Definition Was ist uRLLC (Ultra Reliable and Low Latency Communications)?

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uRLLC ist eine von insgesamt drei Dienstkategorien der 5G-Mobilfunktechnik. Sie ist für zeitkritische Anwendungen geeignet, die sehr kurze Latenzzeiten und eine hohe Zuverlässigkeit der Datenübertragung benötigen. Zu den typischen Anwendungsfällen zählen autonomes Fahren oder vernetzte Prozesse der Industrie 4.0.

Die Abkürzung uRLLC steht für Ultra Reliable and Low Latency Communications. Die deutsche Übersetzung lautet in etwa "extrem zuverlässige und verzögerungsarme Kommunikation". Es handelt sich um eine von insgesamt drei definierten Dienstkategorien (Anwendungsprofilen) der 5G-Mobilfunktechnik. Die Dienstkategorie ist für zeitkritische Anwendungen vorgesehen, die minimale Latenzzeiten im Bereich von einer Millisekunde oder darunter benötigen und auf eine robuste, ausfallsichere Kommunikation angewiesen sind.

uRLLC ist weniger für Privatanwender und mehr für die industrielle Fertigung, kritische Infrastrukturen, die Verkehrssteuerung, das Gesundheitswesen und andere Branchen oder Anwendungen von Bedeutung. Auch in der 6G-Mobilfunktechnik soll die Dienstkategorie als eine der zentralen Säulen erhalten bleiben. Sie nennt sich dort in der weiterentwickelten Form Hyper Reliable Low Latency Communication (HRLLC).

Die anderen Dienstkategorien der 5G-Mobilfunktechnik kurz vorgestellt

5G-Mobilfunknetze bedienen ein breites Spektrum an Anwendungsfällen. Das 3rd Generation Partnership Project (3GPP) hat die Anwendungsfälle nach den jeweils geltenden spezifischen Anforderungen an die Funktionalität und die Leistungsfähigkeit der Netzwerke untersucht und insgesamt drei zentrale Dienstkategorien identifiziert und spezifiziert. Diese drei Dienstkategorien sind:

• uRLLC (Ultra Reliable and Low Latency Communications)

• eMBB (Enhanced Mobile Broadband)

• mMTC (Massive Machine Type Communications)

Massive Machine Type Communications ermöglicht einer großen Anzahl an Geräten pro Flächeneinheit eine energieeffiziente Kommunikation mit geringen Datenmengen. Typische mMTC-Anwendungen sind das Internet der Dinge (IoT) oder die massenhafte Vernetzung von Sensoren ohne externe Stromversorgung. Die Dienstkategorie eMBB ist für Anwendungen mit hohen Übertragungsraten und großer Kapazität pro Flächeneinheit vorgesehen. eMBB-Anwendungen sind beispielsweise das massenhafte Streaming von hochauflösenden Videos sowie Virtual Reality und Augmented Reality.

Was sind die wichtigsten Merkmale der uRLLC-Dienstkategorie?

Die wichtigsten Merkmale der uRLLC-Dienstkategorie sind:

• deterministische Kommunikation mit schneller, vorhersagbarer Übermittlung der Datenpakete

• Latenzzeiten im Bereich von maximal einer Millisekunde oder darunter

• niedrige Fehler- und Paketverlustraten

• hohe Verfügbarkeit der Netztechnik

• niedrige Ausfallwahrscheinlichkeit der Kommunikationsverbindung

• Verbindungswahrscheinlichkeit von 99,999 Prozent und besser (vergleichbare Verbindungswahrscheinlichkeit wie Kabelverbindungen)

• hohe Mobilität der Netzteilnehmer mit unterbrechungsfreier Datenübertragung

Wie wird uRLLC technisch realisiert?

uRLLC wird durch eine Kombination verschiedener 5G-Technologien realisiert. Network Slicing wird verwendet, um auf der gleichen physischen Netzinfrastruktur die verschiedenen Dienstkategorien (uRLLC, eMBB und mMTC) jeweils in einer eigenen virtuellen Netzwerkpartition zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus kommen Verfahren und Techniken wie Link-Diversity, Preempting eMBB, Beamforming, intelligentes Frequenzmanagement, Edge Computing, verbesserte Redundanzmechanismen, Ressourcengarantien, Quality of Service (QoS) und weitere zum Einsatz.

Für welche Anwendungen eignet sich uRLLC?

uRLLC ist für Echtzeitanwendungen vorgesehen, die minimale Latenzzeiten im Bereich von einer Millisekunde oder darunter benötigen und auf eine robuste, ausfallsichere Kommunikation angewiesen sind. Typische Anwendungen sind:

• Roboter- und Maschinensteuerung in der industriellen Produktion (Industrie 4.0)

• autonomes Fahren (Kommunikation zwischen Fahrzeugen und mit der Verkehrsinfrastruktur)

• Telechirurgie und Fernüberwachung im Gesundheitswesen

• Steuerung kritischer Infrastrukturen (zum Beispiel Smart Grids)

• Augmented und Virtual Reality (AR und VR)

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