5G: Was es für das IoT bedeutet

5G ist in diesen Tagen in aller Munde, und das aus gutem Grund. 5G wird nicht nur die Art und Weise verbessern, wie wir Technologie nutzen und mit ihr kommunizieren, sondern auch die Art und Weise, wie verschiedene Technologien miteinander kommunizieren. Und es bedeutet, dass alles viel schneller und zuverlässiger ablaufen wird.

Die Entwicklung der Drahtlostechnologie

Die Entwicklung der drahtlosen Kommunikationstechnologie reicht bis in die 1990er Jahre zurück, als 2G eingeführt wurde (die frühere Technologie war nur ein Netz mit Sprachanrufmöglichkeiten).

5G bedeutet
  • Schnellere Durchschnittsgeschwindigkeit
  • Höhere Spitzenraten
  • Geringere Latenzzeit
  • Mehr Sicherheit
  • Robust und zuverlässig

Während der 2G-Ära gab es eine Reihe von wichtigen Fortschritten, wie GSM (Global Systems for Mobile Communication), das Datenübertragungen mit Geschwindigkeiten ermöglichte, die uns heute zum Lachen bringen würden (30-35 kbit/s), und GPRS (General Packet Radio Service), das auf einer ähnlichen Technologie wie GSM basierte, aber mit höheren Geschwindigkeiten (110 kbit/s).

Mit der Einführung von EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) im Jahr 2003 betraten wir Neuland. EDGE stellte mit Geschwindigkeiten von bis zu 135 kbit/s einen großen technologischen Fortschritt dar und legte den Grundstein für das, was später als 3G bekannt wurde.

Mit 3G, das Geschwindigkeiten von bis zu 2 MBit/s bot, konnten wir nun umfangreiche E-Mails und Texte senden oder empfangen, im Internet surfen, Video-Streaming genießen und vor allem hatten wir eine bessere Sicherheit. 3G basierte größtenteils auf den Technologien EDGE und CDMA2000 (Code-division Multiple Access). Während CDMA2000 auf ähnlichen Konzepten wie EDGE basierte, ermöglichte es darüber hinaus die gleichzeitige Kommunikation über mehrere Kanäle.

4G läutete die Ära des mobilen Internets ein und stellte mehrere Anforderungen an die Mobilfunknetze, darunter die Verwendung des Internetprotokolls (IP) für den Datenverkehr und eine Mindestdatenrate von 100 Mbit/s. Im Wesentlichen handelte es sich um eine Erweiterung der 3G-Technologie, mit mehr Bandbreite und Diensten.

Jetzt ist 5G an der Reihe, und während seine Einführung in gewisser Weise als "nächster Schritt" in Bezug auf die drahtlose Konnektivität angesehen werden kann, ist es in Wirklichkeit der nächste Schritt in der Digitalisierung.

Was ist 5G?

Das Mobilfunknetz der fünften Generation wird nicht nur die Art und Weise verbessern, wie wir miteinander in Verbindung treten, sondern auch die Art und Weise, wie wir Maschinen, Objekte und Geräte miteinander verbinden und steuern, und dabei höhere Geschwindigkeiten, geringere Latenzzeiten und bessere Sicherheit bieten. Es wurde entwickelt, um dem hohen Daten- und Konnektivitätswachstum von heute gerecht zu werden, ohne dabei die Innovationen von morgen aus den Augen zu verlieren. Es wird zunächst in Verbindung mit bestehenden 4G-Netzen betrieben, bevor es zu vollständig eigenständigen Netzen weiterentwickelt wird.

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Die schiere Anzahl der Geräte, die jetzt miteinander verbunden werden können, hat das Potenzial, alles zu revolutionieren, von modernen industriellen Verfahren und Campusnetzen bis hin zu Branchen wie Landwirtschaft und Fertigung.

Robust und zuverlässig

Das 5G-Netz wird viel mehr Geräte verarbeiten können als frühere Netze, so dass Milliarden von IoT-Geräten sofort verbunden werden können. Anders ausgedrückt: Wenn Sie eine Funkzelle haben, die ein bestimmtes Gebiet abdeckt, waren in diesem Gebiet bisher, sagen wir, 300 Mobiltelefone in Betrieb, als Sie die Kapazität erreichten. Die Zelle war belegt, und es konnten sich keine weiteren Telefone anschließen. Mit 5G können Sie der Zelle 30 Tausend Geräte hinzufügen, und die Kapazität ist immer noch nicht erreicht. Das bedeutet, dass 5G die hohen Belastungen in Städten, Stadien oder auf Firmengeländen besser bewältigen kann. Andererseits werden die neuen niedrigeren Frequenzen robustere und zuverlässigere Verbindungen in ländlichen Gebieten ermöglichen.

