Forschung

Ericsson entwickelt 5G mit deutschem Testnetz

Alle 10 Jahre wechselt die Technologie im Mobilfunk - in wenigen Jahren wird 5G auf LTE folgen. Im zweiten Teil unserer Artikelserie zur Arbeit von Ericsson in Deutschland beleuchten wir, an was beim 5G-Testnetz in Herzogenrath-Kohlscheid geforscht wird.
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5G-Forschung bei Ericsson in Deutschland5G-Forschung bei Ericsson in Deutschland 50 Prozent des heutigen Datenverkehrs laufen bereits per LTE - diese und weitere Fakten kann man am Ericsson Eurolab in Herzogenrath-Kohlscheid bei Aachen erfahren. Im Rahmen einer Artikelserie beleuchten wir aktuell, an welchen Zukunftstechniken Ericsson in Deutschland arbeitet. Im ersten Teil beschäftigten wir uns mit den allgemeinen Aufgaben von Ericsson in Deutschland, heute soll es schwerpunktmäßig um den LTE-Nachfolger 5G gehen.

Interessante Einblicke gaben die Manager im Rahmen einer Veranstaltung in das Innenleben der heutigen Netze. Weltweit sei eine "Riesenumstrukturierung" im Gange. In Aachen läuft bereits ein "5G Proof of Concept (PoC) Network", also ein Testnetz, womit bewiesen werden soll, dass 5G funktioniert. Weitere Netze dieser Art existieren an der Universität Dresden und am Kings College in London.

5G mit neuer Technik

Die 2020 startende 5G-Technik wird technisch gesehen eine Weiterentwicklung von 4G (LTE) sein. Die Übertragung über orthogonale frequenzverteilte Modulation (OFDM) wird weiter verbessert und über mehrere Antennen (MIMO = Multiple Input - multiple output) gleichzeitig übertragen.

Aktuell ist bei LTE die Version (Release) 10 in den Netzen implementiert, 10 Millisekunden Ping sind damit noch nicht zu schaffen. Mit den Weiterentwicklungen "LTE EVO" oder "LTE (SPS)" geht das schon. Für das Traumziel von einer Millisekunde würde LTE NR (New Radio = neue Funkfrequenzen) gebraucht.

Die neuen 5G-Frequenzen könnten zwischen 15 und 60 GHz liegen, aktuell wird zwischen 800 und 2600 MHz gefunkt. Die erzielbaren Reichweiten sind auf den neuen hohen Frequenzen auf den ersten Blick niedriger als auf den klassischen Frequenzen. Sobald aber freie Sicht herrscht - beispielsweise in einer Fabrikhalle - werden breitbandige Übertragungen mit hoher Geschwindigkeit und kurzen Antwortzeiten (Ziel: eine Millisekunde) möglich.

Durch das schnelle 5G-Netz werden Dinge wie das selbstfahrende Auto möglich, da die Autos sich schneller untereinander abstimmen können. Die beliebten Drohnen brauchen künftig eine Steuerung mit Überblick, dafür sind schnelle Netze notwendig. Die Stadt Aachen ist bei Pferdefreunden für ihre "CHIO"-Veranstaltung berühmt. Erstmalig traten die Veranstalter an Ericsson heran und baten um Hilfe bei IT und Infrastruktur. Wie können Livebilder von verschiedenen Veranstaltungsorten schnell übertragen werden? Alles Szenarien für 4G- oder 5G-Übertragungen.

Mobilfunk-Technik: Umbruch alle 10 Jahre

Alle 10 Jahre wechselt die Technologie im Mobilfunk. 1970 waren nationale analoge Mobilfunknetze en vogue, 1980 wurden sie zellular und erlaubten Roaming, 1990 kam das digitale GSM, 2000 schon UMTS, seit 2010 funken die Mobilfunker mit LTE und für 2020 ist 5G angesagt. Im Vergleich soll der umstrittene Bahnhof Stuttgart 21 erst 2023 fertig werden.

Zu einem Netz gehören nicht nur Sendemasten und die Hardware wie Server, sondern neue Dienste und Angebote. Dabei dürfen die neuen Dienste die bereits vorhandene Angebote und ihre Infrastruktur nicht stören.

Slicing: Netzwerk in Scheiben

Die Netzwerke der Zukunft werden mit dynamischer Zuweisung der Ressourcen arbeiten, diese Technik wird "Slicing" (wörtlich: "in Scheiben schneiden") genannt, wobei es eine politische Frage ist, wie sich das mit der geforderten "Netzneutralität" verträgt. Bestimmte (lebenswichtige) Dinge sollen im Netz sicher isoliert werden, zum Beispiel eine Fahrzeugfernsteuerung oder Sicherheits-Anwendungen (zum Beispiel Alarmierung).

Beim Network Slicing wird das vorhandene Netz in "Sub-Netze" aufgegliedert, entsprechend den Anforderungen der Zielgruppe. Wichtige Anwender bekommen einen eigenen APN im Netz zugeteilt, über den nur die "wichtigen" Daten fließen können. Die klassischen Mobilfunkkunden verwenden weiter die allgemein bekannten APNs wie z.B. "internet.telekom" bei der Deutschen Telekom oder "web.vodafone.de" bei Vodafone.

Moderne Industrie-Steuerungen können mit einer Latenzzeit von 5 Millisekunden leben, es kommt auf hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit an. Für alle diese datenhungrigen Anwendungen ist 5G gedacht, also für Industrie, Transport, Herstellung und auch in der Landwirtschaft. Ein Vorteil der verteilten Nutzung kann beispielsweise auch eine längere Akkulaufzeit sein, denn nicht jeder "Nutzer" braucht unbedingt hohe Geschwindigkeiten.

Im dritten Teil unserer Serie zur Arbeit von Ericsson in Deutschland geht es um die Vorteile von 5G bei Industrie-Netzen. Außerdem beleuchten wir, wie in Zukunft drahtlose Fabriken funktionieren werden und wie Mobilfunk-Netze virtuell und Software-gesteuert aufgebaut sein werden.

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