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Der Mobilfunkstandard 5G hat das Potenzial, Unternehmen grundlegend zu verändern. Insbesondere im Kontext des Industrial Internet of Things (IIoT) wird 5G zu einer Schlüsseltechnologie für Betriebe, die ihre digitale Transformation vorantreiben möchten. In diesem Text widmen wir uns der zentralen Rolle, die 5G bei der Realisierung eines digitalen Unternehmens spielt, und wie es die Implementierung von IIoT-Lösungen revolutioniert.
5G: die Revolution in der Industrie 4.0 und im Industrial Internet of Things
Vor rund fünf Jahren wurde der Mobilfunkstandard 5G als die fünfte Generation des mobilen Netzwerks eingeführt. Im Vergleich zu den Vorgängerstandards ist 5G eine eigenständige Weiterentwicklung, die ursprünglich für die digitale Übertragung von Sprachtelefonie konzipiert wurde, inzwischen jedoch eine hochentwickelte, bandbreitenstarke Datenübertragung ermöglicht.
Die Einführung von 5G bietet Verbrauchern eine deutlich schnellere Mobilfunkverbindung und gleichzeitig eine zunehmende Vernetzung verschiedener Geräte im Alltag. Doch 5G geht über den Bereich des Mobilfunks hinaus und spielt für Unternehmen eine entscheidende Rolle bei den Themen Industrie 4.0 und Industrial Internet of Things (IIoT). Hierbei werden Smartphones lediglich als ein Element in einer breiten Konnektivität betrachtet.
Insbesondere im Industrie- und Dienstleistungsbereich gewinnt die Nutzung von 5G-Netzwerken zunehmend an Bedeutung. Die 5G-Technologie ermöglicht eine effiziente Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten und Maschinen. Dabei kommt vor allem Campus-Netzwerktechnologie zum Einsatz, die speziell auf die Bedürfnisse eines Unternehmens oder einer Organisation zugeschnitten ist.
Der Mehrwert von 5G für digitale Unternehmen
5G wurde von Grund auf als ein neuartiger Datenübertragungsstandard für das Internet der Dinge (IoT) entwickelt, der die Flexibilität eines drahtlosen Netzwerks mit der Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit eines kabelgebundenen Netzwerks kombiniert.
Die Vorteile von 5G:
- eine Bandbreite von bis zu 20 Gbit/s
- geringe Latenzzeiten von unter 1 ms
- eine hohe Zuverlässigkeit von 99,999 Prozent
Darüber hinaus wurde 5G so konzipiert, dass es in der Lage ist, eine große Zahl von Endgeräten auf engem Raum zu erreichen. Es besteht die Möglichkeit, bis zu 1 Million Netzknoten pro Quadratkilometer zu unterstützen.
Im Vergleich zu 4G verspricht 5G eine bis zu zehnfach höhere Geschwindigkeit sowie eine deutliche Steigerung der Kapazität und Zuverlässigkeit bei der Datenübertragung. Unternehmen, Einzelpersonen und Behörden haben dadurch Zugang zu zahlreichen neuen digitalen Interaktionsmöglichkeiten und Anwendungsfällen, die durch den Einsatz des fünften Mobilfunkstandards ermöglicht werden.
Mit der Einführung von 5G ergeben sich 3 große Einsatzgebiete:
- eMBB (enhanced Mobile Broadband):
eMBB bezieht sich auf die Verbesserung von Datenübertragungsraten und Kapazitäten in Mobilfunknetzen, um Anwendern ein schnelleres und effizienteres mobiles Breitbanderlebnis zur Verfügung zu stellen. Mit eMBB können User hochauflösendes Streaming, Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) nutzen.
- URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communications):
URLLC bietet eine zuverlässige Kommunikation mit minimaler Verzögerung. Im Vergleich zu 4G mit Latenzzeiten von 60–98 ms liefert 5G Latenzen von unter 1 ms. Das ist besonders wichtig für industrielle Steuerungssysteme, autonomes Fahren und kritische Notfalldienste, die sofortige Reaktionen erfordern.
- mMTC (massive Machine Type Communications):
mMTC konzentriert sich auf drahtlose Kommunikation für das Internet der Dinge (IoT) und das Edge Computing, bei dem viele Geräte gleichzeitig Daten übertragen können. Aufgrund der kurzen Latenzzeiten und der hohen Datenübertragungsrate kann die dezentrale Datenverarbeitung in intelligenten Anwendungen nahezu in Echtzeit erfolgen, was zum Beispiel in roboterbasierten Systemen für Transport, Handhabung oder Überwachung von Vorteil ist.
