Das wahre Potenzial von 5G freisetzen

Was haben Superhelden und 5G gemeinsam? Blitzschnelle Geschwindigkeit und hochentwickelte Sinne. 5G ist die nächste Generation der drahtlosen Kommunikation, die mehr als 212 Milliarden verbundene Sensoren und 50 Milliarden Geräte unterstützen wird. Dies entspricht etwa 44 Zettabyte an Daten, die von Smartphones, Autos, Fernüberwachungsgeräten, Geräten und Maschinen erzeugt werden. Die Anforderungen an 5G sind breit gefächert und reichen von der Kommunikation mit hoher Bandbreite für Enhanced Mobile Broadband (eMBB)-Anwendungen über die Maschine-zu-Maschine (M2M)-Kommunikation mit geringer Bandbreite, die wir für das Internet der Dinge erwarten, bis hin zu den Anforderungen an die Zuverlässigkeit und die extrem niedrige Latenzzeit für autonome Fahranwendungen. Das Spektrum unter 6 GHz bietet eine bessere Ausbreitung und Abwärtskompatibilität für Schmalbandanwendungen, während die zusammenhängende Bandbreite bei mmWave-Frequenzen die wichtigsten eMBB-Anwendungen ermöglicht.

Der Übergang von 4G zu 5G ist zwar unumgänglich, birgt aber auch eine Reihe von Herausforderungen in sich. Erstens arbeitet 5G auf Millimeterwellenfrequenzen und muss universelle Interoperabilität gewährleisten. Da es sich um ein extrem hohes Frequenzband handelt, ist es anfällig für atmosphärische Absorption, aber Technologien wie Beamforming und Massive MIMO helfen, diese Einschränkung zu überwinden. Datenwissenschaftler experimentieren bereits mit 5G New Radio (NR), einer neuen Luftschnittstelle auf der Grundlage des orthogonalen Frequenzmultiplexverfahrens (OFDM), die eine Vielzahl von 5G-Spektren, -Einrichtungen, -Diensten und -Gerätetypen unterstützen soll. OFDM wird digitale Daten auf verschiedenen Trägerfrequenzen kodieren. Der 5G NR-Prototyp arbeitet in den Frequenzbändern unter 6 GHz und wird eingesetzt, um Datenraten von mehreren Gigabit pro Sekunde und geringe Latenzzeiten zu erreichen. Die Akteure, die 5G auf globaler Ebene implementieren, müssen einen Konsens über die Vornormung erzielen, um einen flexiblen Sicherheitsfahrplan zu entwickeln. Die Einhaltung von Vorschriften der Internationalen Organisation für Normung (ISO), der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) und der Cloud Security Alliance (CSA) wird sich ebenfalls erheblich auf das Spektrum auswirken.

5G wird auch eine Verlagerung des Schwerpunkts von IoT auf die "Intelligenz der Dinge" bewirken. Die großen Unternehmen der Branche bereiten sich bereits auf diese Umwälzungen vor. Nahezu 26 % aller Unternehmen planen oder erforschen das Potenzial von 5G ausgiebig". Einem neuen Bericht zufolge wird sich das 5G-System auf digitale Währungen, soziale Netzwerke, standortbezogene Webdienste, das Design von Rechenzentren und Echtzeitanalysen auswirken.

Network Function Virtualization (NFV) wird der Schlüssel zur Entwicklung einer robusten Cloud-Edge-Architektur sein, die das 5G-Netzwerk hostet. Die durch Network Slicing und Virtualisierung ermöglichte Netzwerkflexibilität wird eine Reihe neuer personalisierter Dienste bieten. Ein Beispiel: Ein autonomes Auto funktioniert über Vehicle-to-Anything-Kommunikation (V2X). Ein latenzanfälliger Streaming-Dienst, der mit dem fahrenden Auto verbunden ist, erfordert einen hohen Durchsatz, der nur von einem Netz wie 5G bereitgestellt werden kann. Mit dem 5G-Netz werden Betreiber die Möglichkeit haben, virtuelle Netzwerke zu installieren, die beliebige Endpunkte miteinander verbinden. Darüber hinaus werden Unternehmen in der Lage sein, den Datenverkehr nach virtuellem Netzwerk oder Endpunkt zu priorisieren.

Im Gesundheitswesen eröffnet 5G neue Wege für Behandlung, Datenanalyse, Diagnose und Bildgebung. Das "Internet der medizinischen Dinge" ermöglicht die elektronische Übertragung medizinischer Daten durch entfernte Sensoren und klinische Wearables. Dies erleichtert Behandlungsdienste und telemedizinische Diagnosen über hochauflösende Videokonferenzen zu erschwinglichen Preisen. Durch die Nutzung der hohen Datenrate, der extrem zuverlässigen und latenzarmen Dienste, die von 5G-Netzen angeboten werden, werden in Zukunft komplexe Ferndiagnosen oder die Technologie von 3D-CAT-Scans möglich sein. Im Automobilbereich kann ein Automobilhersteller mit Hilfe von Halbleiterchip-Prozessoren bis 2018 autonome Testfahrzeuge betreiben. Es wird erwartet, dass noch mehr selbstfahrende Autos auf die Straße kommen, so dass 5G hochentwickelte, zuverlässige und flächendeckende Kommunikationsnetze ermöglichen wird. Mithilfe von Protokollen für maschinelles oder tiefes Lernen können Anweisungen erstellt werden, wie automatisierte Autos starten, differenzieren, erkennen und auf sich bewegende Objekte reagieren. Jedes System wird die Leistung von 5G und Datensynthese benötigen, um zusammenzuarbeiten. Ein in 5G integriertes Smart-City-Modell wird auch die lokale Wirtschaft der Zukunft verändern. Die drahtlose Infrastruktur der nächsten Generation wird über 5G-Kleinzellennetze entwickelt. Ihre Rechenkapazität und Konnektivität wird es den Städten ermöglichen, die Effizienz intelligenter Netze zu steigern, die öffentliche Sicherheit zu verbessern, die Zahl der Verkehrstoten zu verringern, den globalen CO2-Fußabdruck zu senken und die Qualität der Gesundheitsversorgung zu verbessern. Die Möglichkeiten sind endlos, und wir haben vielleicht nur an der Oberfläche gekratzt, um zu verstehen, wie 5G die Technologielandschaft der Zukunft verändern wird. Trotz der Risiken bleibt es ein lohnender Diskussionspunkt, um herauszufinden, wie sich die Unternehmen der Zukunft auf dieses Superheldennetz vorbereiten müssen.