Abschied von LAN und WLAN? Warum sich private 5G-Netze durchsetzen werden

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Sobald der neue Mobilfunkstandard 5G etabliert ist, könnten LAN- und WLAN-Netze im betrieblichen Umfeld schon bald der Vergangenheit angehören. Zwar spricht aktuell noch vieles für WLAN-Technologien wie Wi-Fi 6, langfristig wird sich hier jedoch 5G durchsetzen.

Die 5G-Technologie wird neben Künstlicher Intelligenz und dem Internet der Dinge regelmäßig als einer der Top Trends für die kommenden Jahre genannt und verspricht, die uns bekannte Welt des mobilen Internets grundlegend zu verändern. 2021 soll die Netzinfrastruktur noch einmal bedeutend ausgebaut und flächendeckend verfügbar gemacht werden. Und dann? Alles wie bisher, nur etwas schneller?

Neben den öffentlichen 5G-Netzen, die zum Beispiel für Telefonie und das privat genutzte Internet verfügbar sein werden, ist vor allem der Einsatz von privaten 5G-Netzen im betrieblichen Umfeld spannend. Denn die Vernetzung von Maschinen, Sensoren und anderen Geräten wird bislang meist noch über schlecht skalierbare LAN- und WLAN-Technologien realisiert. Allerdings rüsten Unternehmen solche firmeninternen Netzwerke zunehmend auf die 5G-Technologie um – vor allem, weil sie von der Skalierbarkeit und den geringen Latenzzeiten profitieren wollen, die durch 5G gewährleistet werden. Da private 5G-Netze ein firmeneigenes Frequenzspektrum nutzen, werden zudem die Chancen auf Interferenzprobleme deutlich reduziert und die Zuverlässigkeit der Netzübertragung im Vergleich zu anderen Lösungen erhöht.

5G ermöglicht neue Anwendungen

Diese Vorteile werden auch zunehmend von Start-ups wahrgenommen, die immer häufiger an Lösungen auf Basis von 5G-Technologie arbeiten und denen wir in unserem 5G Tech Lab bei Wayra Deutschland, dem Innovationslabor der Telefónica, einen Raum schaffen, um zukunftsweisende 5G-Anwendungsfälle zu entwickeln, zu erproben und zur Marktreife zu bringen. So zum Beispiel auch das Start-up Unmanned Life, das mit einer Softwareplattform die nahtlose Orchestrierung autonomer Robotik, wie zum Beispiel Drohnen ermöglicht. Nur mithilfe der Versprechen von 5G-Technologie wie geringer Latenz, Zuverlässigkeit, Ausfallsicherheit und schneller Übertragung von hohen Datenmengen ist es möglich, eine hohe Anzahl sich großflächig bewegender Drohnen sicher zu steuern und orchestrieren.

Zwar werden auch die Vorteile von weiterentwickelten Wi-Fi-Standards diskutiert und Wi-Fi 6 zunehmend als Alternative zu 5G wahrgenommen. Auf lange Sicht wird sich der Mobilfunkstandard in den meisten Anwendungsbereichen aber aufgrund der folgenden Alleinstellungsmerkmale durchsetzen und die Kommunikation zwischen Maschinen revolutionieren.

Mit deutlich kürzeren Latenzzeiten von bis zu 1 ms schafft 5G die besten Voraussetzungen, um die Kommunikation zwischen Maschinen zu revolutionieren. Zum Beispiel, indem Speicherprogrammierbare Steuerungen (PLCs), welche Fertigungsunternehmen für die Steuerung und Automatisierung von Maschinen einsetzen, in der Cloud virtualisiert werden. Maschinen könnten somit zu einem Bruchteil der derzeitigen Kosten drahtlos und in Echtzeit gesteuert werden.

5G ermöglicht die Vernetzung von einer Million Geräte pro Quadratkilometer und bietet somit eine deutlich höhere Verbindungsdichte als LAN oder WLAN. Somit können Industriedaten in einem deutlich größeren Umfang gesammelt und genutzt werden, um zum Beispiel Fertigungsprozesse zu optimieren oder Transparenz über alle im Fertigungsprozess relevante Assets zu gewinnen. Besonders relevant wird diese Eigenschaft zum Beispiel in der Fertigungslogistik, wo Unternehmen verstärkt vor der Herausforderung stehen, Automated Guided Vehicles, Produktionsteile und Maschinen zu vernetzen, zu überwachen und deren Einsatz zu optimieren. Die Übertragung gleicher Datenmengen ist aufgrund der schlechten Skalierbarkeit mit LAN nicht abbildbar und auch wenn Wi-Fi 6 mittlerweile Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (OFDMA) nutzt, um die Gesamteffizienz des Netzwerks im Vergleich zu Wi-Fi 5 zu steigern, stößt es trotzdem bereits bei tausenden Endpunkten an seine Grenzen.

