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Woaaaaar! Beschleunigung auf 5G!

Internet fast überall und schnelle, kabellose Übertragung von Daten in ganz neuen Größenordnungen: Der Mobilfunkstandard 5G macht’s möglich – und schafft damit eine vollkommen neue Dimension der mobilen Datenübertragung. So trägt er sogar zu mehr Klimaschutz und Nachhaltigkeit bei.

Wo 5G schon vorkommt

Rund um das diesjährige Oktoberfest in München wurde im Vorfeld technisch hochgerüstet. Alle großen Mobilfunkanbieter waren vor Ort und installierten rund um „die Wiesn“ ein Hochleistungsfunknetz mit dem 5G-Standard. Denn im Vergleich zu 2019 haben sie mit einer Verdreifachung des Datenvolumens auf 250 Terabyte gerechnet. Mit einer Besonderheit: In der alltäglichen Netznutzung werden rund neunmal mehr Daten aus dem Internet herunter- als hochgeladen. Beim Oktoberfest dagegen ist der Upload doppelt so hoch wie der Download. Das liegt am Livestreaming und den vielen hochauflösenden Selfies und Videos, die Besucher der Theresienwiese in sozialen Netzwerken und Messengern mit anderen Menschen teilen wollen.

Was 5G auszeichnet

Derzeit liegt in den deutschen Mobilfunknetzen überwiegend noch die Datenübertragung im Bereich 4G (LTE) vorn. Das Sendungsbedürfnis der Wiesn-Gäste lässt sich nach Meinung der Veranstalter jedoch nur mit dem neuen Mobilfunkstandard 5G befriedigen. Denn der kann viel schneller viel mehr Daten übertragen als die bisherige Technik. 5G ist seit Juli 2019 bereits in einigen deutschen Städten verfügbar. Die Abkürzung 5G steht für die fünfte Generation des Mobilfunks. Diese zeichnet sich durch eine extrem hohe Datenrate von bis zu zehn Gigabit pro Sekunde sowie eine sehr geringe Verzögerungszeit bis zum Verbindungsaufbau aus. Damit wird nahezu eine Echtzeit-Übertragung möglich.

Immer mehr internetfähige Geräte sollen miteinander mobil kommunizieren. Das „Internet der Dinge“ – Internet of Things (IoT) – kommt immer mehr im Alltag an. Und damit ist nicht nur der oft zitierte Kühlschrank gemeint, der Lebensmittel selbst über das Internet nachbestellt. Vielmehr gibt es zunehmend vernetzte Mobilitätsangebote, smarte Messtechnik und digitale Steuerungstechnik. Dafür müssen viele Daten möglichst in Echtzeit übertragen werden. Wer möchte schon im autonom fahrenden Auto einen Abbruch der Verbindung zum steuernden Server erleben?

Die Sendung des Südwestrundfunks (SWR) „Odysso “ erklärt anschaulich den Zusammenhang von 5G und dem Internet der Dinge:

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Jeder sein eigener Mobilfunkanbieter

Neu an 5G ist, dass damit im Prinzip jedes Unternehmen Mobilfunkanbieter werden kann. Zumindest in den eigenen vier Wänden. Das nennt sich dann „Campusnetz“. So ein privates Mobilfunknetz wird unabhängig von öffentlichen Netzen zum Beispiel auf dem eigenen Firmengelände betrieben. In der Industrie, in der Medizin und Forschung kann auf diese Weise eine eigene, autarke Infrastruktur geschaffen werden, in der Maschinen, Sensoren und digitale Steuerungseinheiten auf die Sekunde genau miteinander kommunizieren. In einer im August 2022 veröffentlichten Umfrage des Branchenverbands Bitkom gaben 85 Prozent der befragten Industrieunternehmen an, dass 5G für sie relevant sei, 29 Prozent setzen es bereits ein.

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Campus-Netze

Als Campus-Netze werden exklusive Mobilfunknetze für bestimmte Orte, einzelne Gebäude, Universitäten, Unternehmen bezeichnet. Sie können dauerhaft, oder, wie im Falle des Münchner Oktoberfestes, auch temporär errichtet werden. Die Netze sind ganz speziell auf die Bedürfnisse derjenigen zugeschnitten, die sie nutzen sollen. Auch für die öffentliche Verwaltung kann 5G interessant und relevant sein, denn hier werden zunehmend immer mehr leistungsstarke Netze benötigt, die schnell viele Daten übertragen.

