5G: Vor- und Nachteile – Was Führungskräfte wissen müssen

Wenn Sie im Technologiesektor tätig sind (oder eigentlich in irgendeinem Geschäft, das auf digitale Technologie angewiesen ist), haben Sie wahrscheinlich schon vom Hype um 5G gehört. Der neueste Standard für Hochgeschwindigkeits-Mobilfunknetze wird die drahtlose Konnektivität, wie wir sie kennen, verändern und ein neues Zeitalter der digitalen Transformation einläuten.

Wie bei jeder neuen Technologie ist es jedoch ratsam, einen Schritt zurückzutreten und die Vor- und Nachteile abzuwägen, bevor Sie sich darauf einlassen. In diesem Artikel befassen wir uns mit den Vor- und Nachteilen von 5G-Netzwerken, damit Sie eine fundierte Entscheidung für Ihr Unternehmen treffen können.

5G (mobile Technologie der fünften Generation) ist der neue Standard für Mobilfunknetze. Die Technologie, die 2019 erstmals von Mobiltelefonunternehmen eingeführt wurde, nutzt wie ihre Vorgänger 3G-, 4G- und 4G-LTE-Netze Funkfrequenzen zur Datenübertragung. Verbesserungen bei Latenz und Bandbreite bringen 5G jedoch gewisse Vorteile, wie blitzschnelle Download- und Upload-Geschwindigkeiten, verbesserte Konnektivität und höhere Zuverlässigkeit.

In den vier Jahren seit dem Markteintritt wurde 5G weithin als disruptive Technologie gelobt, die in ähnlichem Umfang wie künstliche Intelligenz (KI), das Internet der Dinge (IoT) und maschinelles Lernen (ML) transformieren kann. Mit der zunehmenden Verbreitung der mobilen Breitbandtechnologie steigt die täglich erzeugte Datenmenge exponentiell an, sodass die 3G- und 4G-Netzwerkinfrastrukturen diese Menge schlichtweg nicht mehr bewältigen können. Hier kommt 5G ins Spiel, das mit seinen schnellen Download- und Upload-Zeiten und größeren Bandbreiten viel größere Datenmengen verarbeiten kann.

Neben den höheren Geschwindigkeiten und kürzeren Upload-/Downloadzeiten gibt es noch einige weitere wichtige Unterschiede zwischen 5G- und 3G/4G-Netzen, die beachtet werden sollten:

Geringerer physischer Platzbedarf

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

Reduzierte Fehlerraten

Das adaptive Modulation and Codierung Scheme (MCS) von 5G – ein Schaltplan zum Senden von Daten von WLAN-Geräten – ist besser als MCS, das in 4G und 3G verwendet wird. Das Ergebnis ist, dass die Blockfehlerrate (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, senkt der Sender die Verbindungsgeschwindigkeit, bis die Fehlerrate sinkt. Im Wesentlichen tauschen 5G-Netzwerke Geschwindigkeit gegen Genauigkeit in Echtzeit, sodass ihre Bitfehlerrate (BER) immer nahe Null liegt.

Bessere Bandbreite

5G-Netze können ein wesentlich breiteres Spektrum an Bandbreiten nutzen als frühere Netze. Durch die Erweiterung des Spektrums der nutzbaren Ressourcen von unter 3 GHz bis hin zu 100 GHz und sogar darüber hinaus kann der Frequenzbereich von 5G sowohl niedrigere als auch höhere Frequenzen umfassen. Dadurch werden die Gesamtkapazität und der Durchsatz des Netzwerks erweitert, da es über ein wesentlich breiteres Spektrum an Bandbreiten funktionieren kann und somit die Anzahl der Geräte, die es gleichzeitig unterstützen kann, erhöht wird.

Geringere Latenz

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

Wie bei jeder neuen Technologie gibt es auch bei 5G ebenso viele Gründe für Vorsicht wie für Begeisterung. Lassen Sie uns einen Blick auf einige der Bedenken werfen, die sowohl Verbraucher als auch Unternehmen davon abhalten, die Technologie vorbehaltlos anzunehmen.

Cybersicherheit

Obwohl die Algorithmen von 5G sogar umfassender sind als ihre Vorgänger, sind Benutzer weiterhin anfällig für Cyberangriffe. Ein Problembereich ist die Verschlüsselung. Während Apps in 5G-Netzen verschlüsselt sind, verfügt der 5G NR-Standard nicht über eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, wodurch er für bestimmte Arten von Angriffen anfällig ist.

Netzwerk-Slicing

Network Slicing ist zwar eine beliebte Funktion von 5G-Netzen, aber gleichzeitig auch ein Bereich, der Wachsamkeit erfordert. Beim Aufbau eines virtuellen Netzwerks für eine bestimmte Funktion ist 5G-Software Hackern, Malware und anderen potenziellen Sicherheitslücken ausgesetzt. Sobald eine Sicherheitsverletzung stattgefunden hat, hat Malware oder Spyware das Potenzial, sich in der Infrastruktur oder auf den vernetzten Geräten eines Transportdienstleisters zu verbreiten und unternehmensweit Probleme zu verursachen.

