5G und IoT: Neue Möglichkeiten für Unternehmen

Was ist 5G?

5G ist die fünfte Generation der Mobilfunktechnologie und der Nachfolger von 4G. Die Technologie zeichnet sich durch eine höhere Geschwindigkeit, eine schnellere Datenübertragung, geringere Latenzzeiten und eine größere Kapazität aus. Die Latenz zeigt die Zeit an, die Daten für die Netzwerkübertragung benötigen. Netzwerke mit einer längeren Verzögerung weisen eine hohe Latenz auf. Netzwerke mit schnellen Reaktionszeiten haben eine geringe Latenz. 5G nutzt auch neue Frequenzbereiche zwischen 3,4 und 3,7 GHz.

Unterschiede von 5G zu anderen Mobilfunkgenerationen

Im Vergleich zu 4G besitzt 5G eine deutlich höhere Bandbreite, eine bis zu zehnmal schnellere Datenübertragung und eine niedrigere Latenz. 4G war bis jetzt für viele IoT-Anwendungen ausreichend, aber 5G eröffnet neue Möglichkeiten für Hochleistungsanwendungen im IoT, z.B. Echtzeitanwendungen wie autonomes Fahren. Die Leistung von 4G reicht dafür nicht aus.

LPWAN-Technologien (Low Power Wide Area Network) wie NB-IoT (Narrowband-IoT) haben eine niedrigere Datenrate und höhere Latenzen als 5G. NB-IoT ist als Nischentechnologie für stromsparende IoT-Anwendungen in Innenräumen gedacht. 5G vernetzt dagegen eine Vielzahl an IoT-Geräten über eine große Fläche und unterstützt eine breite Palette an IoT-Lösungen. Die NB-IoT-Technologie wird derzeit in 5G integriert und verbessert die Leistung von 5G.

Die Rolle von 5G im IoT

5G fördert die Verbreitung des Internet of Things und vernetzt eine Vielzahl von Geräten und Sensoren. So können Unternehmen neue IoT-Anwendungen entwickeln und zum Beispiel bestehende Prozesse in der Produktion optimieren. Ebenso hilft 5G mit IoT beim Ausbau smarter Städte. So kann z. B. der Strombedarf besser kontrolliert und an die Bedingungen angepasst werden. Zudem lässt sich der Verschwendung kritischer Ressourcen wie Wasser entgegenwirken.

Die Vorteile von 5G speziell für IoT:

• Erhöhte Datenübertragungsrate: Die hohe Datenübertragungsrate von bis zu 10 Gbit pro Sekunde ist entscheidend für Anwendungen, die große Datenmengen in Echtzeit verarbeiten müssen. Dazu zählen die industrielle Automatisierung und IoT-Lösungen im Gesundheitswesen. Ebenso profitieren Städte, Ballungsgebiete und lokale Netzwerke von der erhöhten Datenübertragungsrate.

• Niedrige Latenz: Mit Latenzzeiten von unter einer Millisekunde ermöglicht 5G eine nahezu sofortige Kommunikation zwischen IoT-Geräten. Diese Eigenschaft ist besonders relevant für zeitkritische Anwendungen, wie autonome Fahrzeuge und Remote-Surgery.

• Hohe Kapazität: 5G kann gleichzeitig bis zu einer Million Geräte pro Quadratkilometer vernetzen. Immer mehr Geräte werden vernetzt und müssen miteinander kommunizieren, zum Beispiel Sensoren in Smart Cities oder vernetzte Haushaltsgeräte. Daher wird diese Eigenschaft zunehmend wichtiger.

• Verbesserte Energieeffizienz: Trotz der hohen Datenrate und Verbindungsdichte ist 5G auf Energieeffizienz ausgerichtet. Dadurch verlängert sich die Batterielaufzeit von IoT-Geräten und der Wartungsaufwand wird reduziert. Dies gilt insbesondere für Geräte, die in Innenräumen verwendet werden.

• Stabile Verbindung: 5G fördert die Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) durch eine stabile und schnelle Verbindung. Das ist relevant für Anwendungen wie die industrielle Automatisierung, wo eine zuverlässige Kommunikation zwischen Maschinen unerlässlich ist. Zudem verbindet 5G ländliche Gebiete zuverlässiger mit dem Internet, sobald es die veralteten 2G- und 3G-Netze ersetzt.

• Hohe Sicherheit: 5G gewährleistet im Internet of Things hohe Sicherheitsstandards. Vor allem kritische Anwendungen wie industrielle Steuerungssysteme und medizinische Geräte profitieren davon.

Use Cases von 5G im IoT

5G ist besonders für IoT-Anwendungen geeignet, die hohe Bandbreiten und niedrige Latenzen erfordern.

