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Die drei unterschiedlichen 5G-Typen für Unternehmen

5G ist keine monolithische Mobilfunktechnologie, sondern kommt in drei Varianten vor. Jede davon kann erweiterte Funktionen bieten, etwa ultrageringe Latenz und IoT-Konnektivität.

Die fünfte Generation der Mobilfunktechnologie, 5G, gibt es nicht nur in einer Variante. 5G ähnelt vielmehr einem Mix aus drei verschiedenen Geschmacksrichtungen. Jede einzelne von ihnen ermöglicht neue, erweiterte Funktionen.

Die verschiedenen 5G-Typen umfassen die unterschiedlichen Frequenzen, auf denen 5G betrieben wird. Man bezeichnet sie als Low-Band-, Mid-Band- und High-Band-5G, oder Niedrigband, Mittelband und Hochband. Die Unterschiede zwischen diesen Varianten beziehen sich auf die Eigenschaften des betreffenden Spektrums. Das sagt Lindsay Notwell, Senior Vice President für den Bereich 5G Strategy and Global Carrier Operations bei Cradlepoint Inc., einem Networking-Anbieter aus Boise im US-Bundesstaat Idaho.

Die jeweiligen Eigenschaften der einzelnen 5G-Typen sind nicht grundsätzlich neu. Sie bauen auf Funktionen vergangener Generationen auf und versuchen, Probleme zu lösen, die jene Generationen verursachten. Doch die unterschiedlichen 5G-Typen verdienen durchaus Beachtung, weil sie anspruchsvolle Anwendungen und Techniken ermöglichen, die 5G für Unternehmensnetzwerke so einzigartig machen.

Welche unterschiedlichen Typen von 5G-Technologie gibt es?

Anstatt 5G als eine einzige Variante zu betrachten, können wir die verschiedenen 5G-Typen mit den Geschmacksrichtungen beim Fürst-Pückler-Eis vergleichen, einer Kombination aus drei unterschiedlichen Eissorten. Low-Band-, Mid-Band- und High-Band-5G entsprechen dabei jeweils Vanille, Schokolade und Erdbeere.

Low-Band-5G – Vanille

Low-Band ist das 5G-Spektrum, das am engsten mit 4G und 4G LTE verwandt ist und Frequenzen aus dem Umfeld von TV- und Radiosendern nutzt. Darum der Vergleich mit Vanille: Es ist klassisch, jeder kennt es, und es ist in puncto erweiterter Frequenzen recht einfach gehalten.

Das bedeutet allerdings nicht, dass Low-Band-5G sich nicht rentieren würde. Nach Aussage von Notwell wird Low-Band-5G zehnmal schneller als 4G sein. Außerdem kann dieser 5G-Typ große Entfernungen überwinden. TV-Sender nutzten – und nutzen teilweise immer noch – ähnliche oder sogar die gleichen Frequenzbänder, da sich darüber große Gebiete abdecken lassen. Als Niedrigband werden die Frequenzen unter 1 GHz bezeichnet, derzeit sind das in Deutschland die Frequenzen zwischen 700 MHz und 800 Mhz. In den USA sind die Frequenzen von 600 bis 900 MHz für 5G freigegeben.

Allerdings ist Low-Band-5G nicht so schnell wie die anderen 5G-Varianten. Dafür besitzt es eine höhere Reichweite. Low-Band-5G bietet nur eine geringe Bandbreite: Es kann deshalb größere Entfernungen überbrücken, die Kapazität für die Datenübertragung ist aber niedriger als bei höheren Frequenzen.

„Es ist ein zweischneidiges Schwert“, erklärt Notwell. „Das Low-Band besitzt einige hervorragende Eigenschaften – Reichweite. Frequenz und Durchdringung –, aber die Bandbreite ist eher bescheiden.“

Mid-Band-5G – Schokolade

Mid-Band-5G entspricht in unserem Beispiel der Schokoladeneiscreme: etwas komplexer als Vanille (Low-Band), aber nicht der populärste unter den 5G-Typen. Das Mittelband ist generell ein Synonym für das Spektrum unterhalb von 6 GHz.