Effiziente und flexible Vernetzung
5G bietet eine Vielzahl von Vorteilen, die bei der Konzeption, Einrichtung und Verwaltung von Netzwerken von unschätzbarem Wert sind. Neben der beeindruckenden Leistungsfähigkeit, Energieeffizienz, präzisen Positionsbestimmung und sicheren Kommunikation bringt 5G weitere Vorteile mit sich. Insbesondere die schnelle und kostengünstige Installation von 5G-Netzen erleichtert die digitale Transformation und erlaubt die Implementierung von individuellen Lösungen, die die Potenziale von 5G mit Künstlicher Intelligenz verknüpfen.
Mobile Endgeräte wie Sensoren, Aktoren, Drohnen oder autonome Fahrzeuge können ohne Verkabelung über große Distanzen oder zwischen verschiedenen Standorten drahtlos vernetzt werden. Das ermöglicht eine flexible und effiziente Nutzung der Geräte und eine einfache Skalierbarkeit der Netzwerke. Darüber hinaus generieren die Geräte oft große Datenmengen, die mithilfe von 5G schnell und zuverlässig übertragen werden können. Auf dieser Datenbasis lassen sich wiederum Echtzeit-Analysen erstellen und Entscheidungen treffen, die in vielen Anwendungsbereichen von großem Nutzen sind.
Einsatzszenarien von 5G für digitale Unternehmen
Ein bedeutender Vorteil von 5G für Unternehmen liegt in der Integration einer Vielzahl innovativer Technologien während der Netzentwicklung. Darüber hinaus wurde die Offenheit für die nahtlose Implementierung zukünftiger Entwicklungen als wesentlicher Aspekt berücksichtigt.
Die Einsatzmöglichkeiten von 5G im industriellen Internet der Dinge (IIoT) sind bereits heute vielfältig und versprechen, mit dem Fortschreiten der Technologie, echte Mehrwerte zu schaffen.
Beispielhafte Szenarien:
Die Netzwerk-Virtualisierung:
Die Netzwerk-Virtualisierung stellt eine effiziente und flexible Lösung dar, um die Infrastruktur eines Unternehmens den sich ändernden Anforderungen anzupassen. Mithilfe dieser Technologie sind Anwender in der Lage, die Netzwerkumgebung nach ihren individuellen Bedürfnissen zu gestalten und sowohl aktuelle als auch zukünftige Ansprüche zu erfüllen.
Durch die Implementierung der Netzwerk-Virtualisierung können verschiedene virtuelle Netzwerke auf einer einzigen physischen Infrastruktur betrieben werden. Daraus resultiert eine optimale Nutzung der vorhandenen Ressourcen und eine signifikante Senkung der Kosten für Hardware.
Das Network Slicing:
Unternehmen haben die Möglichkeit, auf einer gemeinsamen physischen Infrastruktur unterschiedliche virtuelle Funknetze, auch als Slices bekannt, einzurichten. Diese Slices weisen individuelle Leistungsmerkmale auf, was eine präzise Anpassung an spezifische Anforderungen erlaubt. Ein Beispiel hierfür ist die effiziente Übertragung von Mess- und Betriebsdaten von Sensoren und Aktoren über ein Netzwerk mit geringer Bandbreite und niedriger Latenz.
Für die Steuerung autonomer Fahrzeuge hingegen ist ein Netzwerk mit hoher Bandbreite, geringer Latenz und hoher Zuverlässigkeit erforderlich, um die Kamerabilder an einen Edge-Server zu übertragen und dort von einer KI analysieren zu lassen. Zusätzlich könnte ein separates Netzwerk eingerichtet werden, das externen Dienstleistern begrenzten Datenzugriff für Remote-Services ermöglicht.
Mit 5G-Netz und dem IIOT die Zukunft beschreiten
Es ist ratsam, dass Unternehmen die Möglichkeiten eines 5G-Netzes in Betracht ziehen, selbst wenn sie keine extrem niedrigen Latenzzeiten, eine Bandbreite von über 1 Gbit/s oder die Anbindung zahlreicher Netzwerkknoten benötigen. Die kontinuierliche Weiterentwicklung von 5G bedeutet, dass mit jedem zukünftigen Standard-Release neue Funktionen eingeführt werden, die den Mehrwert von 5G für Unternehmen erhöhen.
Mit der Unterstützung von Echtzeit-Kommunikation wie TSN (Time-sensitive Networking), Satellitenkommunikation und präziser Positionsbestimmung wird die digitale Transformation betrieblicher Abläufe einfacher, sowohl im Aufbau als auch in der Verwaltung. Um in Zukunft ressourcensparende Anwendungen zu ermöglichen, ist es von entscheidender Bedeutung, bereits jetzt die erforderliche Infrastruktur bereitzustellen. Daher wird 5G immer mehr zur Voraussetzung für digitale Unternehmen und die nahtlose Integration von Smart-Factory-Prozessen.
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