Gesundheitswesen

Im Gesundheitswesen ermöglicht 5G die Telemedizin und Fernüberwachung von Patienten. Ärzte führen Operationen aus der Ferne durch und medizinische Geräte sind in der Lage, Daten in Echtzeit zu übertragen. Die 5G-Technologie erleichtert somit die Fernbehandlung von beispielsweise Patienten in ländlichen Gebieten.

Industrielle Automatisierung

In der Industrie 4.0 optimiert 5G Produktionsprozesse durch die Automatisierung und Vernetzung von Produktionsanlagen. Dies umfasst die nahtlose Integration von Robotik, Sensoren und KI in die Produktionslinien​​​​. Maschinen werden effizienter gesteuert und überwacht. Das führt zu einer höheren Produktivität und geringeren Ausfallzeiten.

Smart Cities

In Smart Cities kommt 5G bei der Verkehrssteuerung, Überwachung von Umweltbedingungen und bei intelligenten Beleuchtungssystemen zum Einsatz. Ein smartes Verkehrs- und Energiemanagementsystem mit 5G erhöht die Effizienz und Lebensqualität in Städten.

Landwirtschaft

5G verändert auch die Landwirtschaft. Die Sensoren in IoT-Anwendungen überwachen Boden- und Wetterbedingungen und ermitteln eine präzise Bewässerung und Düngung. Dies bewirkt höhere Erträge und eine nachhaltige Nutzung der Ressourcen.

Transport und Logistik

Im Transportwesen sorgt 5G für eine effiziente Steuerung und Überwachung von Flottenfahrzeugen. Echtzeitdaten ermöglichen eine bessere Routenplanung und verringern die Ausfallzeiten. Die 5G-Technologie fördert ebenso die Entwicklung des autonomen Fahrens. Damit kommunizieren Fahrzeuge miteinander und gleichzeitig mit der Infrastruktur.

Energiewirtschaft

In der Energiewirtschaft überwacht und steuert 5G die Stromnetze. Indem Energieversorger Daten in Echtzeit analysieren und sofort reagieren können, verbessern sich die Netzwerkeffizienz und Versorgungssicherheit deutlich.

Herausforderungen und Zukunft von 5G für IoT

Die hohen 5G-Frequenzen haben kürzere Reichweiten und Schwierigkeiten beim Durchdringen von Gebäuden​​. Das führt zu einer ungleichmäßigen Abdeckung, besonders in Innenräumen. Für die Infrastruktur sind mehr Sendemasten und eine dichtere Netzabdeckung notwendig.

Die Implementierung von 5G-Technologien ist kostspielig und zeitaufwendig. Unternehmen müssen in neue Hardware und Software investieren. Dadurch steigen die initialen Kosten erheblich. Insbesondere für kleinere Unternehmen stellt dies eine finanzielle Belastung dar.

Mit der zunehmenden Vernetzung durch 5G steigt auch das Risiko für Cyberangriffe. Jedes verbundene IoT-Gerät kann ein potenzielles Ziel für Hackerangriffe sein. Die Einführung von 5G erfordert eine robuste Netzwerksicherheit für den Schutz von Daten und Geräten.

Zukunftsausblick von 5G für das Internet of Things

Trotz dieser Herausforderungen bietet 5G immense Chancen für das IoT. In den kommenden Jahren wird 5G eine Schlüsselrolle in der Digitalisierung von Branchen wie Gesundheitswesen, Industrie und Transport spielen. Die Vorteile von 5G ermöglichen neue und innovative Anwendungen, die mit bisherigen Technologien nicht realisierbar sind. Die Integration von LPWAN-Technologien wie NB-IoT und LTE-M in 5G-Netze wird die Abdeckung weiter verbessern und den Energieverbrauch optimieren.

FAQ zu 5G und IoT

1. Was hat IoT mit 5G zu tun?

Das Internet of Things (IoT) vernetzt zahlreiche Geräte miteinander und sammelt ihre Daten. 5G bietet die nötige Geschwindigkeit und Kapazität, große Datenmengen effizient zu übertragen und ermöglicht eine nahtlose Kommunikation zwischen den IoT-Geräten.

2. Warum sind IoT und 5G eine gute Kombination?

Die extrem hohen Datenraten und geringen Latenzzeiten von 5G sind ideal für IoT-Anwendungen, die auf eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung angewiesen sind.

3. Warum ist 5G besser als 4G für IoT?

5G ist schneller und hat eine geringere Latenz als 4G. Das ist für Echtzeitanwendungen relevant. Zudem kann 5G mehr Geräte gleichzeitig verbinden.

4. Wie viele IoT-Geräte kann 5G unterstützen?

5G kann gleichzeitig bis zu einer Million IoT-Geräte pro Quadratkilometer unterstützen. Andere IoT-Technologien haben eine niedrigere Kapazität.