In Deutschland umfasst das Mid-Band die Frequenzen um 2 GHz (derzeit noch bei UMTS) sowie 3,4 bis und 3,6 GHz. Für die Industrie ist der Frequenzbereich zwischen 3,7 GHz und 3,8 GHz vorgesehen.  In den USA sind es beispielsweise 2,5 GHz bis 3,5 GHz sowie der Frequenzbereich zwischen 3,7 GHz und 4,2 GHz. Die Mittelband-5G-Spektren bieten laut Notwell eine fünfmal so große Bandbreite wie die Low-Band-Spektren.

Dadurch ermöglicht Mid-Band-5G im Gegensatz zu Low-Band-5G eine höhere Kapazität, mit der sich größere Datenmengen transportieren lassen. Dafür ist aber der Radius begrenzt. Gebäude und andere massive Objekte können größere Reichweiten von Mid-Band-5G verhindern, obwohl dieses Problem mehr High-Band-5G betrifft.

High-Band-5G oder Millimeterwelle – Erdbeere

High-Band-5G ist im Grunde genommen das Gegenteil von Low-Band-5G: Die Reichweite ist gering, es bietet aber die superschnellen Geschwindigkeiten, die sich durch die am meisten gepriesenen Vorteile von 5G ergeben. High-Band-5G entspricht in unserem Beispiel Erdbeereis, denn es fügt eine spezifische Komponente hinzu: Geschwindigkeit. Die FCC hat in den USA für High-Band-5G das 24-GHz-, 28-GHz-, 37-GHz-, 39-GHz- und 47-GHz-Band festgelegt. In Deutschland soll der 26-GHz-Bereich (24,25 GHz bis 27,5 GHz) für „für lokale, breitbandige Frequenznutzungen“ verwendet werden.

So wie Erdbeereis als Spezialität kleine Erdbeerstückchen enthält, kommt auch Hochband-5G mit einer überraschenden Zutat: Millimeterwelle (mm-Welle). Es erlaubt Konnektivität und Downloads mit Hochgeschwindigkeit. Diese Merkmale – sowie die große Bandbreite und Übertragungskapazität von Millimeterwellen – haben das weltweite Interesse an der 5G-Technologie stark wachsen lassen.

Doch aufgrund der Sichtausbreitung der Millimeterwellen kann dieser 5G-Typ keine weiten Entfernungen überbrücken. Sogar starker Regen könnte mm-Wellen beeinträchtigen. Nach Auffassung von Notwell ist die Sichtausbreitung die größte Herausforderung von High-Band-5G. Somit kommt es auf eine korrekte Installation an, damit eine Organisation 5G erfolgreich bereitstellen kann.

„Wenn wir uns allein auf die Millimeterwelle verlassen müssten, hätten wir ein Problem“, gibt Notwell zu bedenken. „Wir erleben aber, dass es dank neuerer Technologien möglich ist, 4G und 5G parallel im gleichen Frequenzbereich zu betreiben. Dieses Verfahren nennt sich Dynamic Spectrum Sharing.“

5G: Diverse Spezialitäten und Funktionen

Dynamic Spectrum Sharing ist eine Funktion, die die verschiedenen 5G-Typen nutzen können – wie ein spezielles Extra, das für jede Variante der 5G-Technologie zur Verfügung steht. Andere Spezialitäten und Funktionen sind eine ultrageringe Latenz, IoT-Funktionalität und erweitertes mobiles Breitband.

Dynamic Spectrum Sharing. Dank Dynamic Spectrum Sharing können die verschiedenen 5G-Frequenztypen das Spektrum mit 4G teilen. Laut Notwell wird sich dieses Verfahren mit dem Abschalten von 2G und 3G immer weiter verbreiten. Dann nämlich werden die Carrier Frequenzspektren räumen, die sie exklusiv 2G- oder 3G-Technologien zugewiesen haben, und in Spektren investieren, die 4G und 5G gemeinsam nutzen können.

