Das Netz der Zukunft: 5G

Das Wort Telekommunikation stammt aus dem Altgriechischen sowie Lateinischen und bedeutet nichts anderes als den Austausch von Informationen und Daten über eine räumliche Distanz hinweg. Erste Formen der Telekommunikation waren Boten und Kuriere, Rauch-, Feuer- und Trommelsignale, später folgten Brieftauben, Warnfeuer und die Erfindung des Buchdrucks. Die Geschichte der modernen Telekommunikation, wie wir sie heute begreifen, beginnt 1794 mit der Errichtung des ersten Flügeltelegrafen. Danach ging die Entwicklung in großen Schritten voran:

• Der US-Amerikaner Samuel Morse erfand in den 1830er-Jahren den elektrischen Telegrafen und den nach ihm benannten Morse-Code.
• Der deutsche Physiker und Erfinder Philipp Reis stellte im Jahr 1861 den ersten telefonartigen Apparat vor – die tatsächliche Erfindung des Telefons wurde 1876 allerdings dem Briten Graham Bell zugeschrieben.
• Ein transatlantisches Telefonkabel verband Amerika und Europa bereits seit 1866 miteinander und eine transatlantische Funkverbindung dann ab 1901.
• 1923 startete der erste deutsche Rundfunksender.
• 1946 wurde in St. Louis das erste Gespräch mit einem mobilen Telefon, einem 37 kg schweren Autotelefon, geführt.
• Die Einrichtung des A-Netzes läutete im Jahr 1958 auch in der Bundesrepublik das Zeitalter des Mobilfunks ein. Erstmals konnten Menschen von unterwegs telefonieren, auch wenn die großen und teuren Geräte zunächst fast ausschließlich als Autotelefon der Elite eingesetzt wurden.

Von der analogen Telefonie zum Internet der Dinge

Verschiedene Frequenzen für unterschiedliche Bedürfnisse

Nun steht das nächste Kapitel der Telekommunikation in den Startlöchern. Schon kurz nach Einführung des LTE-Standards im Jahr 2010 begann international die Entwicklung des Nachfolgers – der fünften Mobilfunkgeneration 5G. Im Dezember 2017 wurde ein erster, weltweit einheitlicher Standard verabschiedet, im Frühjahr 2019 versteigerte die Bundesnetzagentur Frequenzblöcke, für die die Deutsche Telekom, Vodafone, Telefónica und 1&1 Drillisch insgesamt 6.549.651.000 Euro zahlen. Noch im selben Jahr begannen die Mobilfunkanbieter, erste 5G-Funkzellen in Betrieb zu nehmen. In den Funkzellen stellen ortsfeste Basisstationen (Funksendeanlagen) die Versorgung mit Mobilfunkdiensten sicher. Die Stationen senden und empfangen hochfrequente elektromagnetische Wellen, über die die drahtlose Kommunikation abgewickelt wird.

Bei der Entwicklung ihrer Netze ist die Deutsche Telekom bislang am weitesten vorangeschritten. Schon jetzt können zwei Drittel der Deutschen im Netz der Telekom die neue Technologie nutzen. 45.000 Antennen wurden für 5G fit gemacht. Die Telekom kombiniert den Ausbau auf zwei Frequenzbändern: Mithilfe der reichweitenstarken 2,1 GHz-Frequenz werden hohe mobile Bandbreien insbesondere in ländliche Gebiete gebracht. Die 3,6 GHz-Frequenz bietet 5G dort, wo viele Menschen auf engem Raum zusammenkommen, etwa in Großstädten. Für 2021 ist geplant, alte 3G-Standorte zu modernen 5G-Masten umzurüsten. Das erklärte Ziel der Telekom lautet, bis Ende 2021 80 % der Menschen in Deutschland mit 5G zu versorgen, bis 2025 sollen es 99 % sein. 

Das ist mit 5G möglich

Die 5G-Technik gilt als DIE neue Generation im Mobilfunk. Sie soll die Entwicklung innovativer Dienste und Anwendungen – Augmented Reality, Industrie 4.0, automatisiertes Fahren, das Internet der Dinge – entscheidend vorantreiben. Die Vorteile:

• Datenraten bis zu 10 Gigabyte pro Sekunde – also der zehnfachen Spitzenleistung des bisherigen 4G-Standards
• Entlastung anderer Techniken wie 4G oder WLAN
• deutliche Senkung der Latenzzeiten* von wenigen Millisekunden bis unter eine Millisekunde – schneller als ein Wimpernschlag
• Ausfallzeiten von vernetzten Geräten sowie der Stromverbrauch werden reduziert
• Daten-Übertragung in Echtzeit
• bessere Netzstabilität bei Großveranstaltungen
• bessere Versorgung ländlicher Regionen

