Möglichkeiten des nächsten Mobilfunkstandards

5G im Einzelhandel: Die Zukunft naht

| Autor / Redakteur: Sascha Kremer / Andreas Donner

Roboter, die beim Einkauf helfen, könnten uns dank 5G schon bald über den Weg laufen.
Roboter, die beim Einkauf helfen, könnten uns dank 5G schon bald über den Weg laufen. (Bild: © – sdecoret – stock.adobe.com)

Die Welt spricht über 5G: superschnell, bandbreitenstark und extrem geringe Latenzen. Im Einzelhandel soll 5G Umsätze steigern und Kunden binden. Aber man muss schon genau hinschauen, um die Bedeutung des nächsten Mobilfunkstandards für den Einzelhandel verstehen und einordnen zu können.

Auf die Versorgung mit kabelgebundenem Internet müssen Verbraucher in Deutschland mitunter ziemlich lange warten, erst recht, wenn eine neugebaute Immobilie bezogen wird. Einzelhändler bleiben von diesen Fallstricken nicht verschont. Hier brachte LTE eine große Vereinfachung, nämlich eine breitbandige Überbrückungsmöglichkeit. Mit den drahtlosen 4G/LTE-Funktionen können Geschäfte ein temporäres drahtloses Netzwerk einrichten, bis die kabelgebundene Infrastruktur installiert ist.

Ausfallsicheres Internet ab Tag 1 mit LTE

4G-Netzwerke haben es Einzelhändlern bedeutend erleichtert, Kioske und Automaten ohne Anwesenheit eines Mitarbeiters einzurichten. Auch mobile Läden und Pop-up-Stores sind heute problemlos mit mobilen On-Demand-Netzwerken auszurüsten. Und Digital Signage, mobile Anzeigetafeln, die Produkte bewerben oder Informationen liefern, sind geradezu omnipäsent. Händler können mithilfe breitbandiger Mobilfunktechnologie Produkte schnell, einfach und kostengünstig sprichwörtlich auf die Straße bringen und Verbraucher praktisch überall treffen.

Und viele Händler nutzen bereits die Vorzüge des Internet of Things. Sensoren gehören beispielsweise dazu. Diese kleinen Geräte kommen ohne viel Intelligenz aus. Sie wurden für eine einzige Aufgabe konstruiert, etwa das Messen der Temperatur in einem Kühlschrank oder das Messen des Füllstands in einem Regal. Sollte die Temperatur im Kühlschrank abfallen oder der Warenbestand zur Neige gehen, sendet der Sensor über Mobilfunknetze einen Warnhinweis an ein Rechenzentrum. Der Einzelhändler greift mit einer Software, einer App oder eine Webschnittstelle auf diese Daten zu und kann entsprechend reagieren.

Zudem nutzt der Handel auch 4G-Mobilfunk als LTE-basierte Failover-Lösungen. Dabei stellt ein Router ein Backupnetzwerk zur Verfügung, in das gewechselt wird, wenn die primäre Netzwerkquelle ausfällt. LTE-Failover-Lösungen sind sehr einfach, sie funktionieren im Prinzip Plug-and-Play. Gleichzeitig müssen Anwender keine Abstriche bei der Sicherheit und Verfügbarkeit machen. Daher setzen vor allem kleine Einzelhändler und Filialorganisationen auf 4G-Failover-Lösungen.

Business-Katalysator 5G

Diese Beispiele illustrieren, warum – neben vielen anderen Bereichen, etwa im Industriebereich oder in der Verkehrsplanung – auch im Handel die nächste Mobilfunkgeneration 5G als eine Art Katalysator gesehen wird. Bis zu zehnmal schneller als 4G und Latenzen im einstelligen Millisekundenbereich werden mit 5G prognostiziert. Das ist allerdings etwas kurz gegriffen. Um die Bedeutung und Tragweite von 5G für den Handel zu verstehen, und auch, wohin die Reise letztendlich geht, muss man etwas genauer hinzuschauen.

Die bisher vorliegende, aber noch nicht endgültige Spezifikation für 5G sieht die Nutzung von drei Frequenzbereichen vor: den Bereich um 700 MHz, den Bereich zwischen 3,4 und 3,8 GHz und Frequenzbänder im Bereich bis Millimeter-Wave. Jeder dieser Bereiche bringt Vorteile mit sich, die sich wiederum auf die Nutzung des Frequenzbands, die Umsetzbarkeit und die Schnelligkeit der Umsetzung auswirken. Wichtig zu wissen ist, dass diese zusätzlichen Frequenzbereiche ein Add-on zu den bereits genutzten Bändern ist. 5G meint nicht die Abschaltung irgendwelcher Bänder, geschweige denn Technologien. 5G löst 4G nicht ab. Der Begriff „5G“ steht vielmehr für die Gesamtheit neuer Technologien, die den bisherigen Stand der Technik erweitern und beschleunigen.

