Die 5G-Preview: Was sollten Sie jetzt schon wissen?

Die 5G-Preview: Was sollten Sie jetzt schon wissen?

Bis 2020 soll in Europa flächendeckend „5G“ eingeführt werden. 5G ist ein neuer Mobilfunkstandard und soll 4G/ „LTE Advanced“ ablösen. Von 5G erhofft man sich neben deutlich stärkeren Datendurchsatzraten, mehr Teilnehmern pro Zelle und ebenfalls kürzere Latenz-Zeiten („Verzögerung der Signale“) zur Datenübertragung bei „lückenloser“ Netzabdeckung.

„Schneller, weiter, höher“ – das olympische Motto auch für 5G

Dieser Ansatz motiviert seit Jahrzehnten die Weiterentwicklung des Mobilfunks, um neue, anspruchsvollere Anforderungen der Nutzer zu erfüllen. Gerade für die weitere Vernetzung von Maschinen untereinander, insbesondere Automobile (Autonomes Fahren), sind gerade die geplanten, kurzen Latenzzeiten essentiell. Die Vielzahl und Komplexität der modernen Sensornetze in Fahrzeugen erfordert zudem deutlich höhere Datenraten, um nicht nur Daten in Echtzeit zu erfassen und auszuwerten, sondern um sie nahezu genauso schnell weiter zu übertragen.

OBD3-Schnittstelle, zentrale Live-Analyse des Tachographen,…?

Die eigentliche Frage aus Telematik-Sicht ist in jedem Fall – was bringt uns 5G? Mögliche Ideen beinhalten neue Echtzeit-Services, denkbar wäre eine Live-Analyse der übertragenen CANBUS Daten mit deutlich mehr Argumenten, als im FMS-Standard bisher festgelegt. Ziel könnte sein „Predictive Maintenance“ mit extrem hoher Präzision zu schaffen.

Zur Verbesserung der Sicherheit im kommerziellen Flottenverkehr sind auch die behördliche Einbindung in einer Art Live-Übertragung des digitalen Tachographen denkbar statt eines Remote Downloads. So kann die Einhaltung von Lenkzeiten präventiv gesteuert werden.

5G ermöglicht durch enorme Datenraten aber auch weitere Echtzeitunterstützung zum Beispiel für Servicemitarbeiter mit Hilfe von „Augumented Reality“ (AR). Dabei werden im „virtuellen Team“ komplexe Probleme gelöst. Das könnte so aussehen:

  • Ein Service-Experte ist vor Ort: er überträgt live Bilddaten vom Einsatzort.
  • In einer Zentrale befinden sich seine Kollegen: Diese übertragen dem Experten aus der Ferne unterstützende Hinweise auf seine „Augumented Reality-Brille“, die dort „auf die Realität“ draufgeblendet werden.

Gerade in Zeiten hochkomplexer Systeme kann die neue Mobilfunktechnologie den Mitarbeitern eine wesentliche Infrastrukturkomponente für derartige Arbeiten bieten.

5G Einsatz Szenarien, (c) www.telematikwissen.de

5G Einsatz Szenarien, (c) www.telematikwissen.de

Nachfolgend finden Sie zwei Youtube-Videos zu diesem Thema:

Augumented Reality in der Anwendung

5G PPP – Ein starkes Konsortium

Um die sog. „Revolution im Mobilfunk“ bis 2020 flächendeckend einzuführen arbeiten zahlreiche starke Partner zusammen im 5G PPP (5G Infrastructure Public Private Partnership). Insbesondere das Projekt ERTICO (Intelligent Transportation Systems) treibt mit zahlreichen weiteren Partnern die 5G-Entwicklung im Sinne der Automobil-Industrie und der sog. „Information and Communications Technology“-Anbieter voran. Hervorzuheben sind dabei die fünf Hauptveränderungstreiber des Automobil-Sektors, die von ERTICO, der Europäischen Kommission und dem 5G PPP identifiziert worden sind[1]:

  • Automatisiertes Fahren
  • Verkehrssicherheit und Verkehrseffizienz
  • Digitalisierung von Transport und Logistik
  • Intelligente Navigation
  • Die Informationsgesellschaft im Straßenverkehr

Nicht zuletzt hier kann man den Bezug der 5G-Technologie zur Telematik sehr deutlich erkennen, weil sie schon seit Jahren mehrere dieser Themen explizit vorantreibt.

