5G: Die wichtigsten Begriffe

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Digitalisierung und 5G sind in aller Munde. Doch welche Begriffe sollte jeder kennen, um wirklich mitreden zu können? Ein Glossar.

4G- und 5G-Mobilfunknetze

Mobilfunknetze unterscheiden sich nach Generationen. Bislang gibt es vier Generationen (1G, 2G, 3G, 4G) und die fünfte (5G) steht vor der Tür. Die heute üblichen LTE-Handys funktionieren nur in den Mobilfunknetzen der zweiten, dritten und vierten Generation.

Das deutsche LTE-Netz (Long Term Evolution) erfüllt seit 2010 mit Datenraten von bis zu 150 Megabit/s fast die Anforderungen des 4G-Standards und gilt daher unter Kennern nur als 3.9G-Netz. Doch inzwischen gibt es Sendemasten, die dem wirklichen 4G-Standard (LTE+) mit Übertragungsraten von 300 Megabit/s entsprechen. Techniker reden vom 4.5G-Standard, wenn Übertragungsraten bis zu 500 Megabit/s möglich sind.

Der 5G-Standard wird den Mobilfunk der Zukunft beschreiben. Er wird deutlich schnellere Reaktionszeiten bis zu 1ms und hohe Datenraten bis 10.000 Megabit/s möglich machen und das gleichzeitig bei einer deutlich höheren Zuverlässigkeit (Resilienz).

Die aktuellen Mobilfunknetze arbeiten mit Trägerfrequenzen von 0,8 bis 2,6 GHz entsprechend Wellenlängen von 375mm bis 115mm. Die gestiegenen 5G-Anforderungen lassen sich wegen der physikalischen Gesetze bislang nur mit der „Millimeterwellen-Technologie“ erfüllen. 5G-Netze werden daher, ebenso wie Satellitensysteme, mit deutlich kürzeren Wellenlängen von 83mm (3,6 GHz) und 11mm (26 GHz) arbeiten müssen, die leider etwas schlechtere Ausbreitungseigenschaften aufweisen. Wird die 5G-Technologie nur bei den jetzt festgelegten Frequenzen verwendet, werden wir deutlich mehr Antennen benötigen.

Campusnetze

Ein Campusnetz ist eine Kombination aus einem öffentlichen und einem privaten Mobilfunknetz, um gemeinsam ein definiertes Firmengelände, eine Universität oder einzelne Gebäude abzudecken. Dabei ist das private Netz von außen nicht zugänglich, es steht nur dem Kunden zur Verfügung. Dank der schnellen und sicheren Datenübertragung und durch die parallele Versorgung des Campus mit dem öffentlichen Mobilfunknetz sind auf dem Campus auch externe Anwendungen möglich wie zum Beispiel die Fernwartung von Maschinen durch die Herstellerfirma. Solche Campusnetze gibt es weltweit nur in Deutschland, denn erstmals werden Frequenzen nicht anwendungsorientiert vergeben, sondern auf eine Fläche bezogen. Das steigert zugleich den Wert des Grundstücks beziehungsweise des Unternehmens als Eigentümer.

Edge-Cloud-Server

Edge-Cloud-Server sind Cloud-basierte Steuerungen, die näher an die Maschinen und Sensoren heranrücken und deren Daten so schneller verarbeiten können. Als lokaler Rechner sind sie in der Lage, einen wesentlichen Teil des Datenaufkommens in Rechenzentren zu verringern. Sie sind damit Geräte, die die Anwendung von Cloud-Technologien in Produktionshallen und an Maschinen ermöglichen.

Just-in-time-Verfahren

Just-in-time-Verfahren beschreiben bedarfssynchrone Produktionsverfahren und damit ein an der Logistik orientiertes und dezentrales Steuerungskonzept. Das Produktionsmaterial wird nur in der Stückzahl und zu dem Zeitpunkt produziert und geliefert, wie es zur Erfüllung des Kundenwunsch benötigt wird.

Resilienz

Resilienz ist ursprünglich ein Begriff aus der Psychologie. Bezogen auf ein Mobilfunknetz definiert er die Fähigkeit, die Funktion unter Belastungen aufrechtzuerhalten und schnell wiederherzustellen. Funknetze sind resilient, wenn Störungen ihre wesentlichen Netzfunktionen nur wenig beeinträchtigen und wenn sie nach Störungen ihre Netzleistung rasch wieder zur Verfügung stellen.

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