5G: Flugtaxi gefällig?...und noch mehr Anwendungen

Die Fabrik der Zukunft ist superschnell und superflexibel. Alles kommuniziert mit allem – Maschinen mit Maschinen, Sensoren mit Maschinen, das Werkstück mit der Cloud, Menschen mit Maschinen und Menschen mit Menschen. Die Highspeed-Kommunikation von Daten über 5G könnte hier zum zentralen Hebel werden. Benötigt wird ein intelligentes Netz mit niedriger Latenz und hoher Bandbreite. Ein Beispiel ist Augmented Reality, die erweiterte Realität mit futuristischen Datenbrillen wie der Microsoft Hololens: Wartungstechniker sollen sich so in Echtzeit Informationen zu einer Maschine auf ihrer AR-Brille anzeigen oder sich von Kollegen aus der Ferne helfen lassen können.

Experten schätzen jedoch, dass 5G erst in einigen Jahren neue IIoT-Anwendungen ermöglichen wird, die dann auch eher daten- und energieintensiv sind. Thingstream zum Beispiel rät bis dahin, auf das konventionelle und sehr dichte GSM-Netz zurückzugreifen. Hierbei kommen die Übertragungsprotokolle MQTT/SN (Message Queue Telemetry Transport for Sensor Networks) und USSD (Unstructured Supplementary Service Data) zum Einsatz. Ohnehin plant die Industrie künftig auch vom kommerziellen Netz unabhängige Verbindungen zu nutzen. So hat sich zum Beispiel die 5G Alliance for Connected Industries and Automation (5G-ACIA) zum Ziel gesetzt, 5G erfolgreich in der industriellen Produktion zu etablieren und von vornherein industriefähig zu gestalten. Zu den Mitgliedern zählen unter anderem auch ABB, Bosch und Audi.

Roboter in Echtzeit und ortsunabhängig steuern? Mit 5G möglich. Das japanische Industrieunternehmen Shimizu hat bereits demonstriert, wie unabhängig Roboter in Zukunft mit 5G-Technologie sein werden: So sollen sie beispielsweise eigenständig Reparaturen, Schraub- und Schweißarbeiten vor Ort vornehmen können, ohne dort auf lokale WLAN-Netze angewiesen zu sein. Mit 5G sollen Roboter außerdem deutlich schneller lernen und dem Menschen in Reaktionen und Umgang angenehmer erscheinen.

- 5G auf der Hannover Messe 2019 -

Und: Waren Sie auf der Cebit 2018? Dann haben Sie vielleicht den Volocopter gesehen? Bei dem neuen Prototypen handelt es sich um ein autonomes Flugtaxi. Ja richtig, ein Flugtaxi. Um unfallfrei ans Ziel zu kommen, müssen solche selbstfliegenden Geräte natürlich sicher und schnell untereinander und mit der sie umgebenden Infrastruktur kommunizieren. Wie? Mit 5G!

Was für Flugtaxis gilt, trifft natürlich auch auf autonome Autos zu. 5G sehen hier viele Experten und auch große Autobauer wie BMW, Daimler, Toyota und Volkswagen als neue Trägertechnologie. Relativierer betonen zwar, man dürfe nicht vergessen, dass vor allem Sensoren und Vision-Systeme für das reibungslose autonome Fahren sorgen. 5G kann jedoch mehr: So könnte zum Beispiel bei Aquaplaning das erste durch eine Pfütze fahrende Auto alle anderen in Echtzeit warnen, die daraufhin ihre Geschwindigkeit anpassen.

Dies macht deutlich, dass für das 5G-Netz vor allem Edge Computing eine große Rolle spielen wird. Warum? Um das 5G-Netz zu entlasten. So werden beim Edge Computing die riesigen Datenmengen, die durch die Vielzahl der angeschlossenen (IoT-)Geräte erzeugt werden, schon unmittelbar am Rande des Netzwerks verarbeitet und nicht erst zeitkritisch an ein Rechenzentrum transferiert.

Wer dachte, 5G braucht es nur für autonomes Fahren oder eine bessere Vernetzung von Maschinen, der irrt. In Finnland arbeitet ABB zusammen mit Nokia, dem Hafenautomatisierer Kalmar und einigen weiteren Forschungseinrichtungen an der Zukunft der Mittelspannung mit 5G. Die im Rahmen des Forschungsprojekts Wireless for Verticals (WIVE) durchgeführten Versuche stellen eine der ersten realen Anwendungen von zeitkritischen 5G-Anwendungen zur Stromnetz- und Hafenautomatisierung dar.

Die Grundlage für die Testszenarien bildet die 5G-URLLC-Technologie (URLLC – ultrazuverlässige Kommunikation mit niedriger Latenzzeit). Insbesondere die hohe Zuverlässigkeit war den Projektpartnern wichtig. So sei es für die Versorgungssicherheit von großer Bedeutung, dass schwere Störungen unverzüglich behoben werden, um das Verteilernetz am Laufen zu halten, die Sicherheit des Personals zu gewährleisten und Schäden an den Geräten zu vermeiden. Die Studie der Unternehmen bestätigte, dass 5G/URLLC die Latenzanforderungen der Schutzanwendungen erfüllt.

Und dann ist da ja noch das Thema Smart Grid. Smart Grids, also intelligent gesteuerte Stromnetze, sorgen dafür, dass zu jeder Zeit die exakt benötigte Menge Strom erzeugt wird. Im Idealfall funktioniert das bis auf das Watt genau. Daran arbeiten unter anderem die TU Dresden, die RWTH Aachen, Ericsson, Techem, E.ON und die Deutsche Telekom in dem Projekt „National 5G Energy Hub“. Die Projektpartner hoffen, viele der heute kabelgebundenen und starren Übertragungs- und Kommunikationswege zwischen wenigen zentralen Anlagen durch funkbasierte und offene Kommunikation ersetzen" zu können. Allein im Jahr 2026 wird nach einer Langzeitstudie von Ericsson durch 5G-basierte Digitalisierung in der Energie- und Versorgungswirtschaft ein zusätzliches Umsatzpotential für die IKT-Branche von rund 12,9 Milliarden Euro in Deutschland erwartet.