Das Potenzial von 5G: Interaktionen in Echtzeit

Netzbetreiber weltweit treiben den Ausbau der 5G-Technologie voran. Der Mobilfunkstandard baut auf dem bestehenden LTE-Standard auf und wird für das Internet der Dinge (IoT) neue Weichen Stellen. Ein echter Mehrwert von 5G für das IoT sind zum Beispiel die niedrigen Latenzzeiten. Mehr dazu, was das bedeutet, erfahren Sie in diesem Beitrag.

Geringe Latenz als echter Vorteil von 5G

Stellen Sie sich vor: Sie sollen auf etwas reagieren, doch alles was Sie sehen, nehmen Sie mit einer tatsächlichen Verzögerung von mindestens 30 Millisekunden wahr. Das klingt erstmal nach nicht viel. Doch wären Sie in der Lage, einen Gegenstand zu fangen, der Ihnen zugeworfen wird? In der Praxis stellt sich das als extrem schwierig heraus. Dabei sind 30 Millisekunden die vorzufindende Standard-Verzögerung (Latenz) bei der Datenübertragung per LTE im aktuellen 4G-Netzwerk. Für Anwendungen wie Autonomes Fahren, bei denen es auf jede Millisekunden ankommt, wäre diese Verzögerung zu lang. Der neue Mobilfunkstandard 5G, der immer weiter auf der ganzen Welt ausgebaut wird, kann hier Abhilfe schaffen. Die Latenz des neuen Standard beträgt im Idealfall nur noch eine Millisekunde, also ein Dreißigstel des Standards LTE. Damit ist es möglich, beispielsweise Sensordaten nahezu in Echtzeit auszutauschen und Anwendungen umzusetzen, bei denen eine Verzögerung nicht in Kauf genommen werden kann. Weitere Beispiele dafür wären neben dem autonomen Fahren auch der Bereich Telemedizin oder etwa Produktionsroboter, die miteinander oder mit Menschen interagieren. 

Höhere Bandbreite und mehr Netzteilnehmer

Neben der kürzeren Latenzzeit bietet 5G zwei weitere wichtige Weiterentwicklungen. Durch einen größeren zur Verfügung stehenden Frequenzbereich (im Bereich 3300 - 3800MHz) wird eine höhere Kapazität geschaffen. In Verbindung mit dem so genannten MIMO-Verfahren (Multiple Input, Multiple Output) können zudem mehrere Daten auf derselben Frequenz übertragen werden. Das führt dazu, dass sich deutlich mehr Endgeräte mit einer einzigen Funkzelle verbinden können (Faktor 500) und somit Engpässe an viel besuchten Standorten deutlich reduziert werden können. Durch die konsequente Anbindung der 5G Funkzellen an das Glasfasernetz und einen breiteren nutzbaren Frequenzbereich pro Endgerät wird darüber hinaus eine deutlich höhere Bandbreite ermöglicht. Die häufig von Mobilfunkbetreibern angegebenen Gigabits pro Sekunde (125 MegaByte pro Sekunde) können zwar theoretisch erreicht werden, realistisch sind hingegen immer noch hohe 200-300 Megabit pro Sekunde.


Network Slicing
Latenzzeiten
Verbindungen je km2
4G / LTE

30-50 ms

max. Bandbreite

100 Mbps

10 k

5G

1 ms

10 Gbps

1000 k

nein

ja


Die Physik mit 5G bereits ausgeschöpft

Die niedrige Latenz von einer Millisekunde wird zunächst nur in Laborsituationen erreicht und bezieht sich insbesondere auf die Übertragung zwischen dem Endgerät und der 5G Funkzelle. Da der größte Anteil der Gesamt-Latenz nicht auf dem Weg der Daten zwischen Funkzelle und Endgerät entsteht, sondern im nachgelagerten Netzwerkverkehr (z.B. per Cloud oder Internet), besteht ein weiterer Trend im so genannten Edge Computing. Das bedeutet, dass eine Verarbeitung von Daten möglichst nah am Endgerät vorgenommen wird, um die Übertragungsdauer zwischen verarbeitenden Servern zu minimieren. Nichts ist schneller als die Lichtgeschwindigkeit (ca. 300km pro ms), sodass für den Up-und-Downstream rein physikalisch 150km pro ms zurückgelegt werden können. Allein schon aus dieser Überlegung heraus deutet sich an, dass mit 5G das physikalisch Mögliche bereits ausgereizt wird und weitere Entwicklungen insbesondere in Richtung Edge Computing notwendig sein werden. Als Mobilfunkanbieter sind hier möglichst regionale Breakouts ins Internet vom Vorteil. Das meint, dass der Zugang zum Internet für einen Server in Frankfurt beispielsweise nicht zuerst über die USA läuft.

5G in der nahen Zukunft

Schaut man sich den Stand des Ausbaus des heutigen 5G Netzes der Deutschen Telekom an (Link abgerufen am 16.09.2021), so lässt sich feststellen, dass bereits eine relativ breite Abdeckung vorhanden ist. Doch insbesondere in ländlichen Gegenden und im Osten Deutschlands sind noch einige Lücken vorzufinden. Ob in den ländlichen Gegenden mittelfristig 5G etabliert wird, bleibt abzuwarten. Es ist davon auszugehen, dass der Glasfaserausbau in wenig besiedelten Gegenden von den Netzbetreibern nicht besonders forciert werden dürfte und die Vorteile des neuen 5G Netz für Echtzeitanwendungen nur bedingt gegeben sein dürften, sodass eine Abdeckung im 4G Netz ausreichen dürfte.

M2M-SIMs mit 5G von wherever SIM

Mit einigen unserer M2M-SIM-Karte können Sie durch bereits bestehende Roaming-Abkommen mit den ersten Mobilfunknetzbetreibern schon heute eine Verbindung zum 5G Netz aufbauen. Werfen Sie dafür gerne einen Blick in unsere aktuelle Coverage Liste. Generell befinden wir uns für alle unsere M2M-SIMs derzeit mit den Netzbetreibern in Verhandlungen für 5G Abkommen.

Sobald uns neue Informationen zur 5G Unterstützung unserer M2M-SIM-Karten vorliegen, werden wir Sie auf den gewohnten Wegen in Form unseres Coverage Updates darüber informieren. So viel sei verraten: aus technischer Sicht, sofern Ihre Geräte 5G fähig sind, müssen Sie nichts weiter unternehmen. Unsere SIM-Karte wird ab dem Zeitpunkt der verfügbaren Roaming-Abkommen direkt den neuen Standard unterstützen, die SIM muss also weder ausgetauscht noch umkonfiguriert werden.