5G – der Mobilfunk-Überflieger

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5G – der Mobilfunk-Überflieger

5G gilt als die vielleicht wichtigste Technologie, die das Internet der Dinge, neudeutsch Internet of Things (IoT), antreiben soll. Aber warum ist das eigentlich so? Was kann 5G, was andere Technologien nicht können?

Die hohen Erwartungen an 5G rühren aus dessen technischen Fähigkeiten, die denen der vierten Mobilfunkgeneration (4G) mit LTE und LTE-Advanced und denen der dritten (3G) mit HSPA+, HSPA und UMTS in allen Belangen überlegen sind. Dabei geht es aus guten Gründen um Eigenschaften:

Datenrate: Hohe Datenraten spielen beispielsweise bei multimedialen Unterhaltungsanwendungen oder bei Virtual- und Augmented-Reality eine wichtige Rolle. Die 5G-Technologie kann bis zu 20 Gbit/s übertragen und ist damit fast 90 Mal schneller als LTE der vierten Generation und fast 500 Mal schneller als die dritte Mobilfunkgeneration mit HSPA+.

Das Netz der Zukunft – Anwendungsgebiete von 5G

Latenzzeit: Die Latenzzeit gibt an, wie lange es von der Eingabe eines Befehls bis zur eigentlichen Aktion dauert. In 5G-Netzen ist die Latenzzeit etwa 10 Mal kleiner als in 4G-Netzen und mindestens 50 Mal kürzer als in 3G-Netzen. Die sehr geringen Latenzzeiten, die in 5G-Netzen auf kurzen Übertragungsstrecken möglich sein werden, sind wichtig für Echtzeitanwendungen. Sie sind vor allem im industriellen Bereich angesiedelt, beispielsweise bei der Kommunikation zwischen Robotern und Menschen, aber auch zwischen Produktionsmaschinen (Machine-to-Machine-Kommunikation, M2M). Kooperative Verkehrssicherheits-Anwendungen beim autonomen Fahren sind ebenfalls in extremem Maß von einer verzögerungsfreien Übertragung von Informationen abhängig. Ein Beispiel für Letzteres ist der automatische Austausch von Informationen über den Straßenzustand oder den Verkehrsfluss zwischen Fahrzeugen in der nahen Umgebung.

Frequenzen: Von den genutzten Frequenzbändern hängt unter anderem die Reichweite der Signale ab. In einfachen Worten: Je niedriger die Frequenz, desto größer ist die Reichweite eines Funksystems. Für die Inhouse-Übertragung ist also ein Frequenzband im 3,6-GHz-Bereich gut geeignet, wohingegen bei der Freiluftkommunikation ein 800-MHz-Signal seine Reichweitenvorteile ausspielt. Weil das zur Verfügung stehende Frequenzspektrum für 5G-Netze viel größer ist als das für 4G und 3G, kann die neue Mobilfunktechnologie besser auf die jeweilige Anforderung der Anwendung abgestimmt werden.

Netzwerk-Slicing: Wenn wir schon über Flexibilität sprechen, dann sollten wir ein Auge auf das Netzwerk-Slicing werfen. Es erlaubt in 5G-Netzen den Betrieb verschiedener virtueller Netze mit unterschiedlichen Eigenschaften auf einer gemeinsamen physischen Infrastruktur. Jede Anwendung erhält, je nach Anforderung, eine eigene Ebene im Netzwerk. So kann man einer Anwendung eine hohe Bandbreite zuweisen, einer anderen hingegen eine geringe Latenzzeit mit hoher Zuverlässigkeit der Übertragung.

5G im Vergleich zu 4G (Quelle: Fraunhofer-Institut)

Device-to-Device-Kommunikation: Die 5G-Technologie sieht erstmals eine Device-to-Device-Kommunikation vor – sie ist weder in 4G- noch in 3G-Netzen möglich. D2D ermöglicht den schnellen, direkten Datenaustausch zwischen Geräten und Sensoren ohne den Umweg über eine Basisstation. Das entlastet einerseits die Basisstationen in 5G-Netzen und verkürzt andererseits die Laufzeit der Signale zwischen Sendern und Empfängern. Wichtig ist dies zum Beispiel bei sicherheitskritischen Anwendungen in autonom oder teilautonom fahrenden Autos und Lkw auf öffentlichen Straßen, aber auch für selbstfahrende Fahrzeuge in der Logistik.

Energieffizienz: Die Energieeffizienz beschreibt, wieviel Informationsbits pro Energieeinheit übertragen werden können. Sie soll bei 5G 100 Mal besser sein als bei 4G. Damit können 5G-Geräte Daten mit weitaus geringerem Stromverbrauch senden oder empfangen.

