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technik & wissen Millisekunden-Bereich. Relevant ist das etwa für die Bewegungssteuerung von Maschinen oder die Positionsbestimmung bei Robotern. Zu den typischen Beispielen können auch autonome Logistik, fahrerlose Transportsysteme (FTS) oder Sicherheitsanwendungen gezählt werden. Als drittes Anforderungsprofil und Szenario legt massive Machine-Type Communication (mMTC) seinen Fokus auf das Anschließen und Vernetzen einer großen Anzahl von Geräten auf kleinem Raum. Ermöglicht werden soll die Anbindung von bis zu einer Million Geräte pro Quadratkilometer – deutlich mehr als bisher. Als ein weiterer Vorteil von 5G wird gesehen, dass die Funkkommunikation trotz besserer Leistungen weniger Energie benötigt wird und so Kosten sparen kann. Industrie wartet auf Release 16 In der Praxis kommen Anwendungen für das indus - trielle Internet der Dinge infrage, bei denen typischerweise eine hohe Gerätedichte pro Flächeneinheit installiert werden muss. Die Geräte senden oder empfangen dabei kontinuierlich Daten in größeren Zeitabständen, sodass nur eine möglichst geringe Bandbreite beansprucht wird. Ein Anwendungsfeld könnte die Prozessindustrie sein, wo beispielsweise viele Sensoren für Temperatur, Druck oder Durchfluss installiert sind, um die Prozessüberwachung einer Anlage zu unterstützen. 5 G hat drei Hauptszenarien In der Praxis kommen 5G-Anwendungen für das industrielle Internet der Dinge (IIoT) infrage, wenn wie in der Prozessindustrie eine hohe Gerätedichte pro Flächeneinheit installiert werden muss. Bild: Siemens Grafik: Siemens 30 Industrieanzeiger 01.20
” Quelle: Industrial 5G öffnet die Tür zur umfassenden drahtlosen Vernetzung von Produktion, Instand - haltung und Logistik.“ Eckard Eberle, Siemens-CEO Prozessautomation Um die genannten Anforderungen aus den drei Hauptszenarien zu erfüllen, wurde eine Reihe von Merkmalen definiert, die auf dem Weg zu 5G zu erfüllen sind. Neben Spitzendatenraten von 20 Gbit/s Downlink und einer maximalen Latenz von 1 Millisekunde zählen dazu Vorgaben bezüglich Mobilität, Dichte, Energieeffizienz, Spektrumseffizenz und Flächenverkehrskapazität. Damit die Zusagen wie auch die vorgegebene Zeitachse für den neuen Standard eingehalten werden können, wird 5G in mehrere Releases unterteilt: 2019 wurde Release 15 mit Fokus aufs eMBB-Szenario verabschiedet. Die Releases 16 und 17 werden die verbleibenden zwei Szenarien unterstützen und deutlich mehr Relevanz für industrielle Anwendungen haben. Eine der wichtigsten Variablen beim Aufbau eines 5G-Netzes ist die Unterscheidung zwischen öffentlichem und privatem Netz. Der Betrieb öffentlicher Netze wird mit dem erstmaligen Release von 5G abgedeckt, während private Netze mit URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communication) ein Teil des bevorstehenden Release 16 sein werden, dessen Start für Mitte 2020 geplant ist. Das Mobilfunknetz, wie wir es heute kennen, ist öffentlich. Es wird von einem Mobilfunknetzbetreiber betrieben und alle Daten, die kommuniziert werden, fließen durch das Netz des Betreibers. Das stellt für den Nutzer ein Datenschutzrisiko dar, denn die Daten verlassen den Hoheitsbereich des Nutzers. Ein privates Netz wiederum ist vergleichbar mit einem WLAN-Netzwerk. Die Daten bleiben im Netzwerk und verlassen den privaten Bereich nicht. Somit sind die Daten besser geschützt. Bei der Bereitstellung von 5G gibt es einen höheren Bedarf an Spektrum als bei den vorherigen Mobilfunkgenerationen. Das Spektrum ist Eigentum von Staaten. Nur ein Teil davon ist lizenzfrei und wird für sogenannte ISM-Bänder, also für industrielle Wissenschaft und Medizin genutzt. Für Mobilfunknetze aber werden die Frequenzen von Staaten an Mobilfunknetzbetreiber versteigert, da sie landesweite öffentliche Netze aufbauen. Solche öffentlichen Netze sind typischerweise auf den Anwendungsfall eMBB (enhanced Mobile Broadband) fokussiert, um Verbrauchern die größtmögliche Datenrate und Bandbreite zu liefern. Mitte Juni 2019 haben die vier Anbieter Telekom Deutschland, Telefonica Germany, Vodafone und Drillisch Netz insgesamt 420 MHz an Frequenzen für insgesamt 6,5 Mrd. Euro bei der Bundesnetzagentur (BNetzA) ersteigert. Mit industriellem 5G kann das Netz für den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. Für verschie - dene Industriezweige könnten URLLC und mMTC zum Beispiel vorteilhafter sein als eMBB. Bei einer privaten Bereitstellung kann der Endnutzer bestimmen, welche Parameter festgelegt werden. Und er kann das Netz in einer für die spezifische Anwendung optimalen Weise betreiben. Für solche privaten Netze muss der Industrie wiederum ausreichend Spektrum zur Verfügung stehen. In Deutschland hat die Bundesnetzagentur beschlossen, 100 MHz von 3,7 GHz bis 3,8 GHz für die lokale Nutzung in Industrieumgebungen zu reservieren. Das gibt Unternehmen in Deutschland geeignete Möglichkeiten, Spektrum für einen jährlichen Beitrag zu mieten und innerhalb ihrer eigenen Betriebsstätten exklusiv zu nutzen sowie für einen optimalen Datenschutz zu sorgen. Industrieanzeiger 01.20 31