Was die Funktionsweise betrifft, so ist 5G durchweg eine viel zuverlässigere Technologie als frühere Generationen. Dies ist wichtig, wenn es zu Ausfällen kommt oder wenn Teile des Netzes aktualisiert werden müssen. Die 5G-Architektur ist viel einfacher, während sie gleichzeitig auf robusteren Grundlagen und Standards aufgebaut ist. Dies bedeutet, dass es weniger Zwischenfälle und viel weniger Ausfallzeiten geben sollte, was eine gute Nachricht für das Internet der Dinge ist, insbesondere für unternehmenskritische Lösungen.

Schnellere Geschwindigkeiten und geringere Latenzzeiten

Mit 5G werden wir Geschwindigkeiten von 1 Gbit/s bis zu 10 Gbit/s erleben, was bedeutet, dass 5G im Durchschnitt zehnmal schneller sein wird als 4G - und in ein paar Jahren werden wir Geschwindigkeiten von bis zu 1+ Gigabit pro Sekunde in der Spitze erleben. Zum Vergleich: Heute haben die meisten Haushalte mit Glasfaseranschluss eine Geschwindigkeit von 100 Megabit pro Sekunde, wobei 1000 Megabit einem Gigabit entsprechen. Anders ausgedrückt: Sie können 400 Filme gleichzeitig auf einem hochauflösenden Fernsehgerät streamen, ohne auch nur einen Ton zu verpassen.

Im Hinblick auf das Internet der Dinge wird dies einen gewaltigen Unterschied für Anwendungen wie die Videoüberwachung machen, insbesondere wenn Sie vielleicht sechs oder sieben Kameras haben, die einen Bereich in einer Fabrik abdecken.

Wenn Sie eine 5G-Station haben, ist die Kapazität so groß, dass Sie eine enorme Menge an offenen Videos streamen können, ohne an eine Kapazitätsgrenze zu stoßen. Wenn man diese Art von Geschwindigkeit mit einem geringeren Energiebedarf kombiniert, wird klar, warum 5G ideal für das IoT ist.

Geringere Latenzzeiten bedeuten Kommunikation nahezu in Echtzeit, was für die Echtzeitsteuerung von Geräten, Automatisierung, autonomen Fahrzeugen, Industrierobotern und Sicherheitssystemen von großem Vorteil sein kann. Die 4G-Latenzzeit ist eigentlich recht schnell - etwa 30-40 Millisekunden -, aber mit 5G wird diese Zahl auf 1-2 Millisekunden reduziert, was 5G wiederum zu einem wichtigen Wendepunkt für das IoT macht.

Stellen Sie sich ein Bergwerk vor, in dem Sie einen Felsen abbauen müssen. Früher musste man dafür vor Ort sein, aber mit der niedrigen Latenzzeit von 5G kann man das aus der Ferne tun. Dies kann die Steuerung von Geräten in Echtzeit, die Industrierobotik, die Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug und Sicherheitssysteme grundlegend verändern. Wendet man das gleiche Prinzip auf Fernoperationen und andere medizinische Fernbehandlungen an, so verändert sich das Gesundheitswesen schlagartig.

5G & Sicherheit

Es gibt mehr und verbesserte Sicherheitsstandards in 5G, mit mehr Sicherheitsüberprüfungen, was bedeutet, dass Ihre Daten viel sicherer sein werden. 5G wird bessere und schnellere Werkzeuge für die Authentifizierung und Verschlüsselung des Datenverkehrs und der angeschlossenen Geräte ermöglichen. Schnellere Geschwindigkeiten ermöglichen es, neue Software und Sicherheitsupdates viel schneller als heute zu teilen und zu installieren, was intelligente IoT-Sicherheitsdienste in Echtzeit ermöglicht. Schnellere Geschwindigkeiten, kürzere Reaktionszeiten und mehr angeschlossene Geräte machen auch die Systemüberwachung effizienter, so dass Maßnahmen viel schneller ergriffen werden können. 5G bietet auch die Möglichkeit, sicherheitsrelevanten Datenverkehr im Netz viel effizienter als heute zu priorisieren, und es gibt sicherere Technologien für den Datenverkehr in Netzen von und nach anderen Ländern.

IoT-Geräte, die für industrielle und andere M2M-Anwendungen bestimmt sind, sind im Gegensatz zu vielen Verbrauchergeräten besser konzipiert und besser abgesichert und werden in vielen Fällen an spezielle Netzwerk-Slices oder über IoT-Gateways angeschlossen, was das Potenzial für Sicherheitsverletzungen drastisch reduziert. Dennoch müssen die Geräte überwacht werden, um sicherzustellen, dass sie sich wie vorgesehen verhalten.

Große Vorteile haben ihren Preis

Es ist zwar offensichtlich, dass 5G und das Internet der Dinge enorme Vorteile mit sich bringen, aber 5G nutzt nicht die Infrastruktur von 3G und 4G und ist daher viel teurer und komplizierter zu implementieren. Dennoch investiert Tele2 in die Zukunft, denn 5G wird derzeit in Schweden ausgerollt.

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