Der Mobilfunkstandard der 5. Generation
Generationen im Wandel
Hätten Sie gewusst, dass es Mobilfunk in Deutschland schon seit mehreren Jahrzehnten gibt? Bereits 1958 versetzten uns die ersten analogen Telefone in die Lage, mobil miteinander zu kommunizieren. Damals füllte das mobile Telefon jedoch noch den Kofferraum eines Autos und die Gespräche wurden grundsätzlich durch das Fräulein vom Amt vermittelt. In der aktuell vierten Generation (4G) ist alles auf mobile Datenanwendungen ausgelegt. Um das Jahr 2020 ist die fünfte Generation (5G) des Mobilfunks geplant: Dank größerer Bandbreiten und neuen Frequenzbereichen werden die Übertragungsraten erneut um ein Vielfaches steigen. Doch was soll an diesem Netz nochmal ganz anders werden als an den anderen?
Höher, schneller, kürzer!
Einfach nur schneller ist dieses Mal nicht genug: Der Mobilfunkstandard 5G wird ein wesentlicher Bestandteil künftiger Gigabit-Netze sein. Zahlreiche unterschiedliche Anwendungsfelder werden dazu führen, dass die Mobilfunktechnologie nicht länger nur für die Individualkommunikation von Bedeutung ist. Neben den Menschen werden auch Gegenstände, Maschinen und Sensoren miteinander vernetzt sein und kommunizieren. Die aktuellen Reaktionszeiten, sogenannte Latenzzeit, von 80 bis 120 Millisekunden sollen auf unter zehn Millisekunden, langfristig sogar auf eine Millisekunde fallen. Dadurch werden erstmals Reaktionen in Echtzeit möglich. Mobile Endgeräte sind dann nicht mehr nur Sender und Empfänger sondern kommunizierende, vernetzte Knotenpunkte. So können sie in Zukunft zum Beispiel Daten ohne Vermittlung durch zentrale Netzeinheiten direkt miteinander austauschen (Device-to-Device-Kommunikation). Derart schnelle Reaktionszeiten können zum Beispiel automatisierten und vernetzten Verkehr ermöglichen. Dank 5G wird Ihr Fahrzeug mit anderen Fahrzeugen kommunizieren können und in der Lage sein, Sie in Echtzeit vor Gefahren zu warnen.
5G – Startschuss für das digitale Echtzeitalter
Die digitale Transformation steht im Fokus der öffentlichen Wahrnehmung. Dafür brauchen wir einen offenen Dialog mit Staat, Wirtschaft und Gesellschaft.
Am 27. September 2016 hat das BMVI im Rahmen der 5G-Konferenz in Berlin die Mobilfunk-Initiative 5 Schritte zu 5G gestartet. Begleitet durch die Fokusgruppe 5G der Digital-Gipfel Plattform Digitale Netze und intelligente Mobilität wurde zudem ein Dialogforum 5G initialisiert.
Das BMVI leistet mit dieser Veranstaltungsreihe einen wesentlichen Beitrag und sucht, um ein gemeinsames Verständnis für die Herausforderungen für den Mobilfunkstandard 5G im Gigabit-Zeitalter zu schaffen, den direkten Austausch zwischen Anwendern und Herstellern.
Innovationen wie das automatisierte und vernetzte Fahren, die Industrie 4.0 oder eHealth schaffen ein enormes Datenwachstum. Die digitale Wirtschaft entsteht aber nur dort, wo dieses Wachstum abgerufen werden kann. Mit dem neuen Mobilfunkstandard 5G werden sich große Datenmengen zuverlässig übertragen lassen - mit bis zu 20 Gigabit pro Sekunde und Latenzzeiten unter einer Millisekunde. 5G wird damit zu einer digitalen Schlüsseltechnologie im Zeitalter der Vernetzung. Wir wollen, dass Deutschland zum Leitmarkt für 5G wird und als erstes Land ein flächendeckendes 5G-Netz bereitstellt.
Mit 5G in die Gigabit-Gesellschaft
Die künftigen Anforderungen an die mobile Kommunikation in einer vollständig vernetzten Gesellschaft werden sehr viel umfassender sein als bisher. Das Mobilfunknetz muss leistungsfähiger werden, um die zukünftigen ambitionierten Qualitätsanforderungen in Bezug auf Verfügbarkeit und Latenz erreichen sowie den steigenden Bandbreitenbedarf decken zu können.
Die heute in Deutschland verfügbaren LTE-Netze sind keinesfalls ausreichend, um dem exponentiell wachsenden Bedarf auf Dauer gerecht zu werden. Durch automatisiertes und vernetztes Fahren, Internet der Dinge, moderne Verwaltung (eGovernment), neue Formen der Arbeit und des Medienkonsums sowie Industrie 4.0 wird die Nachfrage nach (Echtzeit-)Daten und noch höherer Datenraten weiter zunehmen. Daher wird intensiv an der Weiterentwicklung vorhandener Mobilfunkstandards sowie der Einführung der nächsten Mobilfunk Generation (5G) gearbeitet. Der neue Mobilfunkstandard 5G wird den Weg ebnen in die mobile Gigabit-Gesellschaft.
Bereits im November 2015 wurden mit Beteiligung des BMVI auf der Weltfunkkonferenz in Genf die Weichen für die weitere Entwicklung der nächsten Mobilfunkgeneration gestellt. Auf der nächsten Weltfunkkonferenz 2019 soll dann ausreichend Frequenzspektrum identifiziert und für 5G zugewiesen werden, damit 5G bis 2020 die Marktreife erreicht.
Praktisch werden schon heute Funktionalitäten auf einem Digitalen Testfeld auf der Autobahn A 9 als ein „Labor unter Realbedingungen“ errichtet und ausprobiert. Hier werden insbesondere Technologien near 5G eingesetzt, die bereits eine deutlich kürzere Reaktionszeit haben (ca. 20 ms) als übliche LTE-Netze. Weitere Testfelder sind derzeit in Planung.
Unter www.bmvi.de/5G werden auf einer 5G-Karte bereits erste 5G-Projekte von Unternehmen und Hochschulen in Deutschland aufgezeigt.
Mobilfunkstandard | Einführung | Möglichkeiten |
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1. Generation (1G) | C-Netz (1985) | mobile Sprachkommunikation (analog) |
2. Generation (2G) | D-Netze (1991) und E-Netze (1994) | mobile Sprachkommunikation (digital), Versenden von SMS-Nachrichten |
3. Generation (3G) | 2001 bis zu den ersten Smartphones (2007) | mobiles Internet, Multimedia Messaging, E-Mails, Voice over IP (VoIP) und Fernsehen |
4. Generation (4G) | seit 2010 | mobile Breitbandanwendungen, Telefonie über IP-Technik, mobiles Online-Gaming und Cloud Computing |
5. Generation (5G) | 2020 (erwartet) | Echtzeit-Kommunikation zwischen mobilen Endgeräten sowie Maschinen |