Was unterscheidet 5G technisch von 4G/3G/… oder was ist zu erwarten?

Im Zuge der Einführung der aktuellen Technologie 4G hat man vor allem ein vollständige „Paketorientierung“ der Kommunikation und eine signifikante Verschlankung des Backbone-Netzes (Netzanteil zwischen Funkmast und Infrastruktur der Provider) gegenüber 3G vorgenommen.

Wesentlich ist bei 4G zudem die Signalmodulation auf Basis des OFDMA-Verfahrens (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) gewesen, was im Unterschied zum W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) kein Spreizbandverfahren ist. Die Herausforderung von Spreizbandverfahren (auch bei UMTS (3G)) ist die indirekte Proportionalität zwischen verfügbarer Datenrate und Nutzeranzahl: bei einer gegebenen Kanal-Bandbreite – je mehr Nutzer, desto höher der Codierungsaufwand (um jeden Nutzer eindeutig zu identifizieren) und desto weniger verfügbare Datenbandbreite. Durch OFDMA konnte man diese „Limitierung“ abschaffen.

Auf den ähnlichen Ebenen auf denen bei 4G Neuerungen eingeführt wurden (Modulation, Kanalzugriff, Medienzugriff, also ISO/OSI-Layer 1-2), erwartet man für 5G eine Weiterentwicklung: ein intelligentes Backbone-Netz und eine robuste Modulation. Bislang gibt es bereits vereinzelt Design-/ Architektur-Vorschläge und Ideen. So hat z.B. Rohde und Schwarz bereits mehrere Kandidaten[2] bezüglich einer möglichen Signalform vorgeschlagen, offiziell ist leider noch nichts konkret.

Zur Umsetzung auf der Funkstation-Seite spricht man unter anderem von der Massive MIMO (Multiple Input Multiple Output)-Technologie, wobei hier mit bis zu 64 Antennen statt heute bis zu 8 Antennen pro Station eine deutliche Vergrößerung Bandbreite geschaffen werden soll.[3]

Die Organisation 5GPP hat erst kürzlich ein neues Paper zur einem „View on 5G Architectur“ veröffentlicht, indem bereits etwas näher auf weitere, mögliche Komponenten des 5G-Netzes eingegangen wird[4].

Wo kann man 5G jetzt schon bald „erleben“?

An ausgewählten Orten sollen in naher Zukunft sogenannte Testbeds entstehen: unter anderem in München bei Huawei, ebenso wie an mehreren Orten in Berlin – dort soll unter anderem auch die „Smart City“-Thematik im Zusammenspiel mit 5G getestet werden.

Sobald es konkretere Informationen bezüglich 5G gibt, die einen detaillierten Vergleich mit 4G/3G zulassen, werden wir Sie hier auf telematikwissen.de informieren. Melden Sie sich gerne bei unserem kostenfreien News-Service an, mit dem wir Sie einmal im Quartal über die wichtigsten Neuigkeiten informieren.

[1] https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2014/02/5G-PPP-White-Paper-on-Automotive-Vertical-Sectors.pdf, abgerufen am 09.08.2016

[2] https://www.rohde-schwarz.com/de/loesungen/drahtlose-kommunikation/5g/5g-uebersicht/5g-uebersicht_229437.html, aufgerufen am 09.08.2016

[3] http://www.ni.com/white-paper/52382/de/ aufgerufen am 09.08.2016

[4] https://5g-ppp.eu/wp-content/uploads/2014/02/5G-PPP-5G-Architecture-WP-July-2016.pdf  aufgerufen am 09.08.2016

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