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Der kommende Mobilfunkstandard 5G ist der Treiber für das Internet of Things (IoT). Minimale Latenzzeiten und hohe Bandbreiten bilden die Basis für IoT- Anwendungen wie dem autonomen Auto oder Industrie 4.0. Zentral für den Erfolg von 5G ist die Vernetzung der Mobilfunkstandorte per Glasfaser.
Windräder, Waschmaschinen, Fitness-Armbänder, Autos, Maschinen und Anlagen – das „Internet der Dinge“ (Internet of Things; IoT) verbindet Milliarden von Endgeräten miteinander oder mit der Cloud. Ein anderes Beispiel ist die Smart City der Zukunft. Hier können die Verantwortlichen mit Hilfe von Sensordaten über das IoT beispielsweise den Verkehrsfluss optimieren, Staus vermeiden und so die Luftqualität sowie den Alltag ihrer Bewohner verbessern.
Voraussetzung für die umfassende Vernetzung der städtischen Infrastruktur oder das autonome Auto sind leistungsstarke mobile Netze. Das IoT benötigt hohe Bandbreiten und eine möglichst geringe Latenzzeit. Letztere meint die Zeit für die Übertragung der Daten zwischen Sender und Empfänger. Der neue 5G-Mobilfunk wird die notwendige Kapazität für Daten in Echtzeit liefern.
5G bildet das Rückgrat des IoT
Die Eckdaten des künftigen Mobilfunkstandards sind verheißungsvoll: 5G wird mit einer Datenrate von theoretisch bis zu 10 GBit/s (=10.000 MBit/s) etwa 100mal schneller sein als das aktuelle LTE mit den gängigen 100 MBit/s. Dank einer um ein Vielfaches höheren Kapazität wird 5G viel mehr Nutzer als heute in einer Funkzelle mit genügend Bandbreite versorgen und dabei erheblich weniger Strom benötigen. Der wohl größte Vorteil sind extrem niedrige Latenzzeiten von unter einer Millisekunde.
Doch noch ist es nicht soweit. 5G stellt die Mobilfunkbranche vor große Herausforderungen. Noch gibt es keine Standards. Immerhin zeigten die Ausrüster wie Huawei und Provider wie die Telekom oder Vodafone auf dem Mobile World Congress 2018 Ende Februar in Barcelona bereits erste Prototypen und Vorseriendemos. Mitte 2018 soll das erste Standardpaket fertig sein, damit die ersten Netze wie geplant 2020 live gehen können.
Frequenzen und Kleinzellen
Zudem wird eine der wichtigsten Ressourcen im Mobilfunk knapp: das Spektrum an Frequenzen. Denn steigende Datenmengen und höhere Übertragungsgeschwindigkeiten erfordern mehr Spektrum. Doch das Spektrum ist in heutigen Mobilfunkbändern weitgehend ausgeschöpft. LTE beispielsweise ist in Deutschland auf den Frequenzbändern bei 800, 1800 und 2600 MHz verfügbar. Für den weiteren Ausbau der Mobilfunkkapazitäten werden daher neue Frequenzen benötigt.
Die Bundesregierung sieht hier Potenzial für 5G im Spektrum um 3,5 GHz oder den sehr hohen Frequenzen im sogenannten Millimeterband oberhalb von 24 GHz. Der Nachteil dieser hohen Frequenzen ist eine Signalreichweite von nur wenigen 100 Metern. Damit erfordert 5G auch eine neue Architektur des Mobilfunknetzes auf Basis von Kleinzellen (Small Cells) mit kleinen Antennen. Diese Kleinnetze können Mobilfunkmasten ersetzen, 5G wird damit zu einem Art „Netzwerk aus Netzwerken“.
5G ohne Glasfaser nicht zu realisieren
Um die großen Datenmengen mit geringer Latenz abführen zu können, müssen die Mobilfunkstationen, also die in der Fläche verteilten Basisstationen der Kleinzellen, Funkmasten oder Häuser mit Antennen gut an die übergeordneten Netzkomponenten angebunden sein. Der Fachbegriff dafür ist Backhaul. Die Backhauls müssen heute hohe Übertragungsraten bei möglichst geringen Verzögerungszeiten und Verlustraten bereitstellen. Neben Richtfunk laufen die Verbindungen teilweise auch heute schon über Glasfaserleitungen.
5G ist mit seinen hohen Anforderungen an Datenrate, Latenz und Ausfallsicherheit ohne weiträumigen Glasfaserausbau nicht realisierbar. Kurz gesagt: 5G-Netze erfordern ein Glasfaser-Grundgerüst und konvergente Glasfaser-/Mobilfunknetze. Glasfaser-Internet ist die Königsklasse der Breitbandtechnologien. Glasfaser zeichnen sich durch geringe Dämpfung (dadurch größere Entfernungen möglich) und relativ gute Resistenz gegen elektro-magnetische Störeinflüsse (Störfelder von Maschinen, Schaltern, Blitz, Sendern) und Lichteinflüsse aus.
FTTH ist am besten
Wie viel Leistung ein Glasfaseranschluss tatsächlich bringt, hängt davon ab, wie weit das Glasfaserkabel vom Endkunden entfernt ist: Varianten sind bis zum nächsten Kabelverzweiger (FTTC Fibre To The Curb), bis ans Gebäude (FTTB Fibre To The Building) oder direkt zur Wohnung (FTTH Fibre To The Home). Je näher die Glasfaserleitung an der eigene Wohnung liegt, desto höher die Datenrate. Meist werden Bandbreiten zwischen 50 MBit/s und 300 MBit/s erreicht.
Am besten ist die Übertragung natürlich, wenn das Glasfaserkabel bis zur Wohnung läuft (FTTH). Hier finden Sie mit der HCD Consulting GmbH den kompetenten Partner für die Planung und Umsetzung eines FTTH-Projekts. Wir übernehmen das Projektmanagement, die Beratung und liefern intelligente und kosteneffiziente Hardwarelösungen. Und Sie können auf starke Partner aus unserem FTTH-Netzwerk zurückgreifen.
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Ich bin Alexander Zagler aus dem HCD Vertriebsteam. Ich berate Sie gerne oder helfe Ihnen bei Fragen weiter. Sie erreichen mich telefonisch unter+49 89 215 36 92-0 oder per Kontaktformular.
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