Internet of Things

5G bietet große Chancen, der Mittelstand braucht aber Hilfe, um diese nutzen zu können

Bildnachweis: Microsoft/HoloLens/Volvo Cars

Ein Gastkommentar von Prof. Dr. Hans Dieter Schotten, Lehrstuhl für Funkkommunikation und Navigation an der Technischen Universität Kaiserslautern

Als in den Jahren 2012 und 2013 grundlegende Konzepte und die strategische Positionierung eines möglichen 5G­Mobilfunkkonzepts diskutiert wurden, war schnell klar, dass nicht nur neue Technologien oder neue Dienste 5G definieren werden, sondern insbesondere neue Anwendungsfelder, neue Nutzergruppen und damit auch potenzielle neue Einnahmequellen.

Die Idee war, dass 5G die immensen Forschungsaufwendungen im Mobilfunk und die hinter dem Mobilfunk stehenden weltweiten Standardisierungsbemühungen auch für andere Branchen nutzbar machen soll, die mobile Dienste benötigen. Bahnfunk, Behördenfunk, drahtlose Kommunikation in der Produktion und Fahrzeug-Fahrzeug- bzw. Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation waren nur einige der Branchen, in denen Entscheidungen über die Weiterentwicklung von Funkkommunikationslösungen anstanden. Es war daher naheliegend, diese Möglichkeit aufzugreifen und ein Angebot zu entwickeln.

Heute sind wir mehr als fünf Jahre ­weiter. Die ersten 5G-Produkte kommen auf den Markt – so schnell war der Mobilfunk noch nie. Und 5G wird inzwischen als eine der Schlüssel-konzepte für eine erfolgreiche Digitalisierungsstrategie gesehen.

Wie positioniert sich Deutschland?

In der ersten 5G-Welle, in der es hauptsächlich um die Unterstützung hoher Datenraten geht, wird Deutschland noch nicht zu den besonders bedeutenden Playern gehören, stattdessen sind Asien und teilweise die USA die Leitmärkte. In der zweiten 5G-Welle, in der es um die Versorgung der sogenannten vertikalen Industrien – Stichworte Automotive, Automatisierung – geht, wird Deutschland aber eine zentrale Rolle spielen, da die entsprechenden Industrien hier sehr stark vertreten sind.

5G ist nicht einfach nur die nächste Mobilfunkgeneration

5G unterscheidet sich in seinen Möglichkeiten erheblich von bisherigen Mobilfunktechniken. So soll das Netz nicht nur Dienste wie Telefonie oder Internetzugang mit einem Fokus auf Konsumerbedürfnisse anbieten. Vielmehr wird 5G von Anfang an mit dem Ziel entwickelt, auch und insbesondere spezielle Anforderungen der vertikalen Industrien zu erfüllen. Branchen, die hierbei zurzeit im Mittelpunkt des Interesses stehen, sind zum Beispiel die Automobilindustrie und das vernetzte Fahren, die Automatisierung in Produktion und Infrastruktur, Logistik und Transport sowie das Gesundheitswesen. Für diese und andere Branchen soll mit 5G die Grundlage für neue mobile und vernetzte Dienste, für Effizienz-steigerungen vieler Prozesse und für eine Kopplung von Produkten und Dienstleistungen geschaffen werden.

Hieraus ergeben sich neue Anforderungen an den Mobilfunk. So werden mit 5G unter anderem Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit, aber auch die Latenz derDatenübertragung deutlich verbessert.

Network Slicing und „private Netze“ als 5G-Schlüsselkonzepte für vertikale Industrien

Ein zentrales neues Konzept ist das sogenannte Network Slicing, mit dem in 5G-Netzen eine Art virtuelles privates Netz für Anwender zur Verfügung gestellt werden kann. Durch Network Slicing kann die Industrie Dienste zum Beispiel in Bezug auf Konfiguration, Wartung oder Optimierung anbieten, die direkt mit ihren Produkten gekoppelt werden können.

Auch durch die Option sogenannter privater 5G-Netze, die über Network Slicing oder auf der Basis eigener Infrastruktur realisiert werden kann, erhält die Industrie die Chance, 5G-Kommu-nikationslösungen als Bestandteil ihrer Produkte oder aber in der eigenen Produktion optimal einsetzen zu können. Damit werden Innovationspotenziale geschaffen, die bereits einige Unternehmen sich zu erschließen begonnen haben. 5G ist also der Motor, um die Digitalisierung in der Industrie zu unterstützen und Freiräume für neue Ideen zu schaffen.

5G und AR helfen, den Fachkräftemangel zu mindern

Ein zurzeit viel diskutiertes Beispiel sind AR-, Augmented-Reality-Anwendungen. Diese werden durch die Kombination von niedriger Latenz und hohen Datenraten, die 5G ermöglicht, realisierbar. In AR-Anwendungen werden etwa Wartungstechnikern in Abhängigkeit davon, wo sie sind und was sie gerade betrachten, Zusatzinformationen in die Brille eingeblendet. Diese können entweder automatisch generiert werden oder ein Experte, der sich woanders aufhält, stellt sie zur Verfügung. Beispielsweise wird dem Mitarbeiter so gezeigt, welche Teile er in einer Maschine abschrauben oder anbringen muss. Da Wartungstechniker somit vielseitiger eingesetzt werden und ­trotzdem auf die nötige Kompetenz zugreifen können, wird
diese Technik auch helfen, den Fachkräfte­mangel zu entschärfen.

