Mit den neuen WLAN-Standards 6, 6E und 7 kamen höhere Bandbreiten für die kabellose Datenkommunikation und eine verbesserte Effizienz. Die Industrie kann jedoch nur bedingt von der Umstellung auf die neuen WiFi-Versionen profitieren. Das treibt das Interesse am Mobilfunkstandard 5G.

2019 kam WiFi 6 (IEEE 80.11ax) auf den Markt. Im gleichen Jahr fand die Lizenzversteigerung der Bundesnetzagentur für den Aufbau der 5G-Netze statt und die Vergabe von Lizenzen für Campusnetzwerke im 3,7-Ghz-Band begann. So sahen viele ein Wettrennen zwischen den beiden Technologien eröffnet.

Inzwischen wurde auch WiFi 6E veröffentlicht, und im kommenden Jahr soll die finale Version von WiFi 7 folgen. Mit WiFi 6 kam die Erweiterung des Funkbetriebs auf die gleichzeitige Nutzung von 2,4- und 5-GHz-Band. Zudem wurde die Effizienz der Datenübertragung und der Multi-User-Betrieb (MU-MIMO) verbessert, so dass mehr Nettodaten in gleicher Zeit übertragen werden können.

WiFi 6E verwendet zusätzlich das 6-GHz-Spektrum. Mit WiFi 7 sollen MU-MIMO auf 16 parallele Streams ausgebaut und höhere Kanalbreiten möglich werden. Das alles trägt dazu bei, die Übertragungsgeschwindigkeiten weiter zu erhöhen.

 

Bedeutende Einschränkungen

Doch Geschwindigkeit ist nicht alles. Im Internet der Dinge (IoT) und in Fertigungsumgebungen stellen sich weitere Anforderungen an die Datenübertragung – und die kann der WLAN-Standard nicht immer angemessen erfüllen.

Als eine der kritischsten Anwendungen für kabellose Datenübertragung hat sich die Steuerung von autonomen Fahrzeugen erwiesen, wie beispielsweise mobile Roboter oder auch Transporter der Intralogistik. Bewegen sich die Fahrzeuge in den Funkbereich einer anderen WLAN-Zelle, kommt es häufiger vor, dass der Hand-over zu lange dauert – und die Steuerung den Roboter oder das AGV (Automated Guided Vehicle) aus Sicherheits-Gründen stoppt.

Da die von WLAN genutzten Frequenzbereiche völlig offen sind, können Umgebungen nicht vollständig kontrolliert werden – mitgebrachte Geräte können den Funkverkehr ebenso beeinträchtigen wie Einstrahlungen von außen. Ein dezidiertes QoS-Management (Quality of Service) ist mit WLAN ebenso nicht möglich. Und nicht zuletzt besteht die Gefahr, dass unberechtigte Anwender sich in das Netz einklinken, um Angriffe zu starten.

 

Industrie braucht Zuverlässigkeit

Zwar verursacht ein 5G-Campusnetz höhere Kosten als die Installation einer WLAN-Umgebung. Dennoch kann sich die Mobilfunktechnologie auf Dauer auszahlen, wenn die Prozesse zuverlässig und unterbrechungsfrei ablaufen.

Das beginnt bereits bei der Security. Ins Netz einwählen können sich nur zuvor definierte Nutzer, die sich per (e)SIM identifizieren. Der Zellwechsel funktioniert praktisch unterbrechungsfrei, so dass keine Hand-over-Probleme auftreten können. Die Zahl der zulässigen Netzknoten pro Fläche sind bei 5G ungleich höher als bei WLAN. Ebenso bietet 5G Unterstützung für Low-Power-IoT und Geolocalization bzw. Asset Tracking.

Per Network-Slicing können zudem parallel virtuelle Netzwerke mit unterschiedlichen Charakteristiken eingerichtet werden. Anspruchsvollen Anwendungen kann so eine hohe Priorität eingerichtet werden, die eine geringe Latenz mit einer garantierten Mindestbandbreite kombiniert.

Auf diese Weise sind beispielsweise störungsfreie 4K-Videostreams inmitten eines Stadions möglich, in dem gleichzeitig zehntausende Besucher mit ihren Smartphones riesige Datenmengen downloaden. Die Industrie kann kamerabestückte Drohnen zur Zustandsüberwachung auch in Umgebungen mit hoher Sensordichte einsetzen, oder kritische Produktionsprozesse auf Basis von KI-Anwendungen mit unzähligen Mess- und Umgebungsdaten steuern. In Zukunft sollen auch TSN-Anwendungen (Time-Sensitive-Network) über 5G möglich sein.

 

Fazit

Wenn die Datenübertragung oder die Zahl der Netzwerkknoten sich als Flaschenhals erweisen, können die neuen WLAN-Standards möglicherweise für Entlastung sorgen. Einige Anforderungen von professionellen Anwendern lassen sich jedoch auch mit WiFi 6 und 7 nicht lösen.

Gerade wenn es um die Zuverlässigkeit der Datenübertragung geht, ist 5G von unschätzbarem Vorteil. Der neue Mobilfunkstandard ist gezielt auf die Anforderungen der Industrie hin entwickelt worden, wie beispielsweise Quality of Service und die Sicherheit der Datenübertragung.

Unsere Projekterfahrungen zeigen, dass Kunden mit dem Aufbau von 5G-Campusnetzen oft weitere Anwendungsmöglichkeiten entdecken, so dass immer mehr Prozesse darauf aufsetzen. Auf der anderen Seite bleiben WLAN-Netze weiter im Betrieb, wo sie sich als effizienteste – und praktikable – Lösung erweisen. Denn 5G und WiFi sind kein Gegensatz, sondern eine gegenseitige Ergänzung.

 

    FrauHerr

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