Die Anwendungsmöglichkeiten von 5G in der Industrie sind vielfältig: (Bild: ZVEI)

Consumer und Smartphone-User leben noch eine Weile gut mit aktuellen und künftigen Ausbaustufen von 4G/LTE. Der Mobilfunkstandard 5G kann dagegen in der Automation völlig neue Anforderungen erfüllen. Das Interesse der Industrie an der neuen Technik ist daher groß – das zeigen aktuelle Umfragen.

Mit der aktuell laufenden 5G-Auktion rückt der Start des neuen Mobilfunkstandards näher. Unmittelbar nach Ende der Auktion soll die Vergabe von lokalen Frequenzen für industrielle Anwender starten. Doch stellt sich die Frage, welche Anwendungen in der Praxis tatsächlich relevant sind? Worauf stellt sich die Industrie ein? Welche Erwartungen und Anforderungen sind hier zu finden? Das versuchen Medien, Marktforscher und Technik-Analysten derzeit in Umfragen und Consulting-Gesprächen zu ergründen.

Deutsche Industrie steht in den Startlöchern

Eine Umfrage der Wirtschaftswoche unter deutschen Industrie-Unternehmen zeigte eine hohe Bereitschaft, die drahtlose Vernetzung von Fertigungs- und Produktionsanlagen per 5G voranzutreiben. Volkswagen will bereits im kommenden Jahr eigene Campus-Netze aufbauen, meldet das Blatt. Aber auch Daimler und BMW werden sich um lokale Frequenzen bemühen, um ihre Werke mit 5G auszustatten.

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Audi hat bereits im vergangenen Jahr eine Kooperation mit Ericsson gestartet, um in Ingolstadt das Industrial Internet of Things (IIoT) auf Basis von 5G zu erproben. Auch Bosch und Siemens haben bereits mit Test in ausgewählten Werken begonnen.

Auch in anderen Branchen ist das Interesse an 5G groß. Mit Airbus und BASF stehen zwei weitere Industrie-Riesen bereit, die neue Mobilfunktechnik in Werkshallen und auf dem Betriebsgelände einzusetzen, meldet die Wirtschaftswoche.

5G als Treiber für das Internet der Dinge

Gartner befragte im Mai und Juni 2018 ein nicht repräsentatives Panel von 185 Unternehmen weltweit. Die Ergebnisse des Gartner-Reports „5G use case and adoption survey“ decken sich aber mit dem, was auch andere Analysten in ihren Gesprächen erfahren haben: An erster Stelle soll das Internet der Dinge von der 5G-Einführung profitieren. Zwei Drittel der von Gartner befragten Firmen wollen bis 2020 IoT-Applikationen auf Basis von 5G entwickeln. In der Reihenfolge der Nennungen sind die wichtigsten Anwendungen:

  • Die Kommunikation mit IoT-Devices (59 Prozent),
  • Video-Übertragungen – inklusive Augmented Reality und Virtual Reality (53 Prozent),
  • Fernsteuerung und Automation,
  • stationäres kabelloses Breitband und
  • hochperformante Analysen per Edge Computing.

Der Autor des Gartner-Reports, Senior Research Director Sylvain Fabre, zeigte sich überrascht, dass IoT-Kommunikation so einen hohen Stellenwert einnimmt, da es mit LTE-M und Narrowband IoT (NB IoT) bereits verfügbare Alternativen im Bereich schmalbandiger, energiesparender Übertragungswege gebe. Konkurrenzlos sei 5G allerdings bei einer hohen Dichte von Devices – bis zu einer Million Sensoren pro Quadratkilometer sind möglich.

Muss es die Industrie selber richten?

Eine große Sorge treibt die Industrie nach den Erkenntnissen von Gartner allerdings um: Dass die öffentlichen Netze der Provider nicht auf die industriellen Bedürfnisse zugeschnitten werden. Und Fabre sieht diese Sorgen berechtigt. Für die meisten Provider stehe zunächst die Flächenversorgung mit Mobilfunk im Vordergrund. Funktionen wie Network-Slicing, das unterschiedliche virtuelle Netze erlaubt, zugeschnitten auf verschiedene Anforderungen, würden ebenso später kommen wie Investitionen ins Backend, um die Infrastruktur für Edge Computing und Mobile Cloud fit zu machen. Nach Ansicht des Gartner-Analysten werde dies erst in einem Zeitfenster von 2025 bis 2030 vollständig umgesetzt. Daher ist die Industrie gut beraten, in private Netzwerke zu investieren.

