5G
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
Mit seiner enormen Bandbreite, geringen Latenz und hohen Skalierbarkeit wird 5G eine entscheidende Rolle bei der Schaffung von Echtzeiterlebnissen spielen. Gleichzeitig wird 5G als intelligenter Assistent dienen oder wichtige, aber zeitaufwändige Aufgaben für uns übernehmen. Dazu gehören alltägliche Aufgaben wie die Steuerung und Automatisierung von Haus und Garten (Smart Home) sowie Produktionsaufgaben in der Industrie. Dank der geringen Latenz wird die 5G-Technologie künftig jedoch auch fortschrittlichere Anwendungen wie autonomes Fahren ermöglichen.
Das 5G-Netz wird die mobile Kommunikation grundlegend verändern und den Weg in eine stärker vernetzte Welt ebnen. Es wird zum zentralen Netzwerk für energieeffiziente Geräte und Sensoren (IoT-Geräte) werden und auch bei Anwendungen mit niedrigen Latenzzeiten eine wichtige Rolle spielen.
5G wird noch lange Zeit parallel zu 4G LTE bestehen, da das 4G-Netz für viele aktuelle Anwendungen wie Spracherkennung, Datenübertragung und auch IoT zahlreiche Vorteile bietet. Im Gegensatz dazu werden 2G- und 3G-Netze von den Mobilfunkbetreibern in den kommenden Jahren schrittweise abgeschaltet.
Eine Vision für die Zukunft: 5G New Radio (5G-NR)
Der Begriff 5G New Radio (5G-NR) bezeichnet eine native 5G-Technologie, die noch nicht vollständig standardisiert ist (Release-15-Spezifikation). Dabei handelt es sich um eine vollständig neue Technologie für die physikalische drahtlose Verbindung, die erforderlich ist, um die Anforderungen von 5G zu erfüllen.
5G New Radio trägt dazu bei, folgende Ziele zu erreichen:
- Extreme Bandbreiten: 5G NR bündelt bis zu 8 Component Carrier (CC).
- Geringe Latenzzeiten: 100 bis 200 µs.
- Höhere MIMO-Dimensionierung: Erweiterung auf bis zu 256 Antennenelemente.
- Massives IoT: Geräte benötigen kein zusätzliches Gateway (Extended Node) mehr, um Daten zu übertragen.
5G New Radio wird eine Vielzahl unterschiedlicher Dienste und Anforderungen für eine große Anzahl von Geräten mit unterschiedlichen Eigenschaften abdecken. Dazu gehören hohe Anforderungen an Bandbreite, Leistung und Latenz sowie die Unterstützung einer Vielzahl von Funktionen, beispielsweise klassische Makro- bis Hotspot-Deployments.
Darüber hinaus wird 5G NR auch Anforderungen hinsichtlich Reichweite und Standortabdeckung bei energieeffizienten IoT-Geräten adressieren. Dafür kommt eine neue Technologie namens Multi-Hop-Mesh zum Einsatz, die Uplink-Verbindungen über benachbarte Geräte ermöglicht. Dies wird erreicht, indem verschiedene Mesh-Netzwerke miteinander verbunden werden können, ohne sich gegenseitig zu stören oder zu beeinträchtigen.
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.
- 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 macht.
- Mittlerer Frequenzbereich 2-6 GHz: Dies ist ein neues Spektrum, welches 5G zugewiesen wurde.
- 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.
Hersteller & Ansprechpartner
CAVLI WIRELESS
CAVLI WIRELESS entwickelt und produziert industrie- und automotiv taugliche zellulare Module. Das Unternehmen mit Hauptsitz in San Jose, Kalifornien, Vereinigte Staaten, hat sich in den letzten Jahren zu einem schnell wachsenden Anbieter von Wireless Modulen entwickelt und erfüllt die Standards ISO9001 und ISO/TS16949.
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