Der Mobilfunkstandard 5G ermöglicht digitale Kommunikation beinahe in Echtzeit und hohe Datenübertragungsraten mit bis zu 20 Gbit/s. Für die Industrie aber zählt, dass mit 5G die anspruchsvolle Kommunikation von Maschine zu Maschine im Industrie-4.0-Szenario erleichtert wird. In 5G-Netzen sollen pro Quadratkilometer bis zu eine Million Endgeräte senden und empfangen können. Die Latenzzeiten liegen mit bis zu 1 ms sehr nahe an den industriellen Anforderungen. Auch die Zuverlässigkeit ist voll gewährleistet. Für den Aufbau von lokalen 5G-Netzen wird die Regulierungsbehörde aller Voraussicht nach auf Antrag Frequenzen im Bereich von 3,7 bis 3,8 GHz sowie bei 26 GHz an Unternehmen, regionale Netzbetreiber oder Gemeinden vergeben. In Halle 16 werden Besucher der diesjährigen HANNOVER MESSE nicht nur erste Anwendungen in der Ausstellung erleben, sondern im Forum und Kongress Experten hautnah erleben, die bereits heute die wichtigsten Szenarien durchspielen. Fünf Fakten, die ein Unternehmer über 5G wissen muss:

1. Echtzeit-Kommunikation mit 5G

Wenn in einer Smart Factory der Zukunft Sensoren, Maschinen, Geräte und IT-Systeme miteinander interagieren, dann ist der digitale Datenaustausch die Basis dazu – einer drahtgebundenen, klassischen Kommunikation sind hier die Grenzen gesetzt. Gleichzeitig verringert sie die Flexibilität für das Verschieben von Maschinen und Geräten innerhalb einer Halle. Der Standard 5G verzehnfacht die Datenübertragungsrate im Mobilfunknetz auf mehr als zehn Gigabit pro Sekunde. Durch erheblich niedrigere Latenzzeiten ermöglicht 5G Maschinenkommunikation in Echtzeit – eine Voraussetzung für die Koordination von Maschinen und Abläufen in der Fabrikautomation.

Datenraten von 1 bis 10 Gigabit pro Sekunde sind möglich, im Vergleich zu einem typischen LTE-Anschluss mit 100 Megabit pro Sekunde legt der Mobilfunk von morgen also um den Faktor 10 bis 100 höher. Entscheidend ist aber die garantierte Mindestdatenrate und die Latenzzeit, die für die Reaktionsgeschwindigkeit steht, mit der Server und Smartphone kommunizieren.

2. Reduzierter Energiebedarf mit 5G

Erwähnte Datenraten von bis zu zehn Gigabit pro Sekunde, einer Reaktionszeit von einer Millisekunde und einem reduzierten Energiebedarf, der Batterielaufzeiten von bis zu zehn Jahren ermöglicht, wird 5G zur Standardlösung für die Kommunikation in vernetzten Fabriken und Produktionsanlagen.

3. Komplexe industrielle Anwendungen mit 5G

Neue Wege in der industriellen Kommunikation: Gemäß den sich dynamisch-entwickelnden Szenarien von Industrie 4.0 und neu entstehenden Geschäftsmodellen beispielsweise beim Service lassen sich ganz neue industrielle Anwendungen realisieren, die höchste Anforderungen an Zuverlässigkeit und Echtzeitfähigkeit der Übertragung stellen – für Flexibilität, Mobilität und Wandelbarkeit von Industrieanlagen ein Mekka an Möglichkeiten.

Vorstellbar sind neuartige Vernetzungen von fahrerlosen Transportsystemen und mobilen Robotern auch mobile Bediengeräte und neue Mensch-Maschine-Schnittstellen, wie z. B. Anwendungen der erweiterten Realität. Zudem ermöglicht 5G aber auch ganz neue Fertigungskonzepte mittels drahtlos vernetzter, hochflexibler Produktionsmodule, die ohne Verkabelungsaufwand einfach miteinander kombiniert werden können.

4. Prozessmonitoring mit 5G

Klassisch-kabelgebundene Techniken wie Feldbus und Ethernet sowie kabellose Techniken wie Bluetooth oder WLAN sind mit den Prozessmonitoring-Möglichkeiten von 5G mit immensen Datendurchsatz, sehr geringen Latenzzeiten unter einer Millisekunde absolut im Hintertreffen. Die Heterogenität der verschiedenen Netze wird schnell abnehmen, weil das 5G-Funknetz sich für Anwendungen vom Shopfloor bis Büro empfiehlt und es sich zudem mit anderen Netzen kombinieren lässt. Unter 5G definiert sich sowohl Mobilkommunikations-Hardware (Antennentechnik) als auch Kommunikationsprotokoll.

5. Flexible Maschinenkonzepte mit 5G

Nächster Vorteil ist die einfache Flexibilisierung von Maschinen, die schnell und ohne lange Standzeit rekonfigurierbar sein müssen. Für eine individuelle Produktion bis zur Losgröße 1 bietet 5G ideale Peripherien zur drahtlosen industriellen Kommunikation und Prozessoptimierung. Mobilfunktechnologie ist zuverlässiger, reagiert robuster bei hoher Auslastung und eignet sich gleichermaßen für die Anbindung von Sensoren, Maschinen und von Menschen bedienten Endgeräten. Unterstützt wird das Zusammenspiel durch das sogenannte Network Slicing und die Reduzierung der Signallaufzeit bis auf 1 ms.

Neben diesen fünf Vorzügen mit 5G darf man nicht vergessen, dass das neue Netz auch eine ganz neue Technik benötigt. Bisher sind in einer 4G/LTE-Antenne nur vier Sende- und Empfangseinheiten verbaut und bei 5G sind es vierundsechzig – eine viel gezieltere und engmaschigere Signalversorgung! Dieser Fakt sorgt für stabilere Verbindungen, die kaum mehr abreißen und für drastisch niedrigere Reaktionszeiten im Datenverkehr.

Steht denn die endgültige 5G-Technik schon fest? Noch steht die Versteigerung der deutschen 5G-Frequenzen durch die Bundesnetzagentur an. Erst dann ergibt sich der Frequenzbereich für die Anbieter, wobei es sich um Frequenzen um die 3,5 GHz handeln wird.