Was bringt 5G für die Wartung?

Anfang 2019 sollen die ersten 5G-Frequenzen in Deutschland versteigert werden. 5G ist das neue breitbandige Netz, dass im Gegensatz zum 4G (LTE) noch höhere Datenraten und noch kürzere Antwortzeiten bietet. Dadurch können die vorausschauende Wartung und die erweiterte Realität noch effizienter in der Wartung eingesetzt werden. Einige Erklärungen.
 
Sein Name ist nicht Programm. 5G ist eben nicht die Verlängerung von 4G, so wie es 4G für 3G (UMTS) war. Das Mobilfunknetz der fünften Generation ist ein echter Sprung in den Bereichen Durchsatz und Flächenabdeckung. Telekommunikationsunternehmen wie Bouygues Telecom sprechen bereits vom „ultra-schnellen mobilen Breitband“.
 
Mit 5G ist der Datendurchsatz bis zu zehn Mal schneller als mit 4G. In aktuell durchgeführten Experimenten zeigt sich eine Geschwindigkeit von über 10 Gbit/s. Das bringt sogar die Zähler zum Schwitzen. Auch die Antwortzeiten spielen sich im Millisekunden-Bereich ab.
 
Durch die geplante Verdichtung des Netzes ist der neue Standard besonders für das Internet der Dinge geeignet. 5G kann mit der erwarteten Explosion der Anzahl kommunizierender Objekt mithalten. Laut Cisco werden bis 2020 50 Milliarden Objekte verbunden sein. Die Optimierung der „indoor“-Abdeckung durch 5G führt dazu, dass auch ein Signal aus dem Keller eines Gebäudes empfangen werden kann.
 
Aber auch für umfangreiche Objekte bietet 5G neue Möglichkeiten. So können zum Beispiel Signale zukünftiger autonomer Fahrzeuge, die sich in Bewegung befinden, verfolgt werden. Dahinter steht die beamforming – Technik, die Signale in eine bestimmte Richtung konzentrieren kann. Auch für Dronen, die für die Inspektion von Gebäuden oder die Überwachung von sicherheitskritischen Standorten eingesetzt werden, kann diese Technik benutzt werden.

Unbegrenzte Einsatzmöglichkeiten

Angesichts der zahlreichen Vorteile des 5G spielen die Akteure der Telekommunikation schon mit vielen neuen Einsatzmöglichkeiten. Die Medien- und Unterhaltungsbranche könnten eine der ersten sein, die Nägel mit Köpfen macht. Das Streamen von Filmen in sehr hoher Auflösung (8 K) oder das Herunterladen von Filmen in nur wenigen Sekunden könnte Wirklichkeit werden.
 
Im Gesundheitsbereich führt 5G zu einem Aufschwung der Telemedizin und kann so Flächen mit fehlender oder mangelhafter medizinischer Versorgung erreichen. In der Logistik und der Nahrungsmittelindustrie nutzen 5G, um den kompletten Lebenszyklus eines Produktes, von der Produktion bis zum Konsum, zu überwachen.

Überwachung von Energienetzen

Regelmäßig liest man auch vom Einsatz von 5G in der Wartung, vor allem in der Fernwartung. Energieunternehmen können 5G nutzen, um ihre Netze zu überwachen. Sonden oder intelligente Zähler übermitteln Daten zum Strom, Gas oder Wasser beim Kunden vor Ort.
 
Hier tritt 5G in Konkurrenz zu aktuellen Funknetzen wie Sigfox oder LoRa, die Objekte mit geringem Energiebedarf mit dem Internet verbinden. Ein Vorteil dieser Netze besteht darin, dass sie die Autonomie der Zähler erhalten. Auf der anderen Seite können sie nur punktuelle Messungen durchführen. Mit 5G können Daten kontinuierlich übertragen werden.

Platz für die verausschauende Wartung und die virtuelle Realität

In der Fabrik der Zukunft unterstützt das 5G die vorausschauende Wartung. D. h. das Verhalten eines Gerätes wird engmaschig beobachtet, jede Abweichung von der Norm wird analysiert und wahrscheinliche Pannen werden antizipiert. Durch 5G kann eine große Anzahl von Sensoren, Automaten und sogar Roboter verbunden werden.
 