Versorgungsdichte: Die Versorgungsdichte gibt an, wie viele Geräte auf einer bestimmten Fläche versorgt werden können. Auch bei dieser Kenngröße ist 5G den bisherigen Mobilfunktechnologien deutlich überlegen. Damit dürften Versorgungsengpässe bei Großveranstaltungen der Vergangenheit angehören und Anwendungen mit einer hohen Sensorendichte die Tür geöffnet werden.

Bereits Mitte letzten Jahres errichtete Mercedes-Benz Cars, zusammen mit dem Telekommunikationsunternehmen Telefónica Deutschland und dem Netzwerkausrüster Ericsson in der „Factory 56“ in Sindelfingen, das weltweit erste 5G-Mobilfunknetz für die Automobilproduktion. Der Zukunftsstandard 5G wird somit für den Industriestandort Deutschland Realität.

„Wir läuten das 5G-Zeitalter für den Industriestandort Deutschland ein und bauen das modernste Mobilfunknetz für eine der modernsten Automobilfabriken der Welt“, sagt Markus Haas, CEO von Telefónica Deutschland.

Smart City – Lösungen für eine zukunftsfähige Stadtentwicklung

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Smart City – Lösungen für eine zukunftsfähige Stadtentwicklung

Die Digitalisierung hilft Städten, Energie zu sparen, Warenströme zu optimieren oder Verkehrsmittel besser zu vernetzen. Mobilfunk – insbesondere der neue Standard 5G – das Internet der Dinge (IoT), Künstliche Intelligenz (KI) und Big Data spielen hier eine Schlüsselrolle.

In den Metropolen wird es eng. Laut den Vereinten Nationen lebt schon heute mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung in Ballungszentren. In Europa liegt der Anteil sogar bei 74 Prozent. Der Trend zur Urbanisierung lässt auch deutsche Großstädte immer weiter wachsen: Berlin wird in zehn Jahren mehr als 3,925 Millionen Einwohner (2018: 3,748 Mio.) haben. Und München könnte dann eine Einwohnerzahl von 1,724 Millionen (2018: 1,571 Mio.) erreichen.

Der enorme Bevölkerungszuwachs stellt vor allem die 81 deutschen Großstädte (mit mehr als 100.000 Einwohner) vor ernst zu nehmende Probleme: Erhöhter Energiebedarf, Mangel an bezahlbarem Wohnraum, zunehmende Luft- und Umweltverschmutzung und Überlastung der Verkehrsinfrastruktur drohen die Lebensqualität der Bürgerinnen und Bürger massiv zu beeinträchtigen. Große Hoffnungen setzen viele Stadtväter daher auf die digitale Transformation, die im kommunalen Bereich unter dem Label „Smart City“ zusammengefasst wird.

Smart Citys also „intelligente Städte“, zeichnen laut Professor Chirine Etezadzadeh , Leiterin des SmartCity.institute, folgende Aspekte aus:

  • Smart Citys sind konsequent auf Nachhaltigkeit ausgerichtet
  • Smart Citys haushalten effizient mit ihren Ressourcen
  • Smart Citys sind insgesamt vernetzter und kooperative
  • Smart Citys bedienen sich dafür der Digitalisierung und der modernen Technik, ohne dass diese das Leben und die menschliche Urteilskraft dominieren oder unbeherrschbar werden
  • Smart Citys bieten eine Vielzahl von Potenzialen, um das Leben von Bürgerinnen und Bürgern nachhaltig zu verbessern und einfacher zu machen

Die Idee der Smart City zielt auf die technologische Weiterentwicklung von Städten und Gemeinden ab. Das Bundesministerium des Inneren, für Bau und Heimat (BMI) stellt dazu fest, dass „die Entwicklung und die Nutzung digitaler Technologien in fast allen Bereichen auf kommunaler Ebene“ stattfindet. Betroffen sind die Verkehrssteuerung, die Energieversorgung, das Gesundheitssystem, die öffentliche Verwaltung, Polizei und Rettungskräfte, das Bildungswesen und viele andere Bereiche.

Digitalisierung der Städte und Gemeinden

Wie das schon heute konkret aussehen kann, zeigen viele Modellprojekte in ganz Deutschland: Hamburg, das im aktuellen Smart-City-Index des Branchenverbands Bitkom unter den 81 deutschen Großstädten Platz eins einnimmt, hat schon vor Jahren Projekte wie den Smart Port, die „E-Culture-Agenda“ und die „Digitale Verwaltung“ gestartet. Mittlerweile setzt die Hansestadt im Bereich Mobilität rund 60 Projekte um, die den städtischen Verkehr sicherer, effizienter und umweltfreundlicher machen. Und über die Datenplattform Urban Data Hub will Hamburg städtische Daten aus Bereichen wie Verkehr, Umwelt, Soziales und Wirtschaft verknüpfen und Auswertungen in Echtzeit ermöglichen.

