5G-Anwendungsfall, die die Welt verändern

In der Technologiewelt und darüber hinaus werden täglich neue 5G-Anwendungen entdeckt. Von fahrerlosen Autos über intelligentere Städte und Bauernhöfe bis hin zu Einkaufserlebnissen – der neueste Standard in drahtlosen Netzwerken ist bereit, die Art und Weise, wie wir mit Informationen, Geräten und untereinander interagieren, zu verändern. Gibt es einen besseren Zeitpunkt, um einen genaueren Blick darauf zu werfen, wie die Menschen 5G nutzen, um ihre Welt zu verändern?

5G (fünfte mobile Technologie-Generation) ist der neueste Standard für Mobilfunknetze. Wie ihre Vorgänger 3G, 4G und 4G LTE nutzt die 5G-Technologie Funkwellen für die Datenübertragung. Aufgrund deutlicher Verbesserungen bei Latenz, Durchsatz und Bandbreite ist 5G jedoch in der Lage, schnellere Downloads und Upload-Geschwindigkeiten als frühere Netzwerke zu ermöglichen.

Seit ihrer Einführung im Jahr 2019 wird die 5G-Breitbandtechnologie als bahnbrechende Technologie mit erheblichen Auswirkungen für Verbraucher und Unternehmen gefeiert. In erster Linie liegt das an seiner Fähigkeit, große Datenmengen zu verarbeiten, die von komplexen Geräten generiert werden, die seine Netzwerke nutzen.

Da die Mobiltechnologie im Laufe der Jahre expandiert hat, ist die Anzahl der Daten, die Benutzer täglich generieren, exponentiell gestiegen. Derzeit erfordern andere transformative Technologien wie künstliche Intelligenz (KI), das Internet der Dinge (IoT) und maschinelles Lernen (ML) schnellere Geschwindigkeiten, um zu funktionieren, als 3G- und 4G-Netzwerke bieten. Hier kommt 5G ins Spiel, mit seinen schnellen Datenübertragungsfunktionen, die dafür sorgen, dass neuere Technologien so funktionieren, wie sie entwickelt wurden.

Hier sind einige der größten Unterschiede zwischen 5G und früheren drahtlosen Netzwerken.

• Physischer Fußabdruck: Die Sender, die in der 5G-Technologie verwendet werden, sind kleiner als in den Vorgängernetzwerken, was eine diskrete Platzierung an abgelegenen Orten ermöglicht. Darüber hinaus sind die „Zellen“ – geografische Bereiche, die alle drahtlosen Netze für die Konnektivität benötigen – in 5G-Netzen kleiner und benötigen weniger Strom als in früheren Generationen.
  
  
• Fehlerquoten: Das adaptive Modulations- und Codierungsschema (MCS) von 5G, ein Schema, das WLAN-Geräte zur Datenübertragung verwenden, ist leistungsfähiger als in 3G- und 4G-Netzwerken. Damit ist die Blockfehlerrate (BER) von 5G – eine Metrik für die Fehlerhäufigkeit – viel niedriger. 

• Bandbreite: Durch die Nutzung eines breiteren Spektrums an Funkfrequenzen als frühere Funknetzwerke können 5G-Netzwerke auf einem größeren Bandbreitenbereich übertragen. Dadurch erhöht sich die Anzahl der Geräte, die sie zu einem bestimmten Zeitpunkt unterstützen können.

• Geringere Latenz: 5Gs geringe Latenz, also die Zeit, die Daten benötigen, um von einem Ort zum anderen zu gelangen, ist eine deutliche Verbesserung gegenüber früheren Generationen. Das bedeutet, dass Routineaktivitäten wie das Herunterladen einer Datei oder das Arbeiten in der Cloud sind mit einer 5G-Verbindung schneller als mit einer Verbindung über ein anderes Netz.

Wie alle drahtlosen Netzwerke sind auch die 5G-Netzwerke in geografische Bereiche unterteilt, die als Zellen bezeichnet werden. In jeder Zelle verbinden sich drahtlose Geräte wie Smartphones, PCs und IoT-Geräte über Funkwellen, die zwischen einer Antenne und einer Basisstation übertragen werden, mit dem Internet. Die Technologie, die 5G zugrunde liegt, ist im Wesentlichen die gleiche wie in 3G- und 4G-Netzen. Aufgrund der geringeren Latenz sind 5G-Netze jedoch in der Lage, schnellere Download-Geschwindigkeiten zu liefern – in einigen Fällen bis zu 10 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s).

Da immer mehr Geräte für 5G-Geschwindigkeiten gebaut werden, steigt die Nachfrage nach 5G-Konnektivität. Heute bieten viele beliebte Internet Service Provider (ISPs) wie Verizon, Google und AT&T 5G-Netze für Privathaushalte und Unternehmen an. Laut Statista haben bereits mehr als 200 Millionen Haushalte und Unternehmen das System erworben, und es wird erwartet, dass sich diese Zahl bis 2028 mindestens verdoppeln wird.