Mit 5G können auch die Erwartungen erfüllt werden, die sich mit der virtuellen und mit der erweiterten Realität entwickelt haben. Endlich stehen ein ausreichend breitbandiges Netz und extrem kurze Antwortzeiten zur Verfügung.
 

Ein technisches Handbuch in wenigen Sekunden herunterladen

Im letzten Juli hat Bouygues Telecom das 5G-Netz „unter realen Bedingungen“ getestet. Unter den gezeigten Situationen befand sich ein Wartungstechniker, der mit einem HoloLens-Helm mit erweiterter Realität ausgestattet war. Er erhielt erfolgreich Ratschläge von einem Experten aus über 10km Entfernung.
 
Diese 5G Remote Expert genannte Anwendung zur Telewartung wurde von HoloForge Interactive, der holografischen Abteilung von Asobo Studio. Aber das ist noch nicht der ganze Nutzen von 5G für Servicetechniker. In nur wenigen Sekunden kann er sich jedes technische Handbuch oder technische Dokumentation herunterladen.

Der Durchbruch kommt nicht vor 2025

Der entscheidende Vorteil von 5G kommt aber erst in der zweiten Phase. Voraussichtlich ab 2025 wird das 5G-Mobilfunknetz im „stand alone“-Modus betrieben werden. Dagegen werden 5G und 4G in den Jahren 2020 bis 2025 nebeneinander existieren. Diese Zeit nutzen die Telekommunikations-Unternehmen, um das 5G-Netz mit vielen Kleinzellen (small cells) weiter zu verdichten.
 
Ab 2025 wird das 5G-Netz im „stand alone“-Modus den Übergang zum „network slicing“ ermöglichen. Damit bezeichnet ein virtuell geteiltes Netz, mit dem das Netz für unterschiedliche Bedürfnisse der Kunden aufgeteilt werden kann. Ein Netzbetreiber kann so ein maßgeschneidertes Netz für bestimmte Kundenkategorien bereitstellen. Er kann zum Beispiel bestimmte Datenkanpazitäten oder Latenzzeiten garantieren.
 

Die Vorteile des network slicing

Das network slicing erlaubt es, einen bestimmten Teil des Netzes für prioritäre Nutzer wie die Rettungsdienste oder dringende Einsätze im Katastrophenfall reservieren. Auch für sensible Industrie-Standorte ist diese Teilung möglich. Ein Wartungstechniker kann sich darauf verlassen, an Risiko-Standorten eine permanente und leistungsstarke Verbindung zum Mobilfunknetz zu haben. Die Verfügbarkeitsrate liegt soll bei 99,999999% liegen.
 
Auch private Netze sollen virtuell geteilt werden können. Dazu nutzt network slicing Technologien der Virtualisierung (NFV, Network functions virtualization) und die Programmierung von Netzfunktionen (SDN, Software defined networking). Außerdem greift man auf die Cloud zurück und bezieht eine Architektur mit ein, die auf Micro-Services und Software-Containern basiert.

Industriebranchen können ihre eigenen Netzbetreiber werden

Durch diese Verbindung von IT und Telekommunikation wird die zugrundeliegende Infrastruktur immer weniger bedeutend. Das öffnet neuen Marktteilnehmer die Tür, denn es ist nicht mehr nötig, der Eigentümer seiner Infrastruktur zu sein. Die GAFA könnten selbst virtuelle Mobilfunknetzbetreiber (MVNO) werden, ohne große Investitionen tätigen zu müssen. Verschiedene Industriebranchen könnten daran interessiert sein, Frequenzen unterzumieten, um ihre eigenen Netze nutzen zu können.
 
In Deutschland hat die Bundesnetzagentur im Rahmen der Vergabe der 5G Frequenzen die Netzbetreiber dazu aufgefordert, ihre Netze auch Dritten gegenüber zu öffnen. Dabei solle es gerecht und ohne Diskriminierung zugehen, um die digitale Transformation von Industrie und Dienstleistungen zu fördern.