machen. Dazu gehören auch Sie, liebe LeserInnen! Lassen Sie uns darüber sprechen, welche Chancen der Einsatz von 5G für Ihr Unternehmen bietet.

Standards mit 5G und richtigem Partner setzen

Axians verfügt als ICT-Systemintegrator über mehr als 25 Jahre Erfahrung in Projekten zur Einrichtung von Inhouse-Funknetzen: zuverlässig, versorgungssicher und günstig. Wir unterstützen Unternehmen aktiv bei Planung, Rollout und Betrieb einer eigenen 5G-Infrastruktur sowie bei Design und Lieferung der passenden Lösungen. In Kooperation mit Partnern aus dem globalen Markennetzwerk von VINCI Energies erfolgt die komplette Realisierung aus einer Hand.