5G Geschwindigkeit ist Datenkommunikation in Echtzeit
Überall auf der Welt sind die Menschen mobil im Internet aktiv. Die Zahl der vernetzten Geräte steigt rasant. Bald kommunizieren auch Maschinen im Internet der Dinge miteinander. Damit sich die digitale Gesellschaft weiterentwickelt und das Internet der Dinge funktioniert, ist ein leistungsstarkes Funknetz für die schnelle Übertragung von großen Datenmengen notwendig.
Wie schnell ist 5G?
5G wird mobiles Internet deutlich verbessern. LTE ist aktuell die schnellste verfügbare Mobilfunktechnik, die eine maximale Datenrate von bis zu 300 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) ermöglicht. Auch nach Einführung von 5G steht LTE den privaten Nutzern weiterhin zur Verfügung.
Die Geschwindigkeit gilt als Maßstab für die Leistungsfähigkeit eines Funknetzes und ist auch als Bandbreite, Datenübertragungsrate, Datenrate oder Verbindungsgeschwindigkeit bekannt. Gemeint ist damit die Menge an digitalen Daten, die innerhalb eines Zeitraums über einen Kanal zwischen zwei Endgeräten ausgetauscht wird.
Gemessen wird die Netzgeschwindigkeit allgemein in Bit pro Sekunde (bit/s). Bit steht für Binary Digit. Vergrößert sich die Dimension der Datenmenge, wie beispielsweise bei der 5G Geschwindigkeit, werden Kilobit (kb/s), Megabit (Mbit/s) und in Zukunft auch Gigabit (Gbit/s) oder Terabit (Tbit/s) angegeben.
Die Telekom testete auf der IFA 2018 ein 5G Netz im Livebetrieb. Dabei wurde eine Geschwindigkeit von drei Gigabit pro Sekunde gemessen. Unter Idealbedingungen soll die 5G Geschwindigkeit zukünftig bis zu zehn Gbit/s betragen. Das ist ein Zuwachs um das Zwanzigfache.
Wie schnell zehn Gbit/s wirklich sind, lässt sich an einem einfachen Beispiel darstellen: Um den Inhalt einer DVD (4,7 GB) herunterzuladen, braucht ein Nutzer über einen DSL-Anschluss mit einer Bandbreite von 50 Mbit/s etwa 13 Minuten. Ein 5G fähiges Smartphone oder ein Laptop könnte den Inhalt einer ganzen DVD über eine mobile 5G Datenverbindung im Idealfall innerhalb von nur vier Sekunden laden.
Bei der 5G Technologie geht es jedoch um mehr, als ausschließlich nur um Geschwindigkeit. Weitere entscheidende Faktoren sind Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit.
Geringe Latenz als Voraussetzung für Echtzeitanwendungen
Mit dem Begriff der Latenzzeit wird die konkrete Zeitspanne erfasst, in der eine individuelle Nutzeraktivität über ein mobiles Endgerät eine nachfolgende Reaktion, den Ping, auf einem anderen Gerät auslöst.
Beispielhaft für die Bedeutung von geringen Latenzen sind selbstfahrende Autos. Im Bereich des vernetzten Fahrens muss die Datenübertragung und Reaktion in Echtzeit erfolgen. Denn Entscheidungen müssen in Sekundenbruchteilen gefällt werden. Nur dann kommt das Auto rechtzeitig vor einem Hindernis zum Stehen oder weicht aus.
Erinnern wir uns an unsere Fahrschule. Die Reaktionszeit eines Menschen vom Erkennen einer Gefahr bis zur Betätigung des Bremspedals beträgt eine Sekunde. Ein mit 100 km/h fahrendes Auto legt in dieser Zeit eine Strecke von ungefähr 28 Meter zurück.
Ein autonomes Fahrzeug, welches Daten mit einer Latenz von einer Millisekunde auswerten kann, reagiert 1.000 Mal schneller als ein Mensch und kann so innerhalb von nicht einmal einem Zentimeter ein Bremsmanöver auslösen.
Die Reaktionszeit zwischen dem menschlichen Auge und dem Gehirn beträgt circa zehn Millisekunden. Mit einer Latenz von einer Millisekunde ist somit auch erstmals eine wirkliche Kommunikation zwischen vernetzten Maschinen und Geräten machbar, zum Beispiel in der Industrie 4.0 oder der Medizin.
Virtual Reality ist zwar auch mit LTE möglich, wird jedoch mit dem Potenzial von 5G und Edge Computing wesentlich besser und eindrucksvoller.
Intelligente Maschinen kommunizieren in Echtzeit
Die durchschnittliche Latenz im LTE-Netz liegt etwa bei 50 Millisekunden. 5G wird die Latenzzeiten und Datenraten deutlich verbessern. Die Deutsche Telekom hat bei ersten praxisnahen Testversuchen mit 5G in Deutschland eine Zeit von drei Millisekunden erzielt. Mit Versuchen in einer Laborumgebung realisierten Forscher sogar einen Rekordwert von einer Millisekunde. Ziel ist, die superschnellen Reaktionszeiten von 5G permanent zu gewährleisten.
Verlässliche Latenzen sowie hohe Verbindungsgeschwindigkeiten spielen bei der Vernetzung von intelligenten Geräten in der Industrie 4.0 eine entscheidende Rolle. Hier kommt es auf garantierte Reaktionszeiten an und nicht auf einmalige Spitzenleistungen. Die schnellere Datenübertragung mit 5G wird in Verbindung mit künstlicher Intelligenz und Edge Computing eine zuverlässige Kommunikation zwischen Maschinen und eine automatisierte und autonome Produktion ermöglichen.
Konnektivität auf der Basis von 5G entwickelt sich zu einer wichtigen Komponente für die Digitalisierung der Industrie. Mit der Bereitstellung von virtuellen Netzebenen können so auch mobile Roboter in der wirtschaftlichen Produktion flexibel und abhängig von speziellen Erfordernissen effizient eingesetzt werden.
Die Datenkommunikation in Echtzeit auf der Basis von 5G Geschwindigkeit spielt zukünftig in vielen Anwendungsfällen eine Schlüsselrolle.