Von Dynamic Spectrum Sharing können Organisationen profitieren, die bereits die 4G-Technologie einsetzen und nicht sicher sind, ob eine Investition in 5G sinnvoll wäre.

„4G kann mindestens 95 Prozent der Anwendungsfälle abdecken, die es heutzutage gibt. Deshalb lautet die Strategie für viele dieser Anwendungsfälle einfach: 4G einsetzen und dann 5G bei Bedarf hinzunehmen“, sagt Notwell.

Für Organisationen, die 4G und 5G miteinander kombinieren wollen, dürfte also Dynamic Spectrum Sharing recht interessant sein.

Ultrazuverlässig geringe Latenz. Jede Art von 5G-Technologie unterstützt Verbindungen mit ultrazuverlässig geringer Latenz. Dies ermöglicht schnelle Reaktionen auf Anfragen und kommt Bereichen wie Automation und Video Conferencing zugute.

Die Strategie für viele [dieser Anwendungsfälle] lautet einfach: 4G einsetzen und dann 5G bei Bedarf hinzunehmen.
Lindsay NotwellCradlepoint

Darüber hinaus können Organisationen dank der Konnektivität mit ultrageringer Latenz Geld sparen, da hiermit Remote-Kommunikation möglich ist. Unternehmen müssten also, so Notwell, ihre Mitarbeiter nicht mehr unbedingt zu Messen oder Konferenzen fliegen lassen. Kommunikation könnte mit 5G schnell und unmittelbar stattfinden – sogar ohne dass eine Person physisch anwesend ist. Diese Konnektivität kann auch die Gesichtserkennung und Videoüberwachung verbessern.

IoT-Funktionen. Die drei unterschiedlichen 5G-Typen können eine umfassende Maschine-Maschine-Kommunikation (M2M) ermöglichen, also die Fähigkeit von Maschinen, untereinander ohne menschliches Eingreifen zu kommunizieren – wie IoT. Insbesondere ist 5G die Voraussetzung für Narrowband IoT, eine IoT-Technologie mit geringem Stromverbrauch, die eine große Anzahl von IoT-Geräten unterstützen kann.

Narrowband IoT verbessert laut Notwell zudem die Batterielebensdauer, sodass die Batterie eines IoT-Sensors bis zu zehn Jahre halten könnte. Wenn eine Organisation für ihre gesamten Geräte unterschiedliche Systeme verwendet, könnte 5G diese auf ein Netzwerk reduzieren. Mit diesen neuen Funktionen versucht jeder 5G-Typ, alle Geräte in einem einzigen 5G-Netzwerk schnell und zuverlässig zu unterstützen.

Erweitertes mobiles Breitband. Diese Funktion macht genau das, was ihr Name verspricht: Erweitertes mobiles Breitband verbessert den Betrieb des normalen mobilen Breitbands. Erweitertes mobiles Breitband kann auch die Kosten von Organisationen senken, denn es erlaubt ihnen, „sich abzunabeln“, wie Notwell sagt, und zwar im wörtlichen wie übertragenen Sinn.

Erweitertes Breitband ist der Grund, warum Experten sich fragen, ob 5G dem WLAN wohl den Garaus machen wird. Schließlich bietet erweitertes mobiles Breitband eine schnellere, flexiblere und zuverlässigere Konnektivität als die traditionelle Mobilfunktechnologie und Wi-Fi-Anbindung.

„Sie werden diese dramatische Änderung beim Wide Area Networking (WAN) erleben. Dann wird sich diese kabelgebundene in eine drahtlose Welt verwandeln, denn dadurch sind Sie orts- und zeitunabhängig“, erläutert Notwell. „Ein [großes] Problem für den Einzelhandel besteht darin, das Datum für den Abschluss der Verkabelungsarbeiten mit dem Datum der Geschäftseröffnung zu koordinieren. Nutzen Sie hingegen eine Wireless-Technologie, stellt sich dieses Problem erst gar nicht.“

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