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5G

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Wie schnell ist 5G?



Das "Next Generation Mobile Network" (NGMN) ist in Sicht! 5G steht für einen neuen Standard für drahtloses Internet und Mobiltelefonie und ist damit die nächste Evolutionsstufe von 4G-LTE Netzwerken. 5G ermöglicht deutlich höhere mobile Geschwindigkeiten, nämlich bis zu 20 Gbit/s bei weniger als 1ms Latenzzeit. Dadurch kann z.B. Echtzeit-Konnektivität für kritische und potenziell lebensrettende Geräte und Anwendungen bereitgestellt werden. Das 5G Netzwerk ist ein ehrgeiziges Ziel und wird auf der Grundlage einer breiten globalen Zusammenarbeit entwickelt.



5G Vorteile und Ziele

  • Höhere Geschwindigkeit: Ultra-Highspeed-Funkzugriff und damit Download-Geschwindigkeiten von bis zu 20 Gbit/s
  • Schnellere Reaktionsfähigkeit: extrem niedrige Latenzzeit von weniger als 1ms
  • Skalierung bzw. Konnektivität: Schätzungen gehen davon aus, dass bis 2020 mehr als 50 Milliarden angeschlossene IoT-Geräte verfügbar sein werden


5G wird mit seinen enormen Bandbreiten, seiner geringen Latenzzeit und seiner großen Skalierbarkeit eine entscheidende Rolle bei der Schaffung von Echtzeit-Erlebnissen spielen und uns Menschen als Smart Assistant zur Seite stehen bzw. wichtige, aber unbeliebte Aufgaben für uns übernehmen. Dazu zählen z.B. Alltagsaufgaben, wie die Steuerung und Automatisierung von Haus und Garten (Smart Home) sowie Produktionsaufgaben in der Industrie. Die 5G Technologie wird dank ihrer geringen Latenzzeit künftig aber auch fortschrittliche Applikationen wie autonomes Fahren ermöglichen.

Unsere Hersteller in der Kategorie 5G:

QUECTEL

QUECTEL WIRELESS SOLUTIONS konzentriert sich im Wireless M2M Market Sector auf die Gestaltung und Herstellung von Wireless Modulen, um unterschiedliche Industriestandards und Anforderungen erfüllen zu können und ist einer der führenden Anbieter von GSM/GPRS-, UMTS/HSPA(+)-, LTE- und GNSS-Modulen.

INFOSAMPLESAnsprechpartner

Ihr Ansprechpartner:

Bild von Joachim Strohschenk
Joachim Strohschenk
Product Line Manager
+49 89 1301438-17

Die Evolution der Mobilfunkstandards

  • 1979 erfolgt die Einführung von 1G (analoges Mobiltelefon)
  • 1991 kommt 2G (digitales Mobiltelefon) auf dem Markt und wird zum Telefonieren und zur Datenübertragung im 900MHz Bereich eingesetzt
  • Zu Beginn des 21. Jahrhunderts bringen Apple und Google im Zuge der Entwicklung von 3G (datengetriebenes Netz) Smartphones in Massen auf den Markt
  • 2008 wird 4G (Long Term Evolution) für eine verbesserte Netzabdeckung eingeführt
  • Im Jahr 2010 folgt dann 4G-LTE+ mit dem Ziel Geschwindigkeit und Netzabdeckung weiter auszubauen


Die Entwicklungen der letzten 40 Jahre führte zu massiven Leistungsverbesserungen. Bei der neuen Generation 5G kann man allerdings kaum noch von einer Weiterentwicklung sprechen. Die 5G Technologie ist eine „Revolution“, welche massive Veränderungen mit sich bringen wird. 5G wird oftmals nur als eine Funk-Technologie mit höherer Bandbreite eingestuft, aber sie ist viel mehr als das. Das 5G Netz wird die mobile Kommunikation verändern und die Welt weiter vernetzen. Es wird DAS Netzwerk für stromsparende Geräte und Sensoren (IoT-Geräte) sein, und wird auch für Anwendungen mit niedriger Latenz von essentieller Bedeutung sein.





Ein Blick in die Zukunft: 5G New Radio (5G-NR)

Unter 5G New Radio (5G-NR) versteht man eine native 5G Technologie, die noch nicht voll standardisiert ist (Release 15 Spezifikation). Es handelt sich um eine völlig neue Technologie (physikalische, drahtlose Verbindungstechnik), die erforderlich ist, um die Anforderungen von 5G zu erfüllen.