Klimafreundlich dank 5G

Siemens betreibt am eigenen Standort in Wien ein solches Campusnetz: Dabei handelt es sich um ein lokales Energienetz, ein so genanntes Campus Microgrid – mit angeschlossenem 5G-Netz. Dieses Microgrid ist ein System, das den Strom- und Wärmebedarf am Unternehmensareal in Wien Floridsdorf optimieren soll. Es besteht aus Photovoltaik-Anlagen, E-Ladeinfrastruktur, Stromspeicher und Steuerungseinheiten. Das Ziel ist eine möglichst vollständige Selbstversorgung mit erneuerbarer Energie. Und zwar überall dort, wo sie gerade benötigt wird. Das ist nicht immer so einfach. Schließlich scheint die Sonne nicht durchgängig und vor allem nicht unbedingt dann ausreichend, wenn besonders viel Strom gebraucht wird.

Das Microgrid steuert intelligent Stromerzeugung und -speicherung je nach Kapazität und Bedarf. Und hier kommt 5G ins Spiel. Daten, die früher kabelgebunden übertragen werden mussten, flitzen nun durch die Luft –beispielsweise von einer Ladestation für E-Autos zum Microgrid-Controller. Und das in Echtzeit, sehr stabil, und vor allem: Es sind viele Daten. Auf diese Weise können Unternehmen auch mithilfe 5G-Technik sehr schnell ein klimaneutrales Energiemanagement realisieren.

Illustration: Weltkugel und Sendemast
5G-Sendemasten senden schnelle Signale um die Welt (Illustration: iStock)
Das Landnetz im Anhänger

Interessant ist 5G auch für die Landwirtschaft. Hier sind Campusnetze gewissermaßen zu Hause, heißt doch das lateinische Wort „campus“ auf Deutsch „Feld, Ackerland“. Und Agrarflächen werden mit 5G zu Netzwerken eng miteinander kommunizierender Sensoren, Arbeitsmaschinen, und Computer. Das erprobt derzeit eine Modellregion in Sachsen bei „Landnetz“, einem von deutschlandweit 14 digitalen Experimentierfeldern, gefördert vom Bundeslandwirtschaftsministerium, umgesetzt von verschiedenen Forschungseinrichtungen.

Das 5G-Campusnetz bringen die Projektpartner hier mittels mobiler Trailer aufs Feld. Bereits 2021 demonstrierten sie die Kommunikation zwischen einer Drohne und einem Traktor zum zielgenauen Einsatz von Dünger und Pflanzenschutzmitteln. Und echtes Science-Fiction-Feeling kam auf bei der ersten öffentlichen Präsentation einer autonom selbstfahrenden und einer automatisierten traktorgezogenen Einheit zur Bodenbearbeitung. Kein Wunder, dass die „Bauernzeitung“ gleich prognostizierte, dass bis 2045 über 80 Prozent der neu eingesetzten Landtechnik autonom agierende Maschinen sein werden.

Im Video zeigen Beteiligte von „Landnetz“ welche Maschinen sie im Campusnetz verknüpfen:

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Ökologisch dank Acker-Netz

Die Vorteile von 5G für die Landwirtschaft demonstriert auch ein Projekt des Landkreises Böblingen in Zusammenarbeit mit der Universität Hohenheim, der Hochschule Reutlingen und der Robert Bosch GmbH. Der Schwerpunkt des Projekts mit dem Namen „Precision Farming and Smart Fertilisation“ liegt auf dem Pflanzenanbau mit intelligenten Düngetechniken.

Statt auf Intuition und individuellen Erfahrungswerten von Landwirten sollen Entscheidungen für Erntezeitpunkte oder Fruchtfolgen auf Datenauswertungen beruhen. Via 5G werden dafür unterschiedliche Datenquellen verbunden, um den Landwirten in Echtzeit erfolgskritische Umwelt- und Bodendaten zu liefern. Sensoren bestimmen Bodeneigenschaften, Ertragsfähigkeiten und Pflanzenzustände innerhalb eines konkreten Flurstücks, und das Ganze wird mit GPS-Daten verknüpft. Das Ergebnis: Passgenau eingesetzte Ressourcen und ein umweltfreundlicheres Düngen der Böden. 5G hat das Potenzial, uns noch einige solcher Innovationssprünge zu bescheren.

(Text: Fabian Baumheuer)

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