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Interview mit Jürgen Kern, NetModule

»5G Standalone erfordert vorerst Campusnetze«

25. März 2021, 22:01 Uhr   |  Andreas Knoll


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

5G, Wi-Fi 6, LPWAN oder was?

High-End-Router NB3850 von NetModule
© NetModule

Auf 5G vorbereitet ist der High-End-Router NB3850 von NetModule. Er ist von der bekannten Router-Serie NB3800 abgeleitet.

Außer 5G gibt es neuerdings die WLAN-Spezifikation Wi-Fi 6 und - ebenfalls relativ neu - die diversen LPWAN-Standards. In welchen Anwendungen innerhalb und außerhalb der Industrie sehen Sie eher andere Drahtlos-Kommunikationsstandards als 5G?

Das hängt stark davon ab, wie lokal die Anwendung ist. Ich gehe mal von einem Busdepot aus: Wenn ein Bus ins Depot fährt, können aufgezeichnete Betriebsdaten transferiert werden. Weil dies ein typischer Nahbereich ist, hat dort eine Übertragung über eine nicht-WAN-gebundene Übertragungstechnik eher Sinn, denn bei Nutzung des öffentlichen Mobilfunknetzes entstehen Kosten für die Übertragung. Wenn Sie diese Kosten sparen wollen, dann können Sie dies auch mit Wi-Fi oder, wenn nicht allzu hohe Datenraten erforderlich sind, mit einem der LPWAN-Standards abdecken. Generell sind die Funktechniken für den Nahbereich überall dort sinnvoll, wo eine direkte Anbindung über größere Strecken, also über ein WAN, nicht notwendig ist.

Eine sehr interessante Anwendung ist auch Passagier-WLAN in Zügen. Bei einem kostenlosen Angebot, wie etwa bei der Deutschen Bahn oder in anderen europäischen Ländern, werden dort nicht alle Fahrgäste ihren Mobilfunkvertrag nutzen. Es ist dann sinnvoll, die lokale Übertragung, also die Übertragung vom Fahrgastraum zu einem eventuell 5G-fähigen Router, entsprechend auszubauen, denn sonst entstehen im einen oder anderen Fall vielleicht noch Engpässe.


Um auf die Industrie zurückzukommen: Kann 5G in bestimmten industriellen Anwendungen an die Stelle drahtgebundener Kommunikationsstandards treten? In welchen Anwendungen wäre das der Fall?

Das kommt darauf an. Anwendungen mit Übertragungsraten bis 500 Mbit/s lassen sich, sofern keine weiteren Anforderungen bestehen, sicherlich gut mit 5G abdecken. Bei typischen Echtzeitverarbeitungen wie etwa sehr zeitkritischen Synchronisationsanwendungen wird man aber wohl bei drahtgebundenen Verbindungen bleiben. Hier bietet sich der neue Industrial-Ethernet-Standard Time-Sensitive Networking (TSN) an, einschließlich dem Precision Time Protocol nach IEEE 1588, das es ermöglicht, mittels Timestamps verschiedene Prozesse miteinander zu synchronisieren. Bei 5G beträgt die Latenzzeit zumindest theoretisch bis zu 1 ms. Drahtgebundene TSN-Netze aber können noch deutlich schneller sein, etwa um den Faktor 10. Und je nach Anwendung, vor allem bei sehr engen Taktzyklen, empfiehlt es sich, ein TSN-Netz zu erstellen, also drahtgebunden zu bleiben.

Ein weiterer Aspekt: Drahtgebundene Übertragung, vor allem über Glasfaser, ist wesentlich unempfindlicher gegenüber Störungen und Interferenzen als drahtlose. Insofern sehe ich nicht, dass die drahtlose Kommunikation (über 5G) die drahtgebundene vollständig ersetzen kann. Aber es wird auf jeden Fall Bereiche geben, wo 5G an die Stelle drahtgebundener Übertragungen treten wird.


Für produzierende Unternehmen gibt es die Möglichkeit, sich entweder in öffentliche 5G-Netze einzuklinken oder 5G-Campusnetze aufzubauen. Unter welchen Bedingungen ist es für Unternehmen sinnvoll, 5G-Campusnetze aufzubauen?