Andere Städte treten mit innovativen Smart-City-Lösungen wie die emissionsfreie Paketzustellung im Pilotprojekt „logSPAZE“ für die Stuttgarter Innenstadt hervor. Oder mit der Entwicklung der Multifunktions-App „digital@KA“, die für die Bürger alle für relevanten Informationen rund um das städtische Leben bündelt. Diese reichen vom Apotheken- und Tankstellenfinder über Echtzeitinformationen zur Verkehrslage und Parkplatzmöglichkeiten bis hin zu Kultur- und Freizeittipps.

Interdisziplinär und vernetzt

Schaltzentrale am Flughafen München (Foto: Flughafen München GmbH)

Funktionieren können Smart Citys nur, wenn alle Bereiche miteinander vernetzt werden. Nur so lassen sich Abhängigkeit wie Energieverbrauch, E-Mobilität, Bus und Bahn, Warenströme, aber auch städtische Dienstleistungen nutzen, um die Wirtschafts- und Lebensbedingungen in Städten auf einen neuen Level zu bringen. Der Mobilfunk spielt dabei eine zentrale Rolle. Das stellt gerade auch das IT-Sicherheitsunternehmen Kaspersky in einem spannenden Artikel heraus: 5G und IoT: Chance und Herausforderung für die Smart City. 5G ermöglicht eine massive Ausweitung des Internets der Dinge, durch das gerade auch Städte smart werden können. Dafür benötigen sie einen kompetenten Vernetzungspartner wie Telefónica Deutschland.

Das Telekommunikationsunternehmen zeigt in Kooperation mit dem Flughafen München bereits heute, wie eine Smart City aussehen kann. Der Airport kann durchaus als Modell einer smarten Stadt gelten – mit Individual- und öffentlichem Verkehr, mit Geschäften und viele ansässigen Unternehmen, (in Nicht-Corona-Zeiten) mit vielen Zehntausend Menschen, Geschäften und Restaurants sowie dem gesamten Service rund ums Fliegen.

Telefónica und wayra machen Start-ups das Skalieren ihrer Lösung einfach

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Telefónica und wayra machen Start-ups das Skalieren ihrer Lösung einfach

Mit dem Telefónica Activation Programme können junge, kreative, Technologie-orientierte Unternehmen Zugriff auf skalierbare Systeme bekommen und so ihr Geschäftsmodell gut auf seine Skalierbarkeit testen – oder gleich als Leistung für eines der größten Telekommunikationsunternehmen anbieten. Betreut und begleitet werden die Start-ups von wayra, dem Innovation-Hub von Telefónica.

Zum besonderen Reiz von Start-ups gehört in der Regel die Chance, das Geschäftsmodell gut skalieren zu können – oft mit riesigem Wachstumspotenzial. Doch mit den typischerweise begrenzten Möglichkeiten junger Unternehmen lässt sich das oft nicht richtig testen. Das ändert das Telefónica Activation Programme.

Start-ups können sich bis zum 22. Juni 2020 über die Webseite bewerben. Unter Telefónica Activation Programme, erhalten sie Unterstützung für ihr Geschäftsvorhaben.

Das bietet das Telefónica Activation Programme

  • Exklusiver und freier Zugang zu Plattformen für IoT, Blockchain und künstliche Intelligenz von Telefónica
  • Schulung auf den Plattformen
  • Nutzung der Plattformen über API-Schnittstellen
  • Sechs Monate Unterstützung und Betreuung durch wayra
  • Zugang zu den Innovationslaboren von Telefónica in Madrid und Barcelona
  • Prüfung auf Investitionsmöglichkeiten

„Mit dem Programm erlangen Gründerinnen und Gründer Zugriff auf das umfangreiche Technologie-Portfolio der Telefónica“, so Florian Bogenschütz, CEO von wayra Deutschland. „Für Start-ups ergibt sich dadurch die einzigartige Möglichkeit, ihre Lösungen belastbar in einer globalen Infrastruktur zu testen. Zudem bekommen sie die Chance, Telefónica als Kunden zu gewinnen und die eigene Lösung dadurch langfristig am Markt zu etablieren.“

Start-ups aus dem Bereich Internet der Dinge bekommen Zugriff auf die Telefónica Kite Plattform, um die Konnektivität ihrer Lösung integriert managen und analysieren zu können. Wenn sie sich mit Niedrigenergie-Konnektivitätslösungen wie Narrow Band IoT und LTE-M beschäftigen, bekommen sie Zugang zu „The Thinx“ Laboren von Telefónica in Madrid und Barcelona.

Blockchain-Start-ups können die TrustOS Plattform nutzen. Damit erhalten sie die Möglichkeit, ihre Lösung an öffentliche und private Netzwerke für Blockchain-Anwendungen anzubinden und zu testen.

Und junge Unternehmen, die sich mit künstlicher Intelligenz beschäftigen, können mit der LUCA Plattform arbeiten. Damit lassen sich Datenanalysen automatisieren und Fähigkeiten wie Machine Learning leicht in eigene Anwendungen integrieren.

Am besten gleich bewerben.