5G New Radio ermöglicht folgende Ziele:

  • Extreme Bandbreiten: 5G-NR aggregiert 8 Komponententräger (CCs)
  • Niedrige Latenzzeit: 100 bis 200 µs
  • Höhere MIMO: Erweiterungen auf bis zu 256 Antennenelemente
  • Massives IoT: Gerät benötigen keinen erweiterten Knoten (Gateway) mehr um Daten zu übertragen


5G-New Radio wird verschiedenste Dienste und Anforderungen für eine Vielzahl von Geräten mit unterschiedlichen Eigenschaften abdecken: Dazu zählen hohe Bandbreiten, Leistungs- und Latenzanforderungen und die Unterstützung einer breiten Palette von Funktionen, wie z.B. traditionelle Makro-zu-Hotspot-Implementierungen. 5G-NR wird sich darüber hinaus auch mit Entfernungs- und Standortproblemen bei Low-Power-IoT-Geräten befassen und dabei eine neue Technik namens Multi-Hop-Mesh verwenden, um Uplink-Verbindungen über nahe gelegene Geräte zu realisieren. Hierbei können verschiedene Mesh-Netzwerke verbunden werden ohne einander zu stören und zu beeinflussen.



Es gibt zwei Versionen von 5G-NR:

  • "Non-Standalone" (NSA): Hier wird das bestehende 4G LTE-Funknetz als Anker für das Mobilitätsmanagement und die Abdeckung genutzt und ein neuer 5G-Träger hinzugefügt. In diesem Modus ist die Verbindung in 4G LTE verankert, während 5G-NR-Träger verwendet werden, um die Datenraten zu erhöhen und die Latenz zu reduzieren. Anfangs wird diese Konfiguration für Anwendungen von 5G-NR genutzt werden.
  • "Standalone" (SA): Hierbei wird die neue 5G-Kernnetzwerk-Architektur (5GCN) genutzt, einschließlich der von 5G angebotenen vollständigen Steuerungs- und Benutzerebenen-Flexibilität.




Der 5G Frequenzbereich

Der große Sprung und die entscheidende Verbesserung bei 5G ist die größere Bandbreite des Trägers, die von 20MHz in LTE auf bis zu 400 MHz erweitert wurde. Es wurden drei Frequenzbereiche bestimmt, die weltweit gleich sind und in vielen Regionen versteigert werden oder bereits versteigert wurden.

  1. Niedrige Frequenz unter 2GHz: Derzeit liegt der Fokus auf 600-700MHz (Band 71 und 82). Dies ist das bestmöglichste Spektrum, das den Mobilfunkbetreibern zu einer schnellen Abdeckung verhilft. Denn viele IoT-Geräte können mit sehr geringer Leistung betrieben werden, was sie ideal für das Sub-1-GHz-Spektrum machen.
  2. Mittlerer Frequenzbereich 2-6 GHz: Dies ist ein neues Spektrum, welches 5G zugewiesen wurde.
  3. mmWellenbänder: Das 3GPP Konsortium einigte sich hier auf Frequenzbereiche über 26GHz. Das neue Spektrum umfasst ein 3,85GHz lizenziertes Spektrum von 27,5 - 28,35GHz und 37 - 40GHz und ein 7GHz nicht lizenziertes Spektrum von 64 - 71 GHz. Diese Hochfrequenzbänder haben eine Wellenlänge von 4 bis 10mm.


5G vs 4G Standard

5G wird noch lange Zeit mit 4G LTE koexistieren, denn das 4G Netz hat für viele aktuelle Anwendungen wie Spracherkennung, Daten und sogar IoT viel zu bieten. 2G- und 3G-Systeme werden hingegen in den nächsten Jahren von den Mobilfunkbetreibern Schritt für Schritt abgeschaltet werden.



CODICO hält Sie gerne über aktuelle Entwicklungen im Bereich 5G auf dem Laufenden. Unser Hersteller QUECTEL arbeitet laufend an der Erweiterung seines Produktportfolios von NB-IoT bis 5G. QUECTEL's Ziel und Leitbild ist es jedes Gerät auf der Erde zu vernetzen um eine hochvernetzte intelligente Welt aufzubauen.

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