Das hängt mit der Verfügbarkeit von 5G zusammen. In der Fachwelt wird viel über 5G gesprochen, und es ist ja fast schon ein Hype, dass jeder 5G kann. Wer das aber mal genauer betrachtet, muss feststellen, dass 5G nicht gleich 5G ist. Es gibt den 5G-Non-Standalone-Betrieb (NSA) - das ist momentan noch der Normalfall - und den 5G-Standalone-Betrieb. Der Unterschied zwischen beiden ist, dass 5G NSA letztlich auf dem Core-Netz von LTE beruht, wenn auch mit ein paar Erweiterungen, während 5G Standalone ein komplett neues Core-Netz benötigt. Und nur 5G Standalone stellt die erweiterten Services von 5G uneingeschränkt zur Verfügung - neben der hohen Bandbreite und Übertragungsrate sind das vor allem die Echtzeitfähigkeit und die geringe Latenzzeit, auch wenn sie nicht vergleichbar ist mit TSN. Ein weiterer Aspekt im Service von 5G Standalone wird die erhöhte Sicherheit sein - durch End-to-End-Verschlüsselung und durch Registrierung oder Identifizierung der entsprechenden Teilnehmer. Wichtig ist natürlich auch die Netzzuverlässigkeit, und über allem steht das sogenannte 5G Network Slicing.

All diese Vorteile lassen sich nur mit einem 5G-Standalone-Netzwerk nutzen. Allerdings ist das öffentliche Netz zumindest in Europa momentan hauptsächlich noch NSA. Standalone-Infrastrukturen sind zwar im Aufbau, aber die Geschwindigkeit dessen - zumindest das, was wir sehen - ist derzeit überschaubar. Natürlich bieten die Mobilfunk-Provider 5G an; für den Consumer-Bereich reicht NSA aus, aber wenn Industrieunternehmen die zusätzlichen Vorteile von 5G Standalone nutzen wollen, dann tun sie gut daran, sich ein Campusnetz aufzubauen. Dann sind sie nicht mehr abhängig von den öffentlichen Netzen auf NSA-Basis, sondern können – und das ist in ihrem eigenen Umfeld einfacher zu realisieren - ein 5G-Netz mit Standalone aufbauen.

Unternehmen, die die spezifischen Merkmale und Vorteile von 5G nutzen wollen, werden also nicht umhinkommen, sich ein Campusnetz aufzubauen, solange die öffentlichen Netze nicht Standalone-fähig sind.


Lässt sich schon abschätzen, wann die öffentlichen 5G-Netze Standalone-fähig sein werden?

In den entsprechenden Foren oder Gremien wird dies heiß diskutiert. Die große Erwartung war, Ende 2020 ein 5G-Netz zu haben, was ja auch zu einem großen Teil realisiert worden ist – aber eben nicht Standalone, sondern NSA. Eigentlich müsste man diese Frage den Mobilfunkbetreibern stellen, denn sie sind es ja, die die Infrastruktur ausbauen müssen. Und es gibt diesbezüglich Signale – es existiert ein Interessensverband der Mobilfunk-Provider, in dem verschiedene Optionen und Verfahren diskutiert werden, aber das ist alles noch nicht endgültig. Ich gehe davon aus, dass wir mindestens zwei, wenn nicht sogar drei Jahre warten müssen, bis voll funktionsfähige 5G-Standalone-Netze aufgebaut sind. Bis dahin wird man mit dem jetzigen 5G NSA die Leistungsvorteile gegenüber 4G nutzen können, was auch getan wird – und vielleicht ist es gar nicht so schlecht, dass man erstmal Erfahrungen sammeln kann. 5G Standalone ist ja tatsächlich ein völlig neues Netzwerk, das mit 4G oder gar 3G nichts mehr zu tun hat. Es stellt neue Anforderungen, die sich Produkthersteller wie wir nach und nach erarbeiten müssen.

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2. 5G, Wi-Fi 6, LPWAN oder was?
3. Die 5G-Strategie von NetModule

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