Herausforderungen

Die vertikale Industrie muss die Potenziale von 5G und Konzepten wie Network Slicing und privaten Netzen erkennen und Wege finden, die Technologie in ihre Produkte und Prozesse zu integrieren. Für die großen Unternehmen wird dies im Rahmen von bilateralen Diskussionen mit den Mobilfunkfirmen stattfinden. Die Frage lautet: Wie stellen wir sicher, dass auch der große und wichtige deutsche Mittelstand das 5G-Potenzial nutzen kann? Hierfür sind aus meiner Sicht Initiativen nötig, die es den mittel­ständischen Unternehmen erlauben, 5G in ihren Anwendungen auszuprobieren.

Ebenso muss Klarheit über die dies­bezüglichen Angebote der Netzwerkbetreiber geschaffen werden. Die regulatorischen Randbedingungen und die Kostenstrukturen müssen auch für Nichtexperten verständlich sein, die Angebote sollten sinnvoll ­vergleichbar und transparent erklärt werden. Die Sorge des Anwenders, etwas zu integrieren, was er nicht ganz verstanden hat, und etwa zu bezahlen, was er nicht wirklich braucht, könnte sonst die Akzeptanz von 5G in vertikalen Industrien gefährden. Hier gibt es sicher noch Handlungs-bedarf, der schon damit beginnt, eine einheitliche und von allen Marktteilnehmern akzeptierte Begrifflichkeit zu schaffen.

Der zweite Handlungsbereich betrifft die regulatorische Seite. Wenn 5G tatsächlich – wie zurzeit postuliert – die grundlegende Infrastruktur für die Ver­netzung in Unternehmen wird, aber auch für Gesundheitsdienste, vernetztes Fahren, E-Government und andere für die Bürger relevante Bereiche, dann können die Versorgungsauflagen bei der Vergabe des 5G-Spektrums über elementare Partizipationsmöglichkeiten für Bürger und über die Standortwahl von Unternehmen entscheiden. Da nicht alles, was wünschenswert ist, finanzierbar ist, sollten im offenen Dialog mit den Netzwerkbetreibern intelligente Kompromisse gesucht werden, um am Ende die angestrebte Versorgung auch wirtschaftlich nachhaltig sicherzustellen.

Eine möglicherweise attraktive Option, die Herausforderungen in Bezug auf die 5G-Verfügbarkeit und -Versorgung zumindest teilweise zu entschärfen, sind die genannten privaten Netze. Sie erlauben es der vertikalen Industrie, für interne – private – Dienste eigene 5G-Netze in separaten Spektren aufzubauen, die lokal vergeben werden. Damit können sie das technologische Potenzial von 5G voll nutzen und dabei nach eigenen Bedürfnissen über den Ausbauumfang, die Kapazität und insbesondere den Zeitplan entscheiden.

Die Möglichkeit, einen Teil des 5G-Spektrums im 3,5-GHz-Band hierfür zur Verfügung zu stellen, wird derzeit diskutiert. Damit könnte die deutsche Industrie einen erheblichen Vorteil
bei der Integration und der Nutzung des 5G-Potenzials erlangen.

Allerdings muss auch hier wieder dafür Sorge getragen werden, dass nicht nur die großen Unternehmen profitieren, die über eigene IT-Abteilungen verfügen und somit auch Aufbau oder zumindest Management eines 5G-Netzes leisten können. Es muss einerseits sicher-gestellt werden, dass auch alternative Lösungen für private Netze, zum Beispiel virtuelle private „Anteile“ an den öffentlichen Netzen – über Netzwerk Slices implementiert – weiter-entwickelt werden, da kleinere Unternehmen wohl nur diese Option nutzen können. Es sollte andererseits aber auch ermöglicht werden, dass sich Nutzergruppen, die an privaten 5G-Netzen interessiert sind, zusammenschließen können, um den Aufwand für den Aufbau und Betrieb privater 5G-Netze sinnvoll zu verteilen.

So wichtig 5G für eine erfolgreiche Digitalisierung in der Industrie werden kann, so notwendig ist es, dass dabei die spezifischen Belange des Mittelstands berücksichtigt werden. 5G-Evaluierungs- und Testcenter, ein mittelstandsfreundlicher Rahmen für private Netze und eine auch für Nichtexperten verständliche, transparente Darstellung der Möglichkeiten und Produkte im Bereich Network Slices sind dafür von grundlegender Bedeutung.

Dieser Artikel erschien im Einblick Politikbrief, Ausgabe 01/2018: Download Politikbrief 01/2018