Wenn Sie im Technologiesektor tätig sind (oder tatsächlich in einem Unternehmen tätig sind, das überhaupt auf digitale Technologie angewiesen ist), haben Sie wahrscheinlich schon die Begeisterung für 5G gehört. Der neueste Standard für Hochgeschwindigkeits-Mobilfunknetze ist bereit, die drahtlose Konnektivität, wie wir sie kennen, zu verändern und ein neues Zeitalter der digitalen Transformation einzuleiten.

Wie bei jeder neuen Technologie ist es jedoch ratsam, einen Schritt zurückzutreten und die Vor- und Nachteile abzuwägen, bevor man sich darauf einlässt. In diesem Artikel werden wir uns einige der Vor- und Nachteile von 5G-Netzen ansehen, damit Sie sich ein Bild machen können Entscheidung für Ihr Unternehmen.

Was ist 5G?

5G (Mobilfunktechnologie der fünften Generation) ist der neue Standard für Mobilfunknetze. Es wurde erstmals 2019 von Mobilfunkunternehmen veröffentlicht und basiert wie seine Vorgänger, die 3G-, 4G- und 4G-LTE-Netze, auf Funkfrequenzen für die Datenübertragung. Verbesserungen bei Latenz und Bandbreite verleihen 5G jedoch bestimmte Vorteile wie blitzschnelle Download- und Upload-Geschwindigkeiten, verbesserte Konnektivität und höhere Zuverlässigkeit.  

Warum ist 5G wichtig?

In den vier Jahren seit seiner Markteinführung wurde 5G weithin als bahnbrechende Technologie angepriesen, die einen Wandel in ähnlichem Ausmaß herbeiführen kann Künstliche Intelligenz (KI), der Internet der Dinge (IoT) und maschinelles Lernen (ML). Mit der Ausweitung der mobilen Breitbandtechnologie nimmt die Menge der täglich generierten Daten exponentiell zu, bis zu dem Punkt, an dem 3G- und 4G-Netzwerkinfrastrukturen damit einfach nicht mehr umgehen können. Dann kommt 5G mit seinen schnellen Download- und Upload-Zeiten und größeren Bandbreiten in die Lage, viel größere Datenmengen zu verarbeiten.

Vorteile der 5G-Technologie

Neben höheren Geschwindigkeiten und Upload-/Download-Zeiten gibt es noch einige weitere wichtige Unterschiede zwischen 5G- und 3G/4G-Netzwerken, die es zu beachten gilt:

Geringerer physischer Platzbedarf

5G verwendet kleinere Sender als seine Vorgänger, sodass diese diskret auf Gebäuden, in Bäumen oder an anderen abgelegenen Orten platziert werden können. Die Zellen (oder „kleinen Zellen“), auf die drahtlose Netzwerke für die Konnektivität angewiesen sind, sind in 5G-Netzwerken auch kleiner und benötigen zum Betrieb weniger Strom.

Reduzierte Fehlerquoten

Das adaptive Modulation and Coding Scheme (MCS) von 5G – ein Schema zum Senden von Daten von WLAN-Geräten – ist besser als das MCS, das in 4G und 3G verwendet wird. Das Ergebnis ist, dass die Block Error Rate (BER), die zur Messung der Fehlerhäufigkeit in einem Netzwerk verwendet wird, extrem niedrig ist. Wenn in einem 5G-Netzwerk die BER auf ein bestimmtes Niveau ansteigt, verringert der Sender die Verbindungsgeschwindigkeit, bis die Fehlerrate sinkt. Im Wesentlichen tauschen 5G-Netzwerke Geschwindigkeit gegen Genauigkeit in Echtzeit aus, sodass ihre BER immer nahe Null liegt.  

Bessere Bandbreite

5G-Netzwerke können eine viel größere Bandbreite an Bandbreiten nutzen als frühere Netzwerke. Durch die Erweiterung des Spektrums der nutzbaren Ressourcen von unter 3 GHz auf 100 GHz und sogar höher kann die Reichweite von 5G sowohl niedrigere als auch höhere Frequenzen umfassen. Dadurch werden die Gesamtkapazität und der Durchsatz des Netzwerks erweitert, da es über ein viel breiteres Spektrum an Bandbreiten funktionieren kann und die Anzahl der Geräte, die es gleichzeitig unterstützen kann, erhöht wird.

