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Mobilfunk 5G als Problemlöser

Hamburger Hafen testet 5G in der Logistik

Köhlbrandbrücke am Hamburger Hafen Foto: Hamburg Port Authority/Andreas Schmidt-Wiethoff

Der Mobilfunkstandard 5G steht am Anfang. Projekte wie im Hamburger Hafen lassen hoffen. Zunächst werden 4G-Funklöcher gestopft.

Noch sind keine Endgeräte mit dem neuen, nächsten Mobilfunkstandard 5G auf dem Markt und die Infrastruktur steht ebenfalls noch nicht. Es sind vielmehr Testversionen, die weltweit in vielen Projekten eingesetzt werden. Und die Deutsche Telekom gibt an, bereits 40.000 Kilometer Glasfaserkabel verlegt zu haben, die unabdingbar für den neuesten Mobilfunkstandard sind.

Telekom-Mitarbeiter installiert 5G-Antenne auf dem Fernsehturm Hamburg Foto: Deutsche Telekom
Die Deutsche Telekom hat für den Test eine 5G-Antenne auf dem Hamburger Fernsehturm installiert.

Eines der jüngeren Beispiele für einen Test des 5G-Mobilfunkstandards betrifft bereits direkt die Transport- und Logistikbranche. Im Hamburger Hafen haben die Deutsche Telekom, Nokia und die Hamburg Port Authority (HPA) im Februar ein Testfeld in Betrieb genommen. Es erstreckt sich nach Angaben der Telekom über rund 8.000 Hektar des Hafengebietes. Zentrale Grundlage für den Test der Anwendungen ist eine Antenne, die auf mehr als 150 Meter Höhe auf dem Hamburger Fernsehturm installiert wurde. Im Moment sind die Akteure noch dabei, die Signalstärke in den verschiedenen Bereichen des Hafens auszuwerten. Hier sollen 5G-Anwendungen im industriellen Umfeld getestet werden. So werden Ampelanlagen auf dem Hafengebiet über Mobilfunk gesteuert sowie Umweltmessdaten in Echtzeit erhoben und verarbeitet. Zudem sollen Virtual Reality-Anwendungen helfen, Bauwerke im Hafen effizienter und unter realen Umweltbedingungen zu planen. „Wenn die laufenden Messungen abgeschlossen und alle Anlagen mit der notwendigen Technik ausgestattet sind, werden wir mit der funkbasierten Ampelsteuerung über 5G im Hafengebiet beginnen können“, sagt Kai Gerullis, Pressereferent bei HPA. Ab Anfang Oktober könnte es so weit sein, dass alle Bereiche ausgemessen und erste Anlagen mit der notwendigen Technik ausgestattet sind. Das gilt auch für Schiffe, die entsprechende Sensoren erhalten sollen.

Standardisierung durch 3GPP bringt frischen Schwung

Frischen Schwung hatte 5G Ende vergangenen Jahres erhalten, als das Standardisierungsorgan 3GPP die erste Definition der 5G-Systemarchitektur in Release 15 veröffentlichte. Eines der wichtigen Schlüsselelemente hierbei ist das sogenannte Network Slicing. Es erlaubt, einzelne Netzwerk-Schichten für unterschiedliche Funktionen und mobile Endgeräte gleichzeitig bereitzustellen. Möglich wird das nur durch die geringe Reaktionszeit von 5G von maximal einer Millisekunde bei sicherheitskritischen Anwendungen. Der Test im Hamburger Hafen ist Bestandteil einer Reihe von Projekten, um den Umgang mit dem Network Slicing in der Realität zu testen. Er gehört zum Forschungsprojekt 5G Monarch, das zum Ziel hat, Konzepte zur Mobilfunkarchitektur in die Praxis umzusetzen. Vorrangig sollen dabei Erfahrungen aus dem Einsatz von Network Slicing in realen Testumgebungen gewonnen werden, um die zugrundeliegenden Konzepte zu überprüfen und zu verbessern. Während im Testfeld in Hamburg vor allem die Integration von 5G in die Verkehrs- und Infrastruktursteuerung und -überwachung getestet wird, stehen im zweiten Testfeld des Projektes in Turin Anwendungen aus dem Multimedia-Bereich im Mittelpunkt.

