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Die Technik hinter 5G: So funktioniert das neue Funknetz

Das Internet der Dinge

Inhaltsverzeichnis

Weltweit investieren aktuell 123 Betreiber in die mobilfunkspezifischen IoT-Techniken "NarrowBand IoT" und "Cat-M1". Die Anwendungen liegen im Bereich Smart City (Laternensteuerung, Parkleitsysteme, Wasserzähler, Signalisierung bei vollem Mülleimer etc.). In 65 Netzen läuft NB-IoT bereits im kommerziellen Betrieb. 50 Betreiber nutzen Cat-M1, 22 davon kommerziell. Vodafone und Telekom setzen Cat-M1 bereits in den Niederlanden ein. Das bedeutet, dass der Einsatz in Deutschland nicht mehr fern ist – zusätzlich zum bereits eingesetzten NB-IoT.

NB-IoT ist für viele Anwendungen nützlich, weil es im optimalen Fall die veralteten GPRS-Module nahtlos ersetzen kann, aber weit höhere Reichweite und Zuverlässigkeit bietet. Allerdings fehlt NB-IoT das nahtlose Handover, sodass es für mobile Anwendungen wie GPS-Tracker nicht in Frage kommt. Cat-M1 bringt diese Funktion mit und eignet sich auch für die Sprachübertragung, sodass man Cat-M1-basierte Geräte auch für die Sprachkommunikation nutzen kann. Fachleute glauben, dass es nicht nur im Smart-Home-Bereich und der Industrie Chancen hat, sondern auch im medizinischen Bereich, etwa zur Alarmierung auf Krankenstationen.

Deterministische Paketzustellung, reservierte Zeitschlitze: Der 5G-Mobilfunk lernt für das industrielle Umfeld "Time Sensitive Networking" gemäß IEEE 802.1Q, um maschinelle Abläufe zu synchronisieren.

Die zunehmende NB-IoT- und M1-Verbreitung in Mobilfunknetzen bedeutet, dass die Massenproduktion von Chipsätzen inzwischen angelaufen ist. Aktuell sind laut der GSA 26 Chipsätze (Modems und integrierte Prozessoren) am Markt.

AT&T hat als einer der ersten Netzbetreiber 5G im Angebot. Die Firma rüstet seit Ende Dezember Teile ihrer Netze in zwölf US-Städten mit 5G-Komponenten aus. In der ersten Hälfte 2019 sollen weitere sieben Städte hinzukommen. Kunden, die im Bereich der 5G-Abdeckung leben, können das bereits mit dem Hotspot-Router "Nighthawk 5G Mobile Hotspot" von Netgear ausprobieren, den AT&T anbietet.

Unter den ersten 5G-Diensten überwiegen überraschenderweise Festnetzangebote (Fixed Wireless Access, FWA) mitsamt dazu passenden 5G-Routern (Huawei 5G CPE mmWave und 5G CPE sub-6 GHz, Samsung SFG-D0100, Netgear Nighthawk 5G Mobile Hotspot). Bei Motorolas 5G Moto Mod handelt es sich um einen Smartphone-Adapter. Keines dieser Geräte ist bisher in Deutschland erhältlich. Später dieses Jahr sollen weitere 5G-Router erscheinen. HTC will für den US-Betreiber Sprint den Smart-Hub-Router auf Basis des Snapdragon X50 bauen, Verizon einen "5G NR Hotspot" liefern (womöglich von Inseego, ehemals Novatel Wireless).

Die weitere Entwicklung und Einführung von 5G könnte in vielen Bereichen aus heutiger Sicht recht schnell erfolgen -- überraschend möglicherweise, wenn man sich die aktuellen Auseinandersetzungen um Auflagen bei der 5G-Frequenzauktion in Deutschland anschaut. Wie weit wir aber das smarte Leben wirklich treiben wollen, welche Techniken wo eingesetzt werden, das wird sich zeigen – und das werden wir diskutieren müssen. Die technischen Voraussetzungen vor allem auf der Ebene der Kommunikations- und Netzwerktechnik werden in wenigen Monaten und den kommenden Jahren jedenfalls vorhanden sein. Auch die Entwicklungen in der Bedien- und Gerätetechnik werden so weit sein, dass intelligente Umgebungen möglich sind und uns das Leben erleichtern – und, in welchem Umfang auch immer, Science-Fiction zu unserer alltäglichen Realität machen.

(jk)