Geringere Latenzen

Die geringe Latenz von 5G (die Zeit, die Daten benötigen, um in einem Netzwerk von einem Punkt zum anderen zu gelangen) ermöglicht Geschwindigkeiten, die Aktivitäten wie das Herunterladen einer Datei oder die Interaktion mit der Cloud zehnmal schneller machen als in einem 10G- oder 4G-Netzwerk. Während 3G-Netzwerke Latenzen von etwa 4 Millisekunden liefern, liegen sie bei 200G-Netzwerken routinemäßig bei nur einer Millisekunde.

Nachteile von 5G

Wie bei jeder neuen Technologie gibt es bei 5G ebenso viele Gründe zur Vorsicht wie zur Aufregung. Werfen wir einen Blick auf einige der Bedenken, die sowohl Verbraucher als auch Unternehmen davon abhalten, sich voll und ganz darauf einzulassen.  

Internet-Sicherheit

Obwohl die Algorithmen von 5G noch umfassender sind als die seiner Vorgänger, sind Benutzer immer noch anfällig dafür Cyber-Angriffe. Ein Bereich, der Anlass zur Sorge gibt, ist Verschlüsselung. Während Apps in 5G-Netzwerken verschlüsselt sind, verfügt der 5G NR-Standard nicht über eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung und ist daher anfällig für bestimmte Arten von Angriffen.  

Network Slicing

Während Network Slicing ein beliebtes Feature von 5G-Netzwerken ist, ist es auch ein Bereich, in dem Wachsamkeit geboten ist. Beim Erstellen eines virtuellen Netzwerks für eine bestimmte Funktionalität ist 5G-Software Hackern ausgesetzt. Malware und andere potenzielle Verstöße. Sobald ein Verstoß aufgetreten ist, besteht die Gefahr, dass sich Malware oder Spyware über die Infrastruktur oder vernetzte Geräte eines Netzbetreibers ausbreitet und zu Problemen im gesamten Unternehmen führt.  

Infrastruktur

Um Dienste und Funktionen in ein 5G-Netzwerk zu verlagern, müssen Unternehmen die Kosten und den Zeitaufwand für die Aufrüstung ihrer Geräte abwägen, damit diese 5G-kompatibel sind. Dies kann sowohl zeitaufwändig als auch teuer sein. Typischerweise hat ein Unternehmen, das seit einiger Zeit auf 3G- oder 4G-Netzwerke setzt, bereits große Investitionen in seine Ausrüstung getätigt. Der Ersatz und die Weiterqualifizierung der Arbeitskräfte, damit sie die neue Infrastruktur bereitstellen und warten können, stellen ein erhebliches Hindernis dar.

Lücken in der Abdeckung

Mit der weltweiten Einführung der 5G-Technologie verfügen mittlerweile viele große städtische Gebiete über eine 5G-Abdeckung. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass dies bei 5G immer noch nicht der Fall ist überall und wird es auch noch lange nicht sein. Viele abgelegene Gebiete verfügen beispielsweise nicht über eine 5G-Verbindung oder bieten nur eine begrenzte Abdeckung. Bevor Unternehmen auf 5G umsteigen, sollten sie prüfen, wo sie es einsetzen wollen – insbesondere wenn sie in ländlichen Gebieten tätig sind –, um sicherzustellen, dass sie über eine 5G-Abdeckung verfügen.

Penetration

Die hochfrequenten Funkwellen, auf denen sich 5G-Signale ausbreiten, werden leicht von gewöhnlichen Objekten wie Gebäuden und/oder Bäumen blockiert, sodass es ein Problem sein kann, nahtlose Routen für die Ausbreitung der Wellen sicherzustellen. Fabriken und Büros stellen einzigartige Herausforderungen dar, die einige Unternehmen dazu veranlasst haben, ihre Einrichtungen so umzugestalten, dass sie 5G-netzwerkfreundlicher sind.

Wie funktioniert die 5G-Technologie?