5G ist vor allem eine Erweiterung und Ergänzung der 4G-Technologien, nicht aber deren Ablösung. Bis 2020 soll 5G ausgerollt sein.
5G ist vor allem eine Erweiterung und Ergänzung der 4G-Technologien, nicht aber deren Ablösung. Bis 2020 soll 5G ausgerollt sein. (Bild: Cradlepoint)

IoT schon bald Mainstream, auch im Handel

Der vergleichsweise langwellige 700-MHz-Bereich bringt einige gewichtige Vorteile, nämlich eine große Reichweite des Signals, die Fähigkeit der Funkwellen, besonders tief in Gebäude eindringen zu können, sowie damit verbunden eine hohe Verlässlichkeit des Signals und der geringe Energieverbrauch der Geräte, die auf diesem Frequenzband senden und empfangen. So können die Sendeanlagen mehrere Kilometer auseinander stehen, aber dennoch eine recht große Fläche vergleichsweise ausfallsicher bedienen. Eine Technologie namens „LTE-Narrowband-IoT“ (kurz: NB-IoT), die Frequenzbänder dynamisch in viele winzige Sende- und Empfangsschlitze zerlegen kann, ermöglicht es bereits heute, mit langwelligen Frequenzbändern 20.000 und mehr Endpunkte pro Zelle zu bedienen. Es bleibt abzuwarten, welchen Sprung 5G hier langfristig bringt. Experten gehen davon aus, dass bis zu einer Million „Connected Things“ pro Quadratkilometer miteinander kommunizieren werden.

Bei Massive IoT geht es darum, möglichst viele Endpunkte anzubinden. Bei Critical IoT spielen vor allem Latenz und Verfügbarkeit eine große Rolle.
Bei Massive IoT geht es darum, möglichst viele Endpunkte anzubinden. Bei Critical IoT spielen vor allem Latenz und Verfügbarkeit eine große Rolle. (Bild: Cradlepoint)

5G-Technologie im 700-MHz-Bereich kann relativ schnell und ortsunabhängig ausgerollt werden, weil bestehende Sendeanlagen nur aufgerüstet werden müssen. Aufgrund seiner Ausbreitungseigenschaften ist dieser Frequenzbereich vor allem für IoT-Anwendungen interessant, egal, ob dies „Massive-IoT“-Anwendungen sind, bei denen typischerweise sehr viele kleine Datenpakete gesendet werden, oder ob es „Critical-IoT“-Anwendungen sind, wo es um sehr hohe Verfügbarkeit und geringste Latenzen geht. 5G-Technologie im langwelligen Frequenzbereich würde es dem Handel ermöglichen, Sensorik quasi überall und per Plug-and-Play einzusetzen – Stichwort: Massive IoT. Im Bereich Critical IoT sind Verkehrsplanung und Industrial IoT zu nennen.

Kunden zahlen in Zukunft für QoS und nicht mehr für Daten

Den mittleren Frequenzbereich zwischen 3,4 und 3,8 GHz mit seinen großen Bandbreiten sehen Experten vor allem als Erweiterung zum bestehenden LTE-Mobilfunk in puncto Datendurchsatz, also um die rapide steigenden Datenmengen im Internet in Zukunft durchleiten zu können. Pferdefuß des Ganzen: Für die Umsetzung von 5G in diesem Frequenzbereich genügt es nicht, bestehende Sendeanlagen aufzurüsten. Es müssen zusätzlich neue Sendestationen gebaut werden, eine Mammutaufgabe angesichts umfangreicher gesetzlicher Auflagen. Hinzu kommt ein Hemmschuh, den es bereits im LTE-Ausbau gibt: Sendemasten müssen mit hohen Bandbreiten, z.B. per Glasfaser, angebunden sein, um die hohen Geschwindigkeiten leisten zu können.

