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5G-Anwendungen und Anwendungsfälle

Angesichts der laufenden 5G-Implementierung haben viele Menschen Fragen zu 5G-Anwendungen und -Anwendungsfällen und dazu, wie das vernetzte Leben nach der Einführung aussehen wird. Tatsache ist, dass 5G eine Umwälzung sein wird. Es wird viele neue Anwendungen ermöglichen, die heute noch nicht realisierbar sind, insbesondere in Ballungsräumen und Städten. Das ist relevant, denn laut UN werden bis 2050 über zwei Drittel der Weltbevölkerung in einem städtischen Gebiet oder einer Stadt leben.


Heutzutage gibt es eine Menge Neuigkeiten und