Werfen wir einen Blick auf drei Bereiche technologischer Verbesserungen, die 5G so einzigartig gemacht haben.

Der 5G NR-Standard (New Radio) für Mobilfunknetze definiert die nächste Generation der Funkzugriffstechnologie-Spezifikation (RAT) für alle 5G-Mobilfunknetze. Der 5G-Ausbau begann 2018 mit einer globalen Initiative namens 3rd Generation Partnership Project (3FPP). Die Initiative definierte eine neue Reihe von Standards, um das Design von Geräten und Anwendungen für den Einsatz in 5G-Netzwerken zu steuern.

Die Initiative war ein Erfolg, und die 5G-Netze wuchsen in den folgenden Jahren rasant. Heute sind 45 % der Netze weltweit 5G-kompatibel, und diese Zahl wird laut einem aktuellen Bericht von Ericsson bis zum Ende des Jahrzehnts voraussichtlich auf 85 % steigen.

In 5G-Netzen können Netzbetreiber mehrere unabhängige virtuelle Netzwerke (zusätzlich zu den öffentlichen) auf derselben Infrastruktur anbieten. Im Gegensatz zu früheren drahtlosen Netzwerken ermöglicht diese neue Funktion den Benutzern, mehr Dinge aus der Ferne mit größerer Sicherheit als je zuvor zu erledigen. In einem 5G-Netzwerk können Unternehmen beispielsweise Anwendungsfall oder Geschäftsmodelle erstellen und ihnen ihr eigenes unabhängiges virtuelles Netzwerk zuweisen. Dies verbessert die Benutzerfreundlichkeit für Ihre Mitarbeiter durch mehr Anpassungsfähigkeit und Sicherheit erheblich.

Neben dem Network Slicing kann die Erstellung eines privaten 5G-Netzwerks auch die Personalisierungsfunktionen und Sicherheitsfunktionen im Vergleich zu früheren Generationen von drahtlosen Netzwerken verbessern. Globale Unternehmen, die mehr Kontrolle und Mobilität für ihre Mitarbeiter wünschen, wenden sich zunehmend an private 5G-Netzwerkarchitekturen anstelle von öffentlichen Netzwerken, die sie in der Vergangenheit verwendet haben.

Nachdem wir nun besser verstehen, wie die 5G-Technologie funktioniert, werfen wir einen genaueren Blick auf einige der aufregenden Anwendungen, die sie ermöglicht.

Von Taxis bis hin zu Drohnen und darüber hinaus - die 5G-Technologie bildet die Grundlage für die meisten Funktionen der nächsten Generation autonomer Fahrzeuge. Bis zur Einführung des 5G-Mobilfunkstandards waren vollautonome Fahrzeuge aufgrund der Datenübertragungsbeschränkungen der 3G- und 4G-Technologie eher eine Utopie. Die blitzschnellen Verbindungsgeschwindigkeiten von 5G haben Transportsysteme für Autos, Züge und mehr schneller gemacht als frühere Generationen und die Art und Weise, wie Systeme und Geräte sich verbinden, kommunizieren und zusammenarbeiten, verändert.

5G ist zusammen mit KI und ML bereit, Fabriken nicht nur intelligenter, sondern auch automatisierter, effizienter und resilient zu machen. Heute werden viele alltägliche, aber notwendige Aufgaben, die mit der Reparatur und Optimierung von Equipment verbunden sind, dank 5G-Konnektivität gepaart mit KI- und ML-Fähigkeiten an Maschinen übertragen. Dies ist ein Bereich, in dem 5G einen großen Umbruch bewirken wird. Es wird sich auf alles auswirken, vom Kraftstoffverbrauch bis hin zur Gestaltung der Lebenszyklen von Equipment und der Art und Weise, wie Waren zu uns nach Hause kommen.

Zum Beispiel können in einer belebten Fabrikhalle Drohnen und Kameras, die mit intelligenten Geräten verbunden sind, die das IoT nutzen, helfen, etwas effizienter als in der Vergangenheit zu lokalisieren und zu transportieren und Diebstahl zu verhindern. Das ist nicht nur besser für die Umwelt und die Verbraucher, sondern es gibt den Mitarbeitern auch die Möglichkeit, ihre Zeit und Energie Aufgaben zu widmen, die ihren Fähigkeiten besser entsprechen.

Die Idee einer hypervernetzten urbanen Umgebung, die 5G-Netzwerkgeschwindigkeiten nutzt, um Innovationen in Bereichen wie Strafverfolgung, Abfallentsorgung und Katastrophenschutz voranzutreiben, wird schnell zur Realität. Einige Städte nutzen bereits 5G-fähige Sensoren, um Verkehrsmuster in Echtzeit zu verfolgen und Signale anzupassen, um den Verkehrsfluss zu lenken, Staus zu minimieren und die Luftqualität zu verbessern.

