Höchstfrequenz

Test von 5G auf 26 GHz: Beim Upload mehr Speed

5G erlaubt sehr viele Geräte auf engstem Raum und bislang uner­reichte Daten­raten. Dazu braucht es freie Frequenzen und Band­breite, z.B. auf 26 GHz.

Je höher die Frequenz, desto mehr Bandbreite gibt es für schnelle Daten. Je höher die Frequenz, desto mehr Bandbreite gibt es für schnelle Daten.
Foto: Deutsche Telekom
Nicht nur die Daten­mengen steigen, auch der Wunsch nach höheren Über­tra­gungs­geschwin­dig­keiten. Dafür braucht man mehr Band­breite, die ist nur auf hohen und aller­höchsten Frequenzen möglich. Der Nach­teil, die Reich­weite auf diesen Frequenzen sinkt dras­tisch. Das kann aber auch ein Vorteil sein: Eine Zelle deckt nur einen kleinen Bereich ab, worin das Signal wirk­lich gebraucht wird.

In der Indus­trie, wo z.B. eine Produk­tions­halle versorgt werden soll, ist Reich­weite ohnehin nicht das Problem.

Telekom, Ericsson & Qual­comm arbeiten zusammen

Der Netz­werk­aus­rüster Ericsson, der Chip- und Tech­nologie-Liefe­rant Qual­comm und die Deut­sche Telekom haben gemeinsam neue Milli­meter­wellen-Tech­nolo­gien für Indus­trie-Anwen­dungen erfolg­reich getestet.

Als Funk-Proto­koll wurde 5G-SA-New Radio (also 5G Stan­dalone, ohne 4G-Unterbau) verwendet. Dieses Verfahren soll in Zukunft den Upload von sehr großen Daten­mengen ermög­lichen, auch wenn das Netz schon stark ausge­lastet ist. Gleich­zeitig sollen dabei die Quali­täts­para­meter des Netzes gesteuert bzw. verwaltet werden. Lag der Schwer­punkt in der Indus­trie bisher auf dem Down­load von Daten­mengen, konzen­triert sich dieses Verfahren nun auch auf den Upload großer Daten­mengen. Das eröffnet neue Möglich­keiten für neue Anwen­dungen.

Quali­täts­check ("QoS") für den Daten-Uplink

Je höher die Frequenz, desto mehr Bandbreite gibt es für schnelle Daten. Je höher die Frequenz, desto mehr Bandbreite gibt es für schnelle Daten.
Foto: Deutsche Telekom
Für die Tests der 5G mmWave-Tech­nologie wurden die für Campus-Indus­trie­anwen­dungen gedachten 5G-Frequenzen bei 3,7 GHz mit dem Frequenz­spek­trum bei 26 GHz (soge­nannte "Milli­meter­wellen" englisch "mmWave") ergänzt. Durch Bünde­lung beider Frequenzen stand eine sehr hohe Band­breite zur Verfü­gung.

Im Versuchs­aufbau war eine Funk­tion enthalten, welche bestimmten Geräten Prio­rität einräumt. Damit war die notwen­dige Qualität der Daten­ver­bin­dung jeder­zeit erzielbar. In verschie­denen Test­sze­narien konnten Spit­zen­raten von 5 GBit/s im Down­link und 700 MBit/s im Uplink erzielt werden.

26 GHz Spek­trum bereits nutzbar

Das Frequenz­spek­trum bei 26 GHz wird in Deutsch­land bereits von der Bundes­netz­agentur an Inter­essenten zuge­teilt. Die Nutzung ist aktuell nur für "lokale Anwen­dungen" gere­gelt. Ericsson und seine Partner finden, dass sich dieses Frequenz­spek­trum beson­ders für den Einsatz im Rahmen von 5G-Campus-Netzen eignet, speziell für Anwen­dungen, die beson­ders hohe Daten­raten erfor­dern.

26 GHz 5G (mmWave) für indus­tri­elle Anwen­dungen

5G-Roboter Arm im Ericsson-Werk in Talinn (Finnland) 5G-Roboter Arm im Ericsson-Werk in Talinn (Finnland)
Ericsson GmbH
Ein denk­bares Szenario für die 5G mmWave-Tech­nologie könnte die metall­ver­arbei­tende Indus­trie sein. Wenn eine Quali­täts­kon­trolle mithilfe von hoch­auf­lösenden Bildern oder Rönt­gen­auf­nahmen statt­findet, beispiels­weise bei der Über­prü­fung von Schweiß­nähten, können fehler­hafte Produkte durch die Echt­zeit-Über­tra­gung der Daten sofort erkannt und aussor­tiert werden. Die 5G mmWave Tech­nologie kann sicher­stellen, dass jede Kamera oder Röntgen-Gerät jeder­zeit die erfor­der­lichen Netz-Ressourcen bekommt, um die großen Daten­mengen der Aufnahmen sofort an einen zentralen Server zu über­tragen.

Betei­ligte Unter­nehmen sehr zufrieden

Kaniz Mahdi, bei der Deut­schen Telekom für "Tech­nology Archi­tec­ture & Inno­vation" zuständig, hat beob­achtet, dass "immer mehr Unter­nehmen auf 5G (setzen). [...] Wir erwarten einen erhöhten Bedarf der Indus­trie an hoher Band­breite für unter­neh­mens­kri­tische Anwen­dungen, vor allem für den Uplink. Unsere Tests zeigen, dass mmWave-Tech­nolo­gien eine opti­male Lösung für solche Anwen­dungs­fälle bieten können. [...] Unser Ziel ist, Lösungen für die Bedarfe unserer Geschäfts­kunden zu schaffen, um die Digi­tali­sie­rung weiter zu fördern.“

Sylvain Gendron, bei Ericsson Ansprech­partner für die Deut­sche Telekom, ergänzt: "Die End-to-End-Tests haben bewiesen, dass die Tech­nologie für ultrahohe Down­link- und Uplink-Daten­raten mit garan­tierter Quality of Service verfügbar ist und hervor­ragende Ergeb­nisse liefert. [...] Selbst in anspruchs­vollen Umge­bungen garan­tiert die Kombi­nation von mmWave New Radio-Dual Connec­tivity mit Prio­ritäts­pla­nung den Nutzern die erfor­der­lichen Ressourcen."

Hamid-Reza Nazeman, Chef von Qual­comm CDMA Tech­nolo­gies, spricht von einem "bedeu­tenden Meilen­stein, und wir sind stolz darauf, mit der Deut­schen Telekom und Ericsson an diesem Projekt zusam­men­gear­beitet zu haben. mmWave hat seinen Wert für Down­link-Imple­men­tie­rungen mit hoher Band­breite bereits unter Beweis gestellt, und dieser Uplink-Meilen­stein wird der Tech­nologie noch mehr Möglich­keiten eröffnen, vor allem an Stand­orten mit hoher Dichte und in unter­neh­mens­kri­tischen Anwen­dungen in der Auto­mobil­indus­trie und der Indus­trie."

Wie wurde das reali­siert?

Der Test der hohen Frequenzen wurde auf dem Telekom-Gelände ("Campus") in Bonn sowohl Indoor als auch Outdoor durch­geführt. Das Versuchs­netz bestand aus einem 5G Ericsson Core, vier Ericsson 3,7 GHz-Midband-Geräten und vier 5G-SA 26 GHz mmWave-Modellen. Das 5G-Stan­dalone-Netz war mit einem Qual­comm 5G-Gerät (Mobile Testing Plat­form, MTP) verbunden, der auf Basis der Snap­dragon 8  Gen 1 Mobile-Platt­form mit inte­griertem Snap­dragon X65 5G Modem-RF System arbeitet.

Hohe Prio­rität gefor­dert

Während des Tests wurden die Möglich­keiten und Grenzen der hohen Frequenzen unter verschie­denen Ausbrei­tungs­bedin­gungen unte­ruscht. Wichtig war den Testern die gleich­zei­tige Nutzung von Midband- und mmWave-Frequenzen zur Erhö­hung des Daten-Durch­satzes und der Zell­abde­ckung durch New-Radio-Dual-Konnek­tivität (NR-DC). Eben­sowichtig war die Uplink Carrier-Aggre­gation im mmWave-Band in Verbin­dung mit der Prio­risie­rungs-Funk­tion (Prio­rity Sche­duling), um einen bestimmten Quality of Service zu garan­tieren.

Auch in Zukunft wollen Deut­sche Telekom, Ericsson und Qual­comm Tech­nolo­gies Inc. mit Part­nern aus dem diesem Umfeld ("Ökosystem") zusam­men­arbeiten, um die Entwick­lung der mmWave NR-DC-Tech­nologie voran­zutreiben.

Wofür man solche Daten­raten und Daten­mengen braucht, kann man an der Fußball-WM in Qatar sehen.

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