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Immersive Interaktionsdienste auf dem Vormarsch 5G: Steigende Anforderungen an Uplink-Geschwindigkeiten

Autor / Redakteur: Bernhard Lück / Dipl.-Ing. (FH) Andreas Donner

Huawei hat eigenen Angaben zufolge über 1000 5G-Verträge in mehr als 20 Industriebranchen abgeschlossen und erwartet im Jahr 2021 einen deutlichen Zuwachs. Mit der steigenden Nutzung, so das Unternehmen, müssen sich auch die Fähigkeiten von 5G fortlaufend weiterentwickeln und verbessern.

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Die 5G-Branche wächst rasant und stellt die Technologie vor neue Herausforderungen.
Die 5G-Branche wächst rasant und stellt die Technologie vor neue Herausforderungen.
(Bild: © – Yucel Yilmaz – stock.adobe.com)

Nach Ansicht von Huawei entwickelt sich die 5G-Branche derzeit schneller als erwartet. Enhanced-Mobile-Broadband-Dienste (eMBB) sorgten für einen erheblichen Anstieg der Datennachfrage und mit der Einführung der reduzierten Kapazität (REDCAP) würden massive Machine-Type-Communications-Dienste (mMTC) auf mehr Endgeräten verfügbar sein, um die vielfältigen IoT-Anforderungen zu erfüllen. Für URLLC-Dienste (Ultra Reliable Low-Latency Communication) seien Netzwerke erforderlich, die die Übertragungslatenz reduzieren und Verbindungsdienste mit Latenzgarantie bereitstellen, um die hochwertigen Verbindungsanforderungen der Fernsteuerung und speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) zu erfüllen.

Auch immersive Interaktionsdienste wie Augmented und Virtual Reality (AR/VR), so Huawei, würden sich rasant entwickeln und neue Möglichkeiten im Bereich Extended Reality (XR) eröffnen. Um dies umzusetzen, müssten 5G-Netzwerke ihre Durchschnittsgeschwindigkeit von 120 MBit/s auf 2 GBit/s erhöhen, da sich die High Definition von 4K auf 16K verbessern würde. Auch die Übertragungslatenz müsse von derzeit 20 Millisekunden auf 5 Millisekunden reduziert werden, um Echtzeitinteraktion in der virtuellen Welt zu gewährleisten.

Anstieg des Uplink-Verkehrs über 5G-Netzwerke

Hochauflösende Bilder und Videos verschiedener AR/XR-Dienste für Verbraucher, die von lokalen Geräten zur weiteren Darstellung in die Cloud gesendet werden, würden die Anforderungen an Uplink-Geschwindigkeiten ebenfalls steigen lassen, so Huawei. Fernsteuerung und maschinelles Sehen in industriellen Anwendungen erforderten die Echtzeitübertragung von 4K- und 8K-Videos. Dies steigere den Anteil des Uplink-Verkehrs über 5G-Netzwerke auf über 40 Prozent. Um eine derart große Menge an Uplink-Verkehr zu bewältigen, müssten die 5G-Uplink-Fähigkeiten um mindestens das Zehnfache verbessert werden.

5G müsse darüber hinaus Sensorfunktionen bereitstellen, um Fernsteuerung, Fahrzeug-Straßen-Synergie, unbemannten Transport und intelligente Logistik zu ermöglichen. Durch die Einführung der zellularen Massive-MIMO-Strahlabtastung in Sensortechnologien könnten beispielsweise sowohl Sensorik als auch Kommunikation und sogar hochpräzise Positionierungsdienste in Innenräumen durch drahtlose Technologien implementiert werden.

5.5G und deterministische Netzwerke als Digitalisierungsmotor

Der Einsatz von 5.5G könnte laut Huawei zur Erforschung neuer Anwendungen im Industriebereich beitragen, z.B. durch den Einsatz von Uplink Centric Broadband Communication (UCBC), Real-Time Broadband Communication (RTBC) und Harmonized Communication and Sensing (HCS). Werde 5G schneller integriert, eröffne dies einen neuen Marktraum im Wert von mehr als zehn Bio. US-Dollar.

Deterministische Netzwerke seien ein weiterer Baustein der fortschreitenden Digitalisierung. In einem Whitepaper habe Huawei gemeinsam mit Partnern eine 5GDN-Architektur (5G Deterministic Networking) vorgestellt, die die Einhaltung von End-to-End-Service-Level-Agreements (E2E-SLAs) garantieren könne. Die skalierte kommerzielle Nutzung von deterministischen Netzwerken ermögliche es, vorhersehbare, planbare, überprüfbare und deterministische mobile private Netzwerke aufzubauen.

Deterministische Netzwerke seien Huawei zufolge weithin anerkannt und würden zur technischen Grundlage und treibenden Kraft für die Aufrüstung und Entwicklung von Branchen wie dem industriellen Internet, dem Energie-IoT und dem Internet of Vehicles (IoV). Allerdings werde es mit der weiteren Entwicklung von 5G schwieriger, ein deterministisches Erlebnis zu gewährleisten, da neue Anforderungen an die deterministische Netzwerkarchitektur und die Unterstützung der Schlüsseltechnologie gestellt würden.

Für die 5GDN-Architektur stünden mehrere deterministische Netzwerksicherungstechnologien und -funktionen zur Verfügung, z.B. Network Slicing, Multi-Access Edge Computing (MEC), 5G Network Service Awareness und Collaboration, Sicherstellung von 5G Cross-Domain Collaborative Scheduling, präzise Leistungsmessung in Echtzeit sowie Interconnection und Integration zwischen 5G- und Industrienetzwerken. Es sei empfehlenswert, diese Technologien und Fähigkeiten auf Basis der 3GPP-Standards zu optimieren und zu erweitern, um eine 5GDN-Architektur aufzubauen und die deterministischen Netzwerkfähigkeiten zu verbessern.

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