5G-Netze sind in geografische Abschnitte, sogenannte Zellen, unterteilt. Innerhalb dieser Zellen stellen drahtlose Geräte wie Smartphones, Tablets und Computer eine Verbindung zum Internet oder Telefonnetz her, indem sie Funkwellen zwischen einer Basisstation und Antennen senden. Die zugrunde liegende Technologie eines 5G-Netzwerks ist die gleiche wie die eines 3G- oder 4G-Netzwerks, allerdings sind die Download-Geschwindigkeiten viel höher. Die Download-Geschwindigkeiten einiger 5G-Netzwerke können bis zu 10 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s) erreichen, wenn nur wenige Geräte im Netzwerk sind.

Da die 5G-Technologie immer mehr Kunden erreicht und die Zahl der Anwendungen, die sie unterstützen, weiter wächst, wird erwartet, dass ihre Beliebtheit bei Telekommunikationsunternehmen und Internetdienstanbietern (ISPs) ebenfalls zunehmen wird. In Nordamerika beispielsweise haben die beliebtesten ISPs für Heim-Internet – Verizon, Google und AT&T – es bereits übernommen und Mehr als 200 Millionen Haushalte abonnieren es (Links befinden sich außerhalb von ibm.com).

Drei Schlüsselfunktionen zeichnen die 5G-Technologie aus:

1. Mobilfunkstandards
2. Network Slicing
3. Private Netzwerke

Hier ist ein genauerer Blick auf jeden dieser Bereiche, warum sie einzigartig für 5G sind und wie sie die Funktion der Technologie unterstützen.

Neuer Mobilfunkstandard

Der 5G NR-Standard (New Radio) für Mobilfunknetze ist die neue Spezifikation der Radio Access Technology (RAT), die speziell für 5G-Mobilfunknetze entwickelt wurde. Im Jahr 2018 hatte sich das 3rd Generation Partnership Project (3FPP) zum Ziel gesetzt, einen neuen globalen Standard für Mobilfunknetze zu entwickeln, der die Entwicklung von Geräten und Anwendungen in 5G-Netzen steuern soll. Heutzutage müssen Mobilfunknetze und Hersteller, die 5G-Geräte mit Strom versorgen oder entwickeln möchten, lediglich den 5G-NR-Standard befolgen, um die Konformität einzuhalten – was die Leichtigkeit und Wahrscheinlichkeit einer 5G-Erweiterung erhöht. Entsprechend ein aktueller Bericht von Ericsson (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) waren bis Ende 45 5 % der Netzwerke weltweit 2023G-kompatibel, wobei diese Zahl bis zum Ende des Jahrzehnts voraussichtlich auf 85 % steigen wird.

Network Slicing

In einem 5G-Netzwerk können Betreiber mehrere unabhängige virtuelle Netzwerke auf derselben Infrastruktur bereitstellen und so zahlreiche Netzwerke mit Strom versorgen Geschäftsanwendungen und es Benutzern ermöglicht, noch komplexere Aufgaben aus der Ferne zu erledigen, als sie es heute können. Beispielsweise können Unternehmen, die die drahtlose Funktionalität nach Anwendungsfall oder Geschäftsmodell aufteilen möchten, eine „Sammlung“ in einem 5G-Netzwerk bilden. Sammlungen bieten Benutzern in diesem Netzwerk ein zuverlässigeres und konsistenteres Erlebnis auf dem Mobilgerät ihrer Wahl, als dies mit früheren Generationen der drahtlosen Technologie möglich gewesen wäre.

Private Netzwerke

Mit der 5G-Technologie können Benutzer ein privates Netzwerk mit erweiterten Personalisierungsfunktionen wie sicherem Zugriff, verbesserter Qualitätskontrolle und zusätzlicher Mobilität erstellen. Aufgrund dieser Funktionen erfreut sich privates 5G immer größerer Beliebtheit bei globalen Unternehmen, die die gesamte Leistung und Funktionen von 5G, aber mit zusätzlichen Sicherheitsebenen für ihr Unternehmen wünschen. Private 5G-Netzwerke ermöglichen es Unternehmen, mehrere Geräte, Dienste und Anwendungen in einer äußerst privaten, sicheren und effizienten Umgebung zu verwalten – mehr als jedes öffentliche Netzwerk. 