Darüber hinaus überwachen 5G-Stromnetze Angebot und Nachfrage in dicht besiedelten Gebieten und setzen KI- und ML-Anwendungen ein, um zu „lernen“, zu welchen Zeiten Energie stark oder weniger nachgefragt wird. Dieser Prozess wirkt sich nachweislich erheblich auf Energieeinsparung und Verschwendung aus, reduziert potenziell die CO₂-Emissionen und hilft Städten, ihre Nachhaltigkeit zu erreichen.

Krankenhäuser, Ärzte und das Gesundheitswesen als Ganzes profitieren bereits täglich von der Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit der 5G-Netze. Ein Beispiel ist der Bereich der ferngesteuerten Chirurgie, bei dem Robotik und ein hochauflösender Live-Stream eingesetzt werden, der über ein 5G-Netz mit dem Internet verbunden ist. Ein weiteres Beispiel ist der Bereich der mobilen Gesundheit, wo 5G dem medizinischen Personal vor Ort schnellen Zugriff auf Patientendaten und die Krankengeschichte ermöglicht. So können sie schnellere und intelligentere Entscheidungen treffen und möglicherweise Leben retten.

Schließlich haben wir während der Pandemie gesehen, dass die Kontaktverfolgung und die Kartierung von Ausbrüchen entscheidend für die Sicherheit der Bevölkerung sind. Die Fähigkeit von 5G, Datenmengen schnell und sicher bereitzustellen, ermöglicht es Experten, fundiertere Entscheidungen zu treffen, die Auswirkungen auf alle haben.

5G in Kombination mit neuen technologischen Funktionen wird nicht nur zur Automatisierung von Mitarbeiteraufgaben führen, es wird sie und die gesamte Erfahrung dramatisch verbessern. Nehmen wir zum Beispiel Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR). VR (digitale Umgebungen, die die reale Welt ausschließen) und AR (digitale Inhalte, die die reale Welt erweitern) werden bereits von Lagermitarbeitern, Treibern und vielen anderen genutzt. Diese Mitarbeiter verlassen sich auf Wearables, die mit einem 5G-Netzwerk verbunden sind, das Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsraten ermöglicht, die mehrere wichtige Funktionen verbessern, darunter die folgenden:

• Live-Views: 5G-Konnektivität bietet Live-Ansichten von Equipment, Ereignissen und sogar Personen in Echtzeit. Im Profisport wird diese Funktion u.a. dazu genutzt, dass Fernsehsender ein Sportereignis von außerhalb des Stadions, in dem das Ereignis stattfindet, aus der Ferne anrufen können.

• Digitale Overlays: IoT-Anwendungen in einem Lager oder einer industriellen Umgebung ermöglichen es Mitarbeitern, die mit einer Datenbrille (oder auch nur einem Smartphone) ausgestattet sind, Echtzeit-Einblicke aus einer Anwendung zu erhalten. Dazu gehören Reparaturanweisungen oder der Name und der Standort eines Ersatzteils.

• Inspektionen mit Drohnen: Eine der Hauptursachen für Verletzungen von Mitarbeitern ist derzeit die Inspektion von Equipment oder Projektstandorten in abgelegenen und potenziell gefährlichen Gebieten. Drohnen, die über 5G-Netze miteinander verbunden sind, können Equipment und Projektstandorte sicher überwachen und sogar Messwerte von schwer zugänglichen Messgeräten ablesen.

Edge Computing, ein Computer-Framework, das es ermöglicht, Berechnungen näher an Datenquellen durchzuführen, wird schnell zum Standard für Unternehmen. Laut diesem Gartner Whitepaper werden bis zum Jahr 2025 75 % der Unternehmensdaten am Edge verarbeitet werden (im Vergleich zu nur 10 % heute). Diese Verschiebung spart Unternehmen Zeit und Geld und ermöglicht eine bessere Kontrolle über große Datenmengen. Ohne die neuen Geschwindigkeitsstandards, die durch die 5G-Technologie generiert werden, wäre das unmöglich. 

Ultrazuverlässiges Edge Computing und 5G ermöglichen Unternehmen schnellere Übertragungsgeschwindigkeiten, mehr Kontrolle und größere Sicherheit bei großen Datenmengen. Zusammen werden diese beiden Technologien dazu beitragen, die Latenz zu reduzieren und gleichzeitig Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Bandbreite zu erhöhen, was zu schnelleren, umfassenderen Datenanalysen und Erkenntnissen für Unternehmen auf der ganzen Welt führt.

5G bietet erhebliche Chancen für Unternehmen, aber zunächst brauchen Sie eine Plattform, die der Geschwindigkeit gewachsen ist. IBM Cloud Satellite® ermöglicht es Ihnen, Anwendungen konsistent in lokalen, Edge-Computing- und Public-Cloud-Umgebungen in einem 5G-Netz bereitzustellen und auszuführen. Und das alles durch eine sichere und überprüfbare Kommunikation innerhalb der IBM Cloud.