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Das bringt 5G Advanced: Funktionen und Zeitplan
5G Advanced ist die neueste Spezifikation von 5G. Sie bietet unter anderem erweiterte Massive MIMO-Funktionen, ermöglicht 5G mit KI und eine genaue Standortbestimmung.
Das nächste große Kapitel der 5G-Entwicklung wird mit der Ankunft von 5G Advanced beginnen.
Im April 2021 stellte das 3rd Generation Partnership Project (3GPP) 5G Advanced vor, was ein anderer Name für die kommende Version 18 – und zukünftige Versionen – der neuesten 5G-Mobilfunkspezifikation ist.
Der 5G-Standard begann mit der Ende 2017 erfolgten Auslieferung der NSA-Spezifikationen (Non-Standalone) für die neue Funktechnologie (New Radio, NR). Die erste Phase der 5G-Einführung hat bereits begonnen, wobei sowohl NSA- als auch Standalone-Netze auf der ganzen Welt in Betrieb gegangen sind.
Jetzt erwartet die Mobilfunkbranche die Ankunft der 5G-Advanced-Spezifikation. Der bestehende Standard wird „erheblich verbessert, um die Effizienz zu steigern und neue Funktionen hinzuzufügen“, so 3GPP.
Neue Funktionen von 5G Advanced
5G Advanced verfügt über „fortschrittliche Fähigkeiten in Form von neuen Diensten, extremer Konnektivität und Sicherheit“, schreiben die Bell Labs von Nokia in einem White Paper über den kommenden Standard und künftige Fortschritte im Mobilfunkbereich.
Verbessertes Massive MIMO
5G Advanced bietet eine verbesserte Massive-MIMO-Performance (Multiple Input, Multiple Output) für ein 5G-Netz. MIMO ist eine Antennen-Array-Technologie, die mehrere Antennen sowohl am Sender als auch am Empfänger verwendet, um die Datenübertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Massive MIMO ist ein Multiuser-Upgrade, das die Anzahl der Sender- und Empfängerkomponenten erhöht.
Bell Labs geht davon aus, dass 5G Advanced sowie künftige Standards Basisstationen benötigen, die zwischen 64 und 512 Transceiver unterstützen, also die Antennenelemente, die sowohl Daten senden als auch empfangen. Für Unternehmensanwender bedeutet dies, dass aktualisierte 5G-Advanced-Systeme Nutzer mit hohem Datendurchsatz in einem Netzwerk besser unterstützen werden. Die Anwender müssen dafür neue Infrastrukturen und Geräte bereitstellen, um diesen Geschwindigkeitsschub zu erhalten.
Präzises Timing
Ein präzises Timing im Millisekundenbereich ist für viele Industriezweige wie das Bankwesen, das industrielle IoT und intelligente Energienetztechnologien entscheidend. 5G Advanced wird sich gegen die Verschlechterung oder den Verlust von Satellitensignalen wappnen, indem es Zeitreferenzen direkt aus dem Netz bereitstellt, schreibt Nokia.
Die mit 3GPP Release 17 begonnenen Erweiterungen – Experten erwarten, dass der Standard im zweiten Quartal 2022 eingefroren wird – betreffen auch Unternehmensnutzer. Das nicht-terrestrische Netzwerk-Update wird kompatible Geräte in die Lage versetzen, sich mit 5G-Satelliten zu verbinden. Eine weitere wichtige Aktualisierung von Release 17 betrifft eine niedrigere Datenrate für Wearables und IoT-Geräte.
Reduzierte Kapazität
Release 17 wird die reduzierte Kapazität (RedCap) als Teil der Spezifikation einführen. RedCap bezieht sich auf das 5G-NR-Update mit reduzierter Kapazität in der 3GPP-Spezifikation mit Release 17 und beschreibt, wie 5G-fähige Geräte weniger Bandbreite für den Betrieb unter dem neuen Standard benötigen. Wearable- oder IoT-Geräte, die RedCap nutzen, lassen sich in einem 20-MHz-Kanal betreiben und nicht in dem 100-MHz-Kanal, den 5G NR normalerweise nutzt.
Laut Qualcomm wird mit Release 18 die erforderliche Bandbreite für RedCap-Geräte reduziert, wobei die Kompatibilität mit bestehenden 5G NR- und RedCap-Geräten erhalten bleibt.
5G Advanced und KI
5G Advanced wird künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) nutzen, um intelligentes Netzwerkmanagement anzuwenden und die Leistung komplizierter Mehrantennensysteme zu verbessern. Laut Ericsson ermöglicht diese Unterstützung neue Anwendungsfälle wie die XR-Kommunikation (Extended Reality), die auf etablierten Augmented- und Virtual-Reality-Anwendungen aufbaut.
Ein wichtiges Ziel von 5G Advanced ist es, energieeffizientere Netzwerke zu entwickeln. Die Implementierung von KI- und ML-Updates im Netzwerk wird dies ermöglichen, so Ericsson. Das 3GPP erklärt, dass es im Rahmen der Spezifikation für Release 18 ein Modell für den Energieverbrauch von Basisstationen definieren und Methoden zur Leistungsreduzierung für den kommenden Standard festlegen wird.
Verbesserte Positionierung
Mit der neuen Spezifikation sollen Unternehmensnutzer den Vorteil einer verbesserten Standortbestimmung erhalten. Laut Nokia wird 5G Advanced die Genauigkeit der Mobilfunkortung auf unter 10 cm verbessern, indem sowohl Beamforming als auch zeitbasierte Methoden zur Standortbestimmung eingesetzt werden. Diese Verbesserungen ermöglichen es Maschinen, sich in Gebäuden ohne Zugang zu einem GPS-Satellitensignal zentimetergenau zu bewegen.
Fortschritte bei den Betreibern
5G Advanced steht noch am Anfang, aber die Betreiber bereiten sich bereits auf die nächste Phase von 5G vor.
„Release 18 wird eine Reihe von Systemverbesserungen und Unterstützung für vertikale Dienste unterstützen – von XR-Erfahrungen bis hin zu künstlicher Intelligenz und maschinellen Techniken im Netzwerk“, meint Brian Daly, Assistant Vice President of Standards and Industry Alliances bei AT&T Labs. „Diese Spezifikationen werden jedoch erst Anfang 2024 fertiggestellt sein.“
Daly fügt hinzu, dass AT&T stark in 3GPP involviert ist und eng an den Spezifikationen arbeiten wird. Er geht davon aus, dass die Funktionen von Release 18 innerhalb von 18 bis 24 Monaten nach der Entwicklung in den Produkten zu sehen sein werden.
Angesichts der bevorstehenden Verbesserung der Datenraten, des Standorts, des Timings und der Abdeckung sollten Unternehmensanwender die nächste Phase von 5G aufmerksam verfolgen.
