5G Mobilfunk soll Industrie 4.0 entfalten

VCI befürwortet lokale Frequenzvergabe im 3,6 GHz-Band

  • „5G bringt höhere Datenraten und niedrigeren Energieverbrauch im Mobilfunk.“ (c) Iaremenko Sergii/Shutterstock„5G bringt höhere Datenraten und niedrigeren Energieverbrauch im Mobilfunk.“ (c) Iaremenko Sergii/Shutterstock

Die Bundesnetzagentur hat entschieden, neben der bundesweiten Versteigerung von Frequenzen auch die Zuteilung lokaler und regionaler Frequenzen auf Antrag vorzunehmen. Mit diesem Vergabeverfahren können Unternehmen an Produktionsstandorten eigene, lokal begrenzte 5G-Industrienetze zur Kommunikation zwischen Maschinen, Systemen und Anlagen betreiben.

Die vier Industrieverbände VCI (Verband der Chemischen Industrie), VDA (Verband der Automobilindustrie), VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau) und ZVEI  (Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie) setzen sich gemeinsam für die lokale Vergabe von 5G-Funkfrequenzen im Bereich von 3.700 bis 3.800 Megahertz an produzierende Unternehmen ein. Dadurch ist gewährleistet, dass industrielle Betreiber über den Zeitpunkt des Ausbaus und die Qualität des 5G-Netzes entscheiden sowie Verfügbarkeit, Datensicherheit, Vertraulichkeit und Integrität ihrer Daten wahren können.

Stand der Funktechnik

Die Digitalisierung schreitet zügig voran. Damit einher geht eine wachsende Nachfrage nach hohen Datenraten bei zunehmender Mobilität der Verbraucher. Für zukunftsfähige digitale Infrastrukturen sind den Marktteilnehmern geeignete Frequenzen frühzeitig und bedarfsgerecht bereitzustellen.

Next Generation Mobile Networks (NGMN) ist ein laufendes Projekt von Mobilfunkfirmen und Mobilfunkausrüstern zur Entwicklung der nächsten Mobilfunkgeneration. Die letzten umgesetzten Generationen sind UMTS (3G) und LTE (4G). Das Projekt beschäftigt sich derzeit mit 4G LTE-Advanced (LTE+) und 5G, der fünften Generation, die folgende Eigenschaften aufweisen soll:

  • Datenraten bis zu 20 Gbit/s
  • Nutzung höherer Frequenzbereiche
  • Erhöhte Frequenzkapazität und Datendurchsatz
  • Echtzeitübertragung
  • weltweit 100 Milliarden Mobilfunkgeräte gleichzeitig ansprechbar
  • Latenzzeiten von unter 1 ms
  • Senkung des Energieverbrauchs je übertragenem Bit (1/1000) und 90 % geringerer Stromverbrauch je Mobildienst.

LTE und LTE Advanced werden weiterhin bis zu Frequenzen im 6-GHz-Bereich ausgebaut; 5G baut darauf aus und bietet dann Neuerungen jenseits der bisherigen Grenzen.

Wichtig ist, dass die Funkzellen (Waben) wesentlich engmaschiger ausgebaut werden, um Verbindungen nicht abreißen zu lassen und Latenzzeiten zu senken.

Funktechnik und Industrie 4.0

Die 5G-Technologie ermöglicht es, in der industriellen Kommunikation neue Wege zu gehen: Mit ihr lassen sich neben einer besonders breitbandigen Datenübertragung erstmalig auch sehr anspruchsvolle industrielle Anwendungen realisieren. Die fünfte Mobilfunkgeneration bietet damit die Grundlage, Industrie 4.0 auf die nächste Entwicklungsstufe zu heben. Von vornherein industriefähig ausgestaltet, sichert der neue Mobilfunkstandard die Zukunftsfähigkeit des Wirtschaftsstandorts Deutschland. Mit der Möglichkeit, Funk-Mikrozellen einzurichten, bietet die 5G-Technologie ideale Voraussetzungen für die Anwendung in Maschinen und Anlagen.

Mobiles Breitband - Frequenzen für 5G

Zur bedarfsgerechten Bereitstellung von Frequenzen für die Einführung von 5G und den Ausbau digitaler Infrastrukturen hat die Bundesnetzagentur im Juli 2016 zunächst den Frequenz-Kompass zu den aktuellen frequenzregulatorischen Handlungsfeldern veröffentlicht. Zur weiteren Konkretisierung wurden im Dezember 2016 Orientierungspunkte zur Konsultation gestellt. Auf der Grundlage der eingereichten Stellungnahmen hatte die Bundesnetzagentur Eckpunkte erarbeitet und gleichzeitig die Bedarfsermittlung für bundesweite Zuteilungen im Bereich 2 GHz und 3,6 GHz eingeleitet.

Parallel dazu erarbeitet die Bundesnetzagentur Antragsverfahren für Frequenzzuteilungen in den Bereichen 3,7-3,8 GHz und 26 GHz zur lokalen und regionalen Nutzung. Dadurch können auch regionale Netzbetreiber, kleine und mittlere Unternehmen oder Start-Ups mit einem erst künftig auftretenden Frequenzbedarf sowie Gemeinden und Vertreter der Land- und Forstwirtschaft das Potenzial der kommenden Mobilfunkgeneration 5G für Anwendungen in der Wirtschaft und Industrie nutzen bzw. die Mobilfunkversorgung im ländlichen Raum verbessern.

5G-ACIA vertritt Interessen der Industrie

Mit 5G ist es möglich, Industrie 4.0 noch schneller umzusetzen und auf die nächste Entwicklungsstufe zu heben. Mit der Technologie lässt sich ein bisher ungekanntes Maß an Flexibilität, Wandelbarkeit und Mobilität in der industriellen Produktion realisieren: 5G bietet viele Vorteile, unter anderem eine sehr leistungsfähige drahtlose Vernetzungstechnologie, die selbst für kritische industrielle Anwendungen geeignet ist.

Deshalb muss sich die Industrie schon heute intensiv mit dem Thema auseinandersetzen, um 5G industriefähig zu gestalten. Im ZVEI wurde dafür Anfang 2017 die „Task Force 5G“ gegründet, die im April 2018 in die „5G Alliance for Connected Industries and Automation“ (5G-ACIA) überging. Sie hat sich zum Ziel gesetzt, 5G erfolgreich in der industriellen Produktion zu etablieren. In der Initiative haben sich sowohl Vertreter der klassischen Automatisierungs- und Fertigungsindustrie als auch führende Organisationen aus dem Bereich der IKT-Industrie zusammengeschlossen.

5G-ACIA bringt sich aktiv in die Standardisierung und Regulierung von 5G mit ein. Gleichzeitig identifiziert und analysiert sie mögliche Anwendungsfälle und die damit einhergehenden Anforderungen seitens der Industrie. „5G wird das zentrale Nervensystem der Fabrik der Zukunft werden und sich disruptiv auf die industrielle Fertigung auswirken“, sagt Dr. Andreas Müller (Bosch), Vorsitzender der 5G-ACIA. „In der 5G-ACIA bringen wir erstmalig alle wichtigen Akteure weltweit zusammen. Dadurch sind wir in der Lage, konzertiert und zielgerichtet daran zu arbeiten, dass die Belange der Industrie entsprechend berücksichtigt werden.“

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