5G-Anwendungsfälle

Nachdem wir nun ein umfassenderes Bild der Vor- und Nachteile von 5G und der Funktionsweise der neuen Technologie haben, werfen wir einen Blick darauf, wie sie in der realen Welt angewendet wird.

• Autonome Fahrzeuge: Bis zur Einführung von 5G konnten vollständig autonome Autos nicht unabhängig über die ihnen zur Verfügung stehenden 3G- und 4G-Netze fahren, da die Geschwindigkeit, mit der sie Informationen senden und empfangen mussten, nicht unterstützt wurde. Die blitzschnellen Fähigkeiten von 5G eröffnen die Möglichkeit, dass selbstfahrende Autos in naher Zukunft auf den Straßen überall so allgegenwärtig sein werden wie Taxis und Lieferwagen.
• Intelligente Fabriken: Mit KI und ML werden Fabriken überall bereits intelligenter und effizienter. 5G wird in Zukunft noch mehr Sprünge ermöglichen und das ermöglichen Automatisierung von mehr Aufgaben, der Einsatz von Kameras und Drohnen zur Erledigung von Aufgaben, für die früher ein Mensch erforderlich war, und die Verbindung Tausender intelligenter Geräte mit dem Internet. Es ist schwindelerregend, sich alle Einsatzmöglichkeiten von 5G im Werkszustand vorzustellen. Dies ist ein Bereich, in dem es höchstwahrscheinlich äußerst disruptive und transformative Auswirkungen haben wird und möglicherweise alles verändern wird, von der Art und Weise, wie der Kraftstoffverbrauch gemessen und optimiert wird, über die Gestaltung von Gerätelebenszyklen bis hin zur Art und Weise, wie Waren an Kunden geliefert werden.
• Intelligente Städte: Mit 5G werden städtische Gebiete in der Lage sein, alltägliche Aufgaben wie Abfall- und Luftqualitätsmanagement weitaus effizienter als je zuvor zu erledigen. Durch die Bereitstellung neuer Internet von TMithilfe von IoT-Geräten (IoT), die über 5G-Netzwerke mit dem Internet verbunden sind, können Städte Aktivitäten wie Verkehrskontrolle, Strommanagement, Abfallentsorgung und sogar Strafverfolgung weitaus besser steuern als in der Vergangenheit.
• Virtuelle Realität (VR) und Augmented Reality (AR): Virtual Reality (digitale Umgebungen, die die reale Welt ausschließen) und Augmented Reality (digitale Inhalte, die die reale Welt erweitern) sind beide in hohem Maße auf die 5G-Technologie angewiesen, um zu funktionieren und zu funktionieren verfügen über zahlreiche Geschäftsanwendungen. Beispielsweise bieten Mobiltelefone und Datenbrillen mit Virtual- und Augmented-Reality-Technologie, die in 5G-Netzwerken laufen, bereits digitale Overlays, Live-Ansichten und andere Funktionen für Lagermitarbeiter, Lieferfahrer, Wartungsarbeiter und mehr.
• Edge-Computing: Edge-Computing bezieht sich auf ein verteiltes Computer-Framework, das Unternehmensanwendungen näher an Datenquellen bringt. Natürlich wird jede Technologie, die auf der Übertragung großer Datenmengen in einer drahtlosen Umgebung basiert, durch 5G verbessert. Beim Edge Computing bringt 5G insbesondere die Berechnung und Datenspeicherung näher an den Ort, an dem Daten im Netzwerk generiert werden, was eine bessere Kontrolle ermöglicht, die Kosten senkt und die Bereitstellung von Erkenntnissen beschleunigt. Laut einer aktuellen Gartner-Whitepaper (Link befindet sich außerhalb von ibm.com), bis 2025 werden 75 % der Unternehmensdaten über Edge Computing verarbeitet, verglichen mit nur 10 % heute.

IBM und 5G

5G bietet App-Entwicklern große Chancen, aber Sie benötigen die richtige Plattform, um die blitzschnellen Upload- und Download-Geschwindigkeiten nutzen zu können. Mit IBM Cloud Satellite können Sie Apps konsistent in lokalen, Edge-Computing- und öffentlichen Cloud-Umgebungen bereitstellen und ausführen, ermöglicht durch sichere und überprüfbare Kommunikation mit IBM Cloud.

Entdecken Sie IBM Cloud Satellite