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5G mmWave ermöglicht Mobilfunk mit Gigabit-Speed
Das Datenwachstum im Internet geht ungebremst weiter. Laut dem „Ericsson Mobility Report“ vom November 2022 wird das mobile Datenvolumen bis zum Jahr 2028 weltweit um 260 Prozent steigen.
Zwei Drittel aller mobilen Daten werden dann durch 5G-Netze laufen, während Anwender im Schnitt rund 46 GByte pro Monat mit ihrem Smartphone übertragen. Vor diesem Hintergrund schafft die 5G mmWave-Technologie neue Kapazitäten und kann die Wirtschaftlichkeit eines Funknetzes als Ergänzung zum 5G Mid-Band steigern.
In einem 5G-Netz landen selbst komplette Spielfilme in HD-Qualität in Sekundenschnelle auf einem Smartphone. Wenn jedoch tausende Endgeräte an einem Ort zusammenkommen, reicht die Kapazität einer 5G-Funkzelle meist nicht aus, um alle Nutzer mit hoher Bandbreite und latenzfreiem Netzzugang zu versorgen. Das 5G mmWave Frequenzband schafft gezielt Abhilfe.
Mehr Kapazität für Funknetze
Mit der 5G mmWave-Technologie steht eine Lösung bereit, um eine hohe Zahl an Endgeräten mit höchster Bandbreite bei gleichzeitig niedriger Latenz mit einem Funknetz zu verbinden. Dies gilt für Up- und Downloads gleichermaßen. Das Konzept dahinter: als Ergänzung zu größeren Funkzellen mit 5G Mid-Band konzentriert sich 5G mmWave auf kleinere Hot-Spots mit hohem Kapazitätsbedarf. Die Nutzung von Frequenzen um 26 GHz ermöglichen Übertragungsraten per Funk im Gigabitbereich, ähnlich wie bei einer Glasfaseranbindung. So entstehen „Kapazitätsinseln“, die ein bestehendes 5G-Netz punktuell erweitern.
Kurze Wellen, viele Daten
5G mmWave kann den Millimeterwellenbereich zwischen 24 und 100 GHz nutzen, was auch die Abkürzung mmWave erklärt. In Deutschland ist ein breites Spektrum zwischen 24,25 und 27,5 GHz freigegeben. Durch die kurzen Wellen lassen sich sehr viele Geräte auf engem Raum mit Daten versorgen, während die allgemeine 5G-Netzanbindung – das sogenannte Mid-Band – weiter über klassisches 5G im Sub-6-Ghz-Band läuft. Somit wird klar, dass mmWave kein Ersatz für 5G ist. Vielmehr eignet sich diese Technologie als Ergänzung für bestehende Funknetze an Punkten mit einer hohen Dichte an Endgeräten. Warum Unternehmen und Netzbetreiber diese neue Technologie nutzen sollten, zeigen die folgenden Hintergründe.
Wirtschaftlichkeit von Funknetzen steigern
So lohnen sich Investitionen für Unternehmen vor allem dort, wo ein hohes Datenaufkommen bei gleichzeitig vielen Teilnehmern zu erwarten ist. In solchen Szenarien ist ein Ausbau über 5G-Basisstationen weniger wirtschaftlich als die Implementierung einer 5G mmWave-Funkzelle. Im Vergleich zu einem Mid-Band-5G-Netz können die Kosten pro übertragenem Bit bei einer mmWave-Installation sechs Mal niedriger ausfallen. Hinzu kommt, dass der Energieverbrauch der mmWave-Hot-Spots in Summe deutlich geringer ist als bei einer 5G Mid-Band-Abdeckung.
5G mmWave in der Praxis nutzen
Für 5G mmWave-Netze erscheinen derzeit vier Szenarien sinnvoll. Als Ersatz für kabelgebundene Internet-Zugänge (FWA - Fixed Wireless Access), als Booster für besseren Service in stark frequentierten Plätzen, für performantes Internet in großen Gebäuden bzw. auf einem Campus sowie für Industrie-4.0-Initiativen mit IoT-Netzen (Internet of Things) oder Smart Cities.
Dementsprechend gehen auch erste 5G mmWave-Projekte in diese Richtung: So hat beispielsweise der italienische Netzbetreiber TIM ein Konzert um Augmented-Reality-Funktionen (AR) für Mobilgeräte erweitert. Zuschauer können die mit digitalen 3D-Inhalten angereicherte Musik in einer AR-Version sehen und hören. In Europas Norden hat die finnische Stadt Tampere einen Hackathon gestartet, um auf Basis von 5G mmWave neue Dienste für eine Smart City zu entwickeln. So könnten sich mit geeigneten Anwendungen künftig Besucher- und Verkehrsströme in der Stadt optimieren lassen.
Ein weiteres Beispiel ist ein Smart-Farming-Projekt im ländlichen Dorset, im Südwesten von Großbritannien. Drohnen übernehmen hier die kamerabasierte Unkrauterkennung auf Feldern und können automatisiert Saatmaschinen steuern. 5G mmWave hilft unter anderem dabei, große Bilddateien für eine Auswertung weiterzuleiten. Auch in Deutschland sind zahlreiche Projekte in der Entwicklung. Beispielsweise nutzt die Universität Dresden in den Bereichen Robotik und Medizintechnik ein schnelles 5G mmWave-Campusnetz, um eine Echtzeit-Schnittstelle zwischen Menschen und Medizinrobotern zu realisieren. Künftig könnten so Mediziner mit neuen Telemedizin-Anwendungen Patienten in der Ferne behandeln und sogar Operationen durchführen.
5G breitet sich aus
In Deutschland sowie in weiteren europäischen Ländern wurde das Funkspektrum für 5G mmWave bereits freigegeben. Dass Verbraucher und Unternehmen die gezielte Erweiterung der 5G-Bandbreite über mmWave nutzen, gilt als sehr wahrscheinlich. Laut einer Umfrage von Qualcomm Technologies, Inc. unter Konsumenten weltweit, betreffen drei der fünf größten Herausforderungen im Mobilfunk die Versorgung von Standorten mit hoher Netzdichte. Mit 5G mmWave ist eine erweiterte 5G-Technologie vorhanden, um die Kapazität von Funknetzen punktuell auszubauen, Interaktionen in Echtzeit zu ermöglichen und die mobile Datenübertragung in den Gigabit-Bereich zu katapultieren. Jetzt sind mutige Manager und findige Ingenieure gefragt, die die neuen Möglichkeiten in kommerzielle Projekte umsetzen.
| 5G mmWave auf einen Blick |
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5G mmWave ist eine Mobilfunktechnologie im Millimeterband. Aktuell liegt in Europa der Fokus auf dem n258-Frequenzband für mmWave in 5G NR-Netzen (New Radio). In Europa umfasst die freigegebene Frequenz den Bereich von 24,25 bis 27,5 GHz, allgemein als 26 Ghz bezeichnet. Die mmWave-Technologie eignet sich als Ergänzung zum klassischen 5G-Mid-Band, um kurzzeitigen, höchsten Bandbreitenbedarf durch viele Endgeräte in Echtzeit an einem Ort zu erfüllen, beispielsweise in Stadien oder Industrie 4.0-Umgebungen. Gleichzeitig ist 5G mmWave ein wichtiger Zwischenschritt hin zu 6G-Netzen, die ebenfalls mit hohen Frequenzbändern arbeiten werden. |
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