Eine zeitnahe, flächendeckende Versorgung mit 5G in diesem Frequenzbereich ist also kaum zu erwarten, weil das für die Carrier finanziell zu aufwendig ist. Im urbanen Raum und punktuell sehe ich 5G im mittleren Frequenzsegment aber durchaus in greifbarer Nähe. Hier wird 5G mit Tarifangeboten aufwarten, bei denen der Punkt „Quality of Service“ eine große und das Feature „Datenmenge“ nur noch eine untergeordnete Rolle spielt. Konkret heißt das: Die Konnektivität, also die Daten, kommen quasi frei Haus. Der Nutzer zahlt für den Service, z.B. hohe garantierte Bandbreiten, wie es etwa für so genannte Fixed-Mobile-Anwendungen im Handel wie Failover-Lösungen oder bei der Internetversorgung von Pop-up-Stores notwendig ist. Mit LTE ist das bisher nur bedingt möglich.

Ultra-Highspeed mit 5G

Der Frequenzbereich jenseits der 6-GHz-Marke, das Milimeter-Wave, erlaubt extrem hohe Übertragungsgeschwindigkeiten im Gigabit-Bereich und sehr hohe Bandbreiten bei sehr geringen Latenzen. Eigenschaften, die für das taktile Internet, Virtual-Reality-Anwendungen und Streaming unabdingbar sind. Der Nachteil besteht in der sehr kurzen Wellenlänge und damit den schlechten Ausbreitungseigenschaften. Bereits Blätter oder Regen können diese Funkwellen abschirmen.

Für eine lückenlose Netzabdeckung braucht es eine engmaschige Verteilung von Sendestationen. Experten gehen davon aus, dass diese nicht mehr als 100 Meter voneinander entfernt sein dürfen. Damit ist die Ultra-Highspeed-Komponente von 5G in der Fläche kaum umsetzbar, wohl aber punktuell, etwa an Hotspots wie Universitäten, Sportstadien und anderen Veranstaltungsgebäuden, Bahnhöfen oder eben Einkaufszentren. Denkbar ist auch eine Unterstützung durch kabelgebundene Infrastrukturen, um die Vorteile von 5G über größere Distanzen nutzen zu können.

Hohe Datendurchsätze und Bandbreiten, wie es 5G im Milimeter-Wave bietet, sind die Voraussetzung für das sogenannte taktile Internet, das Internet in Echtzeit. Forscher an der TU Dresden implementieren z.B. Roboter, die mit menschlichen Bewegungen übers Internet ferngesteuert werden. Ärzte können mit diesen „Echtzeitanbindungen“ Roboter präzise steuern und Patienten aus der Ferne operieren. Im Handel werden Roboter in Zukunftsszenarien als elektronische Verkaufsassistenten gedacht. Aber auch für Augmented- und Virtual-Reality Anwendungen, etwa virtuelle Anproben direkt am Kunden oder Hologramme als Verkaufsberater, braucht es diese superschnellen Internetverbindungen.

An 5G führt im Einzelhandel kein Weg vorbei

Technologischer Fortschritt ist ohne 5G kaum noch möglich. Moderne Technologien stellen Anforderungen in puncto Bandbreite, Verfügbarkeit, Stabilität und Datendurchsatz, den die bisherigen Mobilfunknetze auf Basis der 4G-Technik nicht stemmen können. Überdies werden enorme Datenmengen produziert. Experten gehen davon aus, dass ab 2020 ein Datenvolumen im Zettabyte-Bereich durch die Datenleitungen dieser Welt kreist. Hinzu kommt die schiere Menge an Orten, Menschen und Dingen, die an das Internet angebunden werden müssen und die miteinander und untereinander kommunizieren. Gartner prognostiziert, dass bereits im Jahr 2020 mehr als 20 Mrd. „Connected Things“ im Einsatz sein werden.

Sascha Kremer.
Sascha Kremer. (Bild: Cradlepoint)

An 5G führt auch im Einzelhandel kein Weg vorbei. Vor allem und zuerst im Bereich Internet of Things wird 5G den Handel beeinflussen. Aber selbst futuristische Szenarien im Bereich Virtual und Augmented Reality erscheinen mit der vorangegangenen Analyse gar nicht mehr so weit in die Zukunft gedacht. Und neue technologische Möglichkeiten, die die Quality of Service in den Vordergrund rücken, machen die Anbindung von Filialen nur noch per Breitbandmobilfunk zu einer echten Alternative im Vergleich zu Glasfaser. Der Einzelhandel ist ein umkämpftes Feld und so werden Händler Technologien nutzen, die 5G voraussetzen. Denn sich von der Masse abzuheben, um Kunden zu binden, ist eine gute Möglichkeit, Umsatz und Loyalität gleichzeitig zu steigern. Einzig und allein: Die Umsetzung bleibt spannend.

Über den Autor

Sascha Kremer ist Director Carrier Development bei Cradlepoint Deutschland.

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