Infrastruktur

Um Dienste und Funktionen auf ein 5G-Netzwerk zu übertragen, müssen Unternehmen die Kosten und den Zeitaufwand für die Aufrüstung ihrer Geräte auf 5G-Kompatibilität abwägen. Dies kann sowohl zeitaufwändig als auch teuer sein. Typischerweise hat ein Unternehmen, das schon seit einiger Zeit auf 3G- oder 4G-Netze angewiesen ist, bereits eine große Investition in sein Equipment getätigt. Das Ersetzen und die Qualifizierung der Arbeitskräfte, damit diese die neue Infrastruktur bereitstellen und warten können, stellt eine erhebliche Herausforderung dar.

Lücken in der Abdeckung

Mit der weltweiten Einführung der 5G-Technologie verfügen viele große Stadtgebiete nun über eine 5G-Abdeckung. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass 5G noch nicht überall ist und es noch lange nicht sein wird. Viele abgelegene Gebiete haben zum Beispiel keine 5G-Verbindung oder bieten nur 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.

Durchdringung

Die hochfrequenten Radiowellen, mit denen 5G-Signale übertragen werden, können leicht durch alltägliche Objekte wie Gebäude und/oder Bäume blockiert werden, sodass die Gewährleistung störungsfreier Übertragungswege für die Wellen problematisch sein kann. Fabriken und Büros stellen besondere Herausforderungen dar, die einige Unternehmen dazu veranlasst haben, ihre Einrichtungen so umzugestalten, dass sie besser für 5G-Netze geeignet sind.

5G-Netze sind in geografische Abschnitte, sogenannte Zellen, unterteilt. Innerhalb dieser Zellen verbinden sich drahtlose Geräte wie Smartphones, Tablets und Computer mit dem Internet oder dem Telefonnetz, indem sie Funkwellen zwischen einer Basisstation und einer Antenne senden. Die zugrunde liegende Technologie eines 5G-Netzes ist die gleiche wie die eines 3G- oder 4G-Netzes, aber die Download-Geschwindigkeiten sind viel schneller. Bei einigen 5G-Netzen können Downloadgeschwindigkeiten von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s) erreicht werden, wenn sich nur wenige Geräte im Netzwerk befinden.

Da die 5G-Technologie immer mehr Kunden erreicht und die Anzahl der Anwendungen, die sie unterstützen, weiter wächst, wird erwartet, dass auch ihre Beliebtheit bei Telekommunikationsunternehmen und Internetdienstanbietern (ISPs) zunimmt. In Nordamerika zum Beispiel haben die beliebtesten Internetanbieter für Heiminternet – Verizon, Google und AT&T – es bereits übernommen, und mehr als 200 Millionen Haushalte abonnieren es.

Drei wichtige Funktionen zeichnen die 5G-Technologie aus:

1. Mobilfunkstandards
2. Netzwerk-Slicing
3. Private Netzwerke

Hier ein genauerer Blick auf jeden dieser Bereiche, warum sie einzigartig für 5G sind und wie sie zur Funktionsweise der Technologie beitragen.

Neuer Mobilfunkstandard

Der 5G NR-Standard (New Radio) für Mobilfunknetze ist die neue Spezifikation für die Funkzugangstechnologie (RAT), die speziell für 5G-Mobilfunknetze entwickelt wurde. Im Jahr 2018 begann das 3rd Generation Partnership Project (3FPP) mit der Entwicklung eines neuen globalen Standards für Mobilfunknetze, um die Entwicklung von Geräten und Anwendungen in 5G-Netzen zu steuern. Heute müssen Mobilfunknetze und Hersteller, die 5G-Geräte mit Strom versorgen oder entwickeln wollen, einfach den 5G-NR-Standard befolgen, um die Anforderungen zu erfüllen – was die Einfachheit und Wahrscheinlichkeit einer 5G-Erweiterung erhöht. Laut einem aktuellen Bericht von Ericsson waren Ende 2023 weltweit 45 % der Netze 5G-kompatibel. Diese Zahl wird bis zum Ende des Jahrzehnts voraussichtlich auf 85 % ansteigen.

Netzwerk-Slicing

In einem 5G-Netz können Betreiber mehrere voneinander unabhängige virtuelle Netzwerke auf derselben Infrastruktur bereitstellen. Dadurch lassen sich zahlreiche geschäftliche Anwendungen unterstützen und Benutzer können noch komplexere Aufgaben aus der Ferne erledigen als heute. Zum Beispiel können Unternehmen, die Funkfunktionen nach Anwendungsfall oder Geschäftsmodell aufteilen möchten, eine „Sammlung“ in einem 5G-Netzwerk bilden. Sammlungen bieten den Benutzern in diesem Netz eine zuverlässigere und konsistentere Erfahrung auf dem Mobilgerät ihrer Wahl, als dies in früheren Generationen der drahtlosen Technologie möglich gewesen wäre.

Private Netzwerke

Die 5G-Technologie ermöglicht es Benutzern, ein privates Netzwerk mit erweiterten Funktionsmöglichkeiten wie sicherem Zugang, verbesserter Qualitätskontrolle und erhöhter Mobilität zu erstellen. Aufgrund dieser Funktionen gewinnt privates 5G schnell an Popularität bei globalen Unternehmen, die die volle Power und alle Funktionen von 5G nutzen möchten, aber gleichzeitig zusätzliche Sicherheitsebenen für ihr Geschäft benötigen. Mit privaten 5G-Netzwerken können Unternehmen mehrere Geräte, Dienste und Anwendungen in einer äußerst privaten, sicheren und effizienten Umgebung verwalten – mehr als mit jedem öffentlichen Netzwerk. 

Jetzt, da wir nun ein umfassenderes Bild von den Vor- und Nachteilen von 5G haben und wissen, wie die neue Technologie funktioniert, wollen wir uns nun ansehen, wie sie in der realen Welt eingesetzt wird.

• Autonome Fahrzeuge: Bis 5G aufkam, konnten völlig autonome Autos nicht unabhängig mit den verfügbaren 3G- und 4G-Netzen betrieben werden, weil die Geschwindigkeit, mit der sie Informationen senden und empfangen mussten, nicht unterstützt wurde. Die blitzschnellen Funktionen von 5G eröffnen die Möglichkeit, dass selbstfahrende Autos in naher Zukunft überall auf den Straßen 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 Fortschritte ermöglichen, indem es die Automatisierung weiterer Aufgaben, die Bereitstellung von Kameras und Drohnen für Tätigkeiten ermöglicht, die früher eine Person erforderten, sowie die Verbindung von Tausenden von Smart-Geräten zum Internet. Es ist schwindelerregend, an all die potenziellen Anwendungen von 5G im Fabrikumfeld zu denken. Dies ist einer der Bereiche, in denen es höchstwahrscheinlich eine äußerst disruptive und transformative Wirkung haben wird. Es könnte alles verändern, von der Art und Weise, wie der Kraftstoffverbrauch gemessen und optimiert wird, über die Gestaltung der Lebenszyklen von Equipment bis hin zur Art und Weise, wie Waren an Kunden geliefert werden.
• Smart Cities: Mit 5G können städtische Gebiete alltägliche Aufgaben wie Abfall- und Luftqualitätsmanagement wesentlich effizienter als je zuvor erledigen. Durch das Bereitstellen neuer Internet der Dinge (IoT)-Geräte, die über 5G-Netze mit dem Internet verbunden sind, können Städte Aktivitäten wie Verkehrskontrolle, Strommanagement, Abfallentsorgung und sogar Strafverfolgung mit deutlich mehr Kontrolle als in der Vergangenheit verwalten.
• Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR): Virtuelle Realität (digitale Umgebungen, die die reale Welt ausschließen) und Augmented Reality (digitale Inhalte, die die reale Welt ergänzen) sind beide stark auf 5G-Technologie angewiesen, um zu funktionieren, und haben zahlreiche Geschäftsanwendungen. So bieten Mobiltelefone und intelligente Brillen mit virtueller und Augmented Reality-Technologie, die über 5G-Netzwerke läuft, bereits digitale Overlays, Live-Ansichten und andere Funktionen für Lagermitarbeiter, Fahrer, Wartungsarbeiter und mehr.
• Edge Computing: Edge Computing bezeichnet ein Distributed Computing Framework, das Anwendungen näher an Datenquellen bringt. Natürlich wird jede Technologie, die auf der Bewegung großer Datenmengen in einer drahtlosen Umgebung basiert, durch 5G verbessert. Beim Edge Computing bringt 5G insbesondere die Datenverarbeitung und den Datenspeicher näher an den Ort der Datenerzeugung im Netzwerk heran, was eine bessere Kontrolle ermöglicht, die Kosten senkt und die Gewinnung von Erkenntnissen beschleunigt. Laut einem aktuellen Gartner-Whitepaper werden bis 2025 75 % der Unternehmensdaten über Edge Computing verarbeitet, verglichen mit heute nur 10 %.

5G bietet große Chancen für App-Entwickler, aber Sie brauchen die richtige Plattform, um von den blitzschnellen Upload- und Download-Geschwindigkeiten zu profitieren. Mit IBM Cloud Satellite können Sie Apps konsistent auf lokalen, Edge Computing und Public Cloud Umgebungen bereitstellen und ausführen, was durch eine sichere und überprüfbare Kommunikation mit IBM Cloud ermöglicht wird.