Konkrete Ziele, realistische Pläne

Auch Tech Pro Research wollte wissen, wie Unternehmen mit dem Thema 5G umgehen. In einer Online-Umfrage von Dezember 2018 und Januar 2019 mit 164 Teilnehmern gaben 80 Prozent an, bereits im kommenden Jahr 5G einsetzen zu wollen. Als wichtigster Grund zugunsten 5G wurde die Einführung neuer Technologien genannt (54 Prozent), wie IoT-Anwendungen, Analytics und die Schaffung von Smart Grids in Stromnetzen. Es folgte die Hoffnung auf höhere Produktivität aufgrund höherer Datenübertragungsraten (50 Prozent), der allgemeine Wunsch, führende Technik einzusetzen (34 Prozent) und die Erwartung sinkender Kosten für die Datenübertragung (27 Prozent). Dass die 5G-Einführung einfach wird, glauben allerdings die wenigsten. Zwei Drittel der Befragten gaben an, dass die bestehende Infrastruktur nicht für 5G geeignet ist, sondern aufgerüstet oder ausgetauscht werden muss. Dementsprechend arbeiten auch 57 Prozent der Unternehmen daran, die Netzwerk-Infrastruktur zu überprüfen, 36 Prozent bereiten die wichtigsten Unternehmensanwendungen auf Cloud-Anbindung vor.

5G vs. WLAN & Co. in der Produktion

Wieder einmal aufgeflammt ist die Diskussion, ob die 5G-Technik dazu geeignet ist, das WLAN, eventuell auch andere proprietäre Netze, im Innenbereich abzulösen. Und auch die Entgegnungen hat man schon früher gehört. Das sei nur der Versuch der Provider, sich mehr Kontrolle über die Datenkommunikation zu verschaffen, wettern die einen. Die Technik sei leistungsfähig und erprobt, WLAN werde die Einführung von 5G genauso überstehen wie die Einführung von 3G und 4G, verteidigen die anderen. Und schließlich: Wolle man 5G-Indoor-Netze ermöglichen, müsse man womöglich für jeden Provider eine eigene Antennen-Infrastruktur schaffen.

Doch die Befürworter eines Technologiewechsels haben – anders als bei den Vorgängergenerationen – diesmal gewichtige Argumente auf ihrer Seite. Die Erfahrung hat gezeigt, dass WLAN einer ständigen Weiterentwicklung unterworfen ist. Die ermöglicht zwar immer höhere Datenübertragungsraten, doch nur auf Kosten relativ häufiger Hardware-Wechsel, inklusive hohem Aufwand für Installation und Tests. Der Versuch, Daten- und Sprachkommunikation mittels Voice over WLAN (VoWLAN) zu vereinen, geht häufig mit einem Qualitätsverlust einher.

Vor allem aber wenn 5G in Eigenregie betrieben wird, also auf Basis der lokalen Frequenzen, ist die Vereinheitlichung verschiedener Kommunikationsstandards interessant. Dann muss nur ein einziges Netz physikalisch betrieben werden, mit dem sowohl Daten als auch Sprache übertragen werden können. Per Network Slicing sind darüber hinaus virtuelle Netze möglich, die den unterschiedlichen Anwendungen angepasst sind.

Schmalbandige Datenübertragungen von Sensoren in großer Zahl, Übertragungen hoher Volumina in die lokale Cloud zur späteren Analyse, zeitkritische Steuerungsaufgaben in der Robotik oder bei der Bildanalyse mit Hilfe von KI und Machine Learning per Edge Computing – sie alle laufen zusammen mit Sprachtelefonie unter 5G parallel. Und die anstehenden Weiterentwicklungen des Standards werden über Software-Updates der bestehenden Infrastruktur verfügbar gemacht.

Fazit: Die Zeit für 5G ist gekommen

Noch ist die Standardisierung von 5G nicht abgeschlossen. Zwar wurde Mitte 2018 das Release 15 verabschiedet, das bereits ein „5G light“ ermöglicht. Einige für die Industrie wichtige Funktionen sind noch in der Abstimmung, die mit Release 16 bis spätestens Ende des Jahres abgeschlossen werden soll.

Die neue Mobilfunktechnik bietet gerade den Anwendern in der Industrie bereits jetzt deutliche Vorteile. Projektierung und Pilot-Anwendungen sind auf Basis von 5G Release 15 auf jeden Fall möglich – und bis zum dann anstehenden Roll-out auf die gesamte Fertigung wird Release 16 verabschiedet und passende Hardware verfügbar sein. Den nächsten Schritt Richtung Industrie 4.0 und IIoT zu gehen steht jetzt also nichts mehr im Weg.