Die Projektteilnehmer sind vom Versuch im Hamburger Hafen überzeugt. „Dieses Testfeld ist ein ganz entscheidender Entwicklungsschritt auf dem Weg zu 5G“, sagte Claudia Nemat, Vorstand Technologie und Innovation bei der Deutschen Telekom beim Startschuss im Februar. „Wir brauchen praktische Erfahrungen, die können wir jetzt im Hamburger Hafen sammeln. Ziel ist es, zu verstehen, wie wir unser Netz – je nach Kundenanforderung – bestmöglich anpassen können. Gerade die Industrie und auch die Logistikbranche werden von 5G als starkem Hebel für eine Vielzahl von Anwendungen profitieren.“ Und auch Peter Merz, Leiter der End-to-End Mobile Network Solutions von Nokia Bell Labs, sagt: „Der 5G-Feldversuch im Hamburger Hafen stößt die Tür zu einer neuen Welt von Business-Anwendungen auf, die das Potenzial für Veränderungen in vielen Bereichen haben. Es geht darum, industrielle Prozesse erheblich schneller und flexibler zu machen. All dies wird in Hamburg zum ersten Mal unter realen Bedingungen erprobt, daher kann die Bedeutung des Projektes nicht hoch genug eingeschätzt werden.“

Deutschland beziehungsweise Europa hinken hinterher

Deutschland und Europa sind nach Einschätzung des Elektrokonzerns Ericsson bereits spät dran. Das Unternehmen geht davon aus, dass es im kommenden Jahr rund drei Millionen 5G-Mobilfunkanschlüsse geben wird. Dabei spielt Europa jedoch noch keine große Rolle. Die Anschlüsse verteilen sich zu zwei Millionen auf Asien und zu einer Million auf Nordamerika. Auch im Jahr 2020, wenn es bis zu 31 Millionen Anschlüsse geben soll, steht Europa noch am Anfang. Erst im darauf folgenden Jahr soll es dann auch hier richtig losgehen. Bis dahin wird es vorerst hauptsächlich 5G-Anschlüsse in Testumgebungen wie in Hamburg geben. Im Interview mit dem Internetportal Mobile World live betonte Monika Bylehn, 5G Marketingdirektorin bei Ericsson, jedoch, dass Unternehmen unbedingt heute beginnen müssten, Internet-of-things-Anwendungen im neuen Umfeld zu starten.

5G-Auktion in Deutschland ist 2019

Dabei steht in Deutschland noch nicht einmal fest, wer die notwendigen 5G-Frequenzen ersteigern wird. Die Auktion soll zu Beginn des kommenden Jahres über die Bühne gehen. Ein erster Entwurf der Entscheidung zu den Vergabebedingungen und Auktionsregeln will die Bundesnetzagentur im September veröffentlichen. Zu den heißen Favoriten für die Frequenzen des 5G-Netzes gehören die Deutsche Telekom, Vodafone und Telefónica. Die drei Telekommunikationsanbieter beherrschen bereits auch schon die Frequenzen der älteren Mobilfunkstandards. Beim Mobilfunkgipfel im Juli in Berlin mit Vertretern der drei Konzerne sowie Bundesverkehrs- und Infrastrukturminister Andreas Scheuer, hatte der Bund zugesichert, den Konzernen bei der Versteigerung der Frequenzen für 5G entgegenzukommen, indem die Frequenzen erst nach Zuteilung bezahlt werden sollen. Dafür wollen die Telekommunikationsanbieter bis 2021 rund 1.000 neue 4G-Standorte aufbauen und 10.000 Standorte aufrüsten, um die Netzabdeckung weiter zu verbessern. Damit zeigt sich aber auch, dass bereits beim 4G- oder LTE-Netz noch viele Lücken bestehen. Um Dinge wie das hoch automatisierte Fahren teilweise auch über einen Mobilfunkstandard wie 5G abzuwickeln, bedarf es jedoch einer umfassenden Netzabdeckung.

Etwas optimistischer ist da die Erwartungshaltung des Anbieters für Mobilfunktechnologie Ericsson. Für das Jahr 2019 prognostiziert der aktuelle Ericsson Mobility Report zwar gerade einmal vier Millionen 5G-Mobilfunkanschlüsse – und das weltweit. Dafür soll es danach sehr schnell gehen. Die Schweden gehen davon aus, dass es bereits 2023 global rund eine Milliarde 5G-Mobilfunkanschlüsse sind – 118 Millionen davon in Westeuropa.

Das soll 5G können

Die Internationale Fernmeldeunion fordert folgende Leistungen für 5G, die das Standardisierungsorgan 3GPP umsetzen soll:

  • Peak-Downlink-Rate: 20 Gbit/s
  • Peak-Uplink-Rate: 10 Gbit/s
  • Mindest-Datenrate für den Endnutzer im Downlink: 100 Mbit/s
  • Mindest-Datenrate für den Endnutzer im Uplink: 50 Mbit/s
  • Verzögerungszeit für Enhanced Mobile Broadband: nicht mehr als vier Millisekunden
  • Verzögerungszeit für sicherheitskritische Anwendungen: nicht mehr als eine Millisekunde
  • Verbindungsdichte: bis zu eine Millionen Endgeräte pro Quadratkilometer
  • Senkung des Energieverbrauches auf 1/10 der heutigen Systeme
  • Steigerung der relativen Bewegungsgeschwindigkeit auf 500 km/h

Quelle: KPMG in Deutschland, 2018

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