Menschen auf der ganzen Welt greifen mit mobilen Geräten auf das Internet zu. Die Anzahl der angeschlossenen Geräte steigt. Schon bald werden Maschinen im Internet der Dinge miteinander kommunizieren. Um die Entwicklung der digitalen Gesellschaft voranzutreiben und das Internet der Dinge zum Laufen zu bringen, benötigen wir ein leistungsfähiges drahtloses Netzwerk, das große Datenmengen schnell übertragen kann.
Vernetztes Auto
Wie schnell ist 5G?
5G wird das mobile Internet erheblich verbessern. LTE ist derzeit die schnellste verfügbare Mobilfunktechnologie und unterstützt Spitzendatenraten von bis zu 300 Megabit pro Sekunde (Mbit / s). Auch nach der Einführung von 5G wird LTE weiterhin für Verbraucher verfügbar sein.
Geschwindigkeit ist der Maßstab für die Leistung drahtloser Netzwerke. Auch bekannt als Bandbreite, Datenübertragungsrate, Datenrate oder Verbindungsgeschwindigkeit, bezieht es sich auf die Menge an digitalen Daten, die zwischen zwei Geräten über einen bestimmten Kanal in einem bestimmten Zeitraum ausgetauscht werden.
Die Netzwerkgeschwindigkeit wird im Allgemeinen in Bits pro Sekunde (Bit/s) gemessen. Bit steht für binary digit. Mit den größeren Datenmengen, die durch 5G-Geschwindigkeiten unterstützt werden, werden Datenübertragungsraten in Kilobit (kbit / s), Megabit (Mbit / s) und in Zukunft sogar Gigabit (Gbit / s) oder Terabit (Tbit / s) ausgedrückt.
Die Deutsche Telekom testete auf der diesjährigen IFA ein 5G-Netz live. Gemessen wurde eine Geschwindigkeit von drei Gigabit pro Sekunde. Unter idealen Bedingungen soll die 5G-Geschwindigkeit künftig bis zu 10 Gbit/s erreichen, was einer 20-fachen Steigerung entspricht.
Wie schnell 10 Gbit/s wirklich sind, zeigt ein einfaches Beispiel. Ein Nutzer benötigt rund 13 Minuten, um den Inhalt einer DVD (4,7 GB) über eine DSL-Leitung mit einer Bandbreite von 50 Mbit/s herunterzuladen. Ein 5G-fähiges Smartphone oder Laptop könnte den Inhalt einer ganzen DVD über eine mobile 5G-Datenverbindung im besten Fall in nur vier Sekunden herunterladen.
Bei der 5G-Technologie geht es jedoch um mehr als nur Geschwindigkeit. Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit sind weitere entscheidende Faktoren.
Niedrige Latenz als Voraussetzung für Echtzeitanwendungen
Der Begriff Latenz bezieht sich auf den spezifischen Zeitraum, über den eine einzelne Benutzeraktivität auf einem mobilen Gerät eine nachfolgende Reaktion, den Ping, auf einem anderen Gerät auslöst.
Selbstfahrende Autos sind nur ein Beispiel dafür, wie wichtig niedrige Latenzzeiten sind. Beim vernetzten Fahren müssen Daten übertragen und eine Reaktion in Echtzeit ausgelöst werden, denn Entscheidungen müssen in Sekundenbruchteilen getroffen werden. Nur so kann das Auto vor dem Auftreffen auf ein Hindernis anhalten oder ausweichen.
Denken Sie an die Zeit zurück, als Sie das Autofahren lernten. Die Reaktionszeit eines Menschen zwischen dem Erkennen einer Gefahr und dem Betätigen des Bremspedals beträgt eine Sekunde. Ein Auto mit 100 km / h fährt in dieser Zeit rund 28 Meter.
Ein autonomes Fahrzeug, das Daten mit einer Latenz von einer Millisekunde analysieren kann, reagiert 1.000 mal schneller als ein Mensch und kann in weniger als einem Zentimeter bremsen.
Die Reaktionszeit zwischen dem menschlichen Auge und dem Gehirn beträgt etwa zehn Millisekunden. Mit einer Latenz von einer Millisekunde wird erstmals eine reale Kommunikation zwischen vernetzten Maschinen und Geräten möglich, etwa in der Industrie 4.0 oder in der Medizin.Während virtuelle Realität mit LTE machbar sein mag, bringt das Potenzial von 5G und Edge Computing VR auf ein neues, beeindruckenderes Niveau.
Smarte Maschinen kommunizieren in Echtzeit
Die durchschnittliche Latenz im LTE-Netz liegt bei rund 50 Millisekunden. 5G wird die Latenz und die Datenraten erheblich verbessern. Mit den ersten praktischen 5G-Versuchen in Deutschland erreichte die Telekom eine Latenz von drei Millisekunden. Die Forscher stellten sogar eine Rekordzahl von einer Millisekunde mit Tests in einer Laborumgebung auf. Ziel ist es, die superschnellen Reaktionszeiten von 5G dauerhaft zu gewährleisten.
Zuverlässige Latenz und hohe Datenübertragungsraten sind entscheidend für die Vernetzung intelligenter Geräte in der Industrie 4.0. Hier geht es eher um garantierte Reaktionszeiten als um einmalige Spitzenleistungen. In Verbindung mit künstlicher Intelligenz und Edge Computing wird die schnellere Datenübertragung mit 5G die zuverlässige Kommunikation zwischen Maschinen und die automatisierte und autonome Produktion unterstützen.
Konnektivität auf Basis von 5G wird zu einem wichtigen Baustein in der Digitalisierung der Industrie. Mit der Bereitstellung virtueller Netzwerkscheiben können mobile Roboter auch flexibel und effizient in der wirtschaftlichen Produktion eingesetzt werden, um spezifische Anforderungen zu erfüllen.
Datenkommunikation in Echtzeit basierend auf 5G-Geschwindigkeiten wird in Zukunft in vielen Anwendungsfällen eine Schlüsselrolle spielen.