Mit der steigenden Abdeckung von 5G im öffentlichen Netzwerk stellt sich außerdem ein weiterer Vorteil für Geschäftskunden heraus. Private 5G-Netzwerke machen ein reibungsloses Handover der Konnektivität eines Geräts zum öffentlichen Netzwerk möglich, wodurch wiederum ermöglicht wird, dass die Technologie als übergreifender Standard über das Firmennetzwerk hinaus angewendet werden kann. Dies bietet zum Beispiel große Vorteile bei Anwendungsfällen in der Logistik, bei denen Güter über das Firmengelände hinaus vernetzt sein müssen.

Auch hinsichtlich des Aufbaus eines privaten Firmennetzwerkes bietet 5G-Technologie einen Vorteil, da dieser in zwei verschiedenen Ausprägungen erfolgen kann:

• Die erste Möglichkeit ist, dass Unternehmen ein physikalisch isoliertes privates 5G-Netzwerk aufbauen und nutzen, das also unabhängig vom öffentlichen 5G-Netz des Mobilfunkbetreibers läuft – genau wie heutige private WLAN-Netze.

• Die zweite Möglichkeit ist die Nutzung eines virtuellen privaten 5G-Netzes auf Basis des öffentlichen 5G-Netzwerks durch so genanntes Network Slicing. Network Slicing ermöglicht es mit Hilfe von Software-Defined Networking (SDN) und Network Functions Virtualization (NFV), die öffentliche Netzinfrastruktur in virtuelle Netzwerkpartitionen aufzuteilen. Einer solchen virtuellen Netzwerkpartition, auch Slice genannt, können dann sehr flexibel individuelle Netzwerkeigenschaften hinsichtlich Zugang, Lokation, Datengeschwindigkeit, Latenz, Hochverfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Verbindungsdichte zugewiesen werden.

Somit könnten Unternehmen in Zukunft also auch einfach ein für ihren Anwendungsfall zugeschnittenes 5G Network Slice für ihr Firmengelände beziehen, anstatt weiterhin aufwendig eine Wi-Fi-Infrastruktur aufzubauen.

Wi-Fi 6 hat die Nase vorn. Noch!

Das größte Argument für die Nutzung von WLAN-Technologien ist jedoch weiterhin der geringere Kostenpunkt aufgrund der Nutzung des unlizenzierten Spektrums, wodurch ein Unternehmen keine teure Lizenz erwerben muss, sowie die Abwärtskompatibilität von Wi-Fi 6 – alte Geräte müssen nicht ausgetauscht werden, neue können von den ebenfalls niedriger werdenden Latenzzeiten und steigenden Downloadgeschwindigkeiten profitieren. Insofern wird Wi-Fi 6 auch noch in absehbarer Zeit die Nase vorn haben, insbesondere in Netzwerken, auf denen es nicht sofort auf höchste Performance ankommt – zum Beispiel im Firmennetzwerk mit alten, nicht 5G-fähigen Standardgeräten wie Druckern und Laptops.

Neue Geräte werden künftig 5G-fähig sein müssen

Lange halten wird sich dieser Vorteil, alte Geräte weiter nutzen zu können, jedoch nicht. Denn sobald 5G einmal richtig ins Rollen kommt und vorherrschender Mobilfunkstandard ist, wird in kürzester Zeit jedes neue Gerät auf dem Markt 5G-fähig sein müssen. Definitiv werden nicht innerhalb eines Jahres sämtliche Geräte in den Unternehmen ausgetauscht werden, aber es ist lediglich eine Frage der Zeit, bis uns die nicht 5G-fähigen Geräte vorkommen wie aus einer vergangenen Ära – ähnlich der nicht WLAN-fähigen Geräte oder dem guten alten Fax (das ja nach wie vor im Einsatz sein soll).

Fazit

Mit der Etablierung der öffentlichen 5G-Netzwerke, einer zunehmenden Anzahl 5G-fähiger Geräte auf dem Markt sowie der kontinuierlichen Reduzierung des Kostenfaktors für ein privates 5G-Netzwerk durch technologischen Fortschritt wie zum Beispiel Network Slicing, ist es somit also nur noch eine Frage der Zeit, bis WLAN-Netze durch 5G Private Networks abgelöst werden.

Über den Autor

Florian Bogenschütz ist Managing Director von Wayra Deutschland, dem Open Innovation Hub der Telefónica. Gemeinsam mit dem Telekommunikationsanbieter hat er in München das 5G Tech Lab ins Leben gerufen – ein 5G-Labor für Start-ups, die modernste Anwendungen auf Basis der 5G-Technologie entwickeln. Hier können Unternehmen ihre Lösungen in einer belastbaren 5G-Infrastruktur testen und weiterentwickeln.

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