Allumfassende Vernetzung: Industrie 4.0

5G hat schon den Ruf, alle bisherigen Rekorde brechen und für völlig neue Möglichkeiten sorgen zu können. Futuristische Szenarien werden auf einmal zum Greifen nah. Technologien wie Fernrobotik und das Internet der Dinge könnten alltäglich und allgegenwärtig werden. Studien gehen davon aus, dass 5G in den kommenden 15 Jahren ein Wirtschaftswachstum von mehr als 13 Billionen US-Dollar generieren und 22 Millionen neue Arbeitsplätze schaffen wird. Neben Industriekletterern, die für die Errichtung, Wartung und Reparatur der Funkmasten benötigt werden, könnten in Zukunft besonders Entwicklungsingenieure, Software-Entwickler und wissenschaftliche Mitarbeiter mit der Spezialisierung auf 5G-Technologien eine hohe Nachfrage verzeichnen.

Besonders für die Industrie ist die neue Mobilfunkgeneration von Interesse. Die Vernetzung von Fabriken und Logistikketten – auch Industrie 4.0 genannt – soll dadurch einen rasanten Aufschwung erfahren: So erhoffen sich produzierende Unternehmen einen optimierten Einsatz von Robotern und Sensoren sowie die Vernetzung über mehrere Standorte hinweg. So könnten etwa Maschinen in Echtzeit von externen Mitarbeitern bedient, ausgewertet und Störungen behoben werden. Aber nicht nur in der Herstellung, auch in der Nutzung soll 5G unterstützen:

• Die Automobilindustrie setzt auf das Vernetzen von Fahrzeugen, um das autonome Fahren zu ermöglichen.
• Im Gesundheitswesen stehen vor allem Anwendungen wie Fernbehandlung, videobasierte Sprechstunden oder telemedizinische Beratungen im Fokus.
• Im Bereich Smart-Home könnte die heimische Heizungsanlage von der Arbeit aus gesteuert werden.

Die Vor- und Nachteile der 5G-Technik

Ein großer Pluspunkt ist, dass sich die Netzarchitektur von 5G nach den örtlichen Anforderungen richtet – ob beispielsweise in einem Gewerbegebiet ein breitbandiges Netz mit hohen Datenraten benötigt wird, an einem Verkehrsweg Schnelligkeit und Zuverlässigkeit von primärer Bedeutung sind oder ob in einer Fabrikhalle eine extrem große Zahl von Geräten gleichzeitig arbeiten muss.

Um 5G flächendeckend in Deutschland nutzen zu können, müssen jedoch noch einige Hürden genommen werden, etwa der Glasfaserausbau: Denn ohne eine Anbindung an das Glasfasernetz – der noch Jahre dauern und Milliardensummen verschlingen wird – können viele Vorteile der neuen Technologie nicht genutzt werden.

Auch über andere Probleme wird im Zusammenhang mit 5G diskutiert:

• Wie sich die zusätzliche elektromagnetische Strahlung auf die Gesundheit auswirkt, ist noch nicht geklärt.
• Mit 5G wird eine Abhängigkeit gegenüber dem mobilen Netz und den digitalen Anwendungen geschaffen. Das private und öffentliche Leben könnte schnell und gezielt lahmgelegt werden.
• Mit der neuen Technologie steigt die Komplexität der Netze – dies erschwert das Auffinden möglicher Fehlerquellen. Verstärkte Kontrollen sind notwendig, um die Netze stabil zu halten.
• Das virtuelle Leben hat sich schon jetzt auf den Menschen ausgewirkt. Wissenschaftler beobachten Verhaltensänderungen wie etwa eine Verringerung der Aufmerksamkeitsspanne. 5G würde das Internet noch zentraler in das gesellschaftliche Leben rücken, die Änderung könnte sich dann deutlicher auswirken.
• Neue Endgeräte sind notwendig: Viele Hersteller haben bereits mit der 5G-Technik ausgerüstete Smartphones auf den Markt gebracht oder deren Entwicklung angekündigt.

Der Wettlauf hat begonnen

Weltweit ist ein regelrechtes Wettrennen um die Technik entstanden – insbesondere China, Südkorea, Japan und die USA ringen um die Technologieführerschaft. In China ist Huawei in der Entwicklung sehr weit vorangeschritten. Die Vereinigten Staaten beschuldigen den Konzern jedoch der Cyberspionage, Huawei bestreitet die Vorwürfe. Für Deutschland hat die Bundesregierung das Ziel ausgegeben, zum „Leitmarkt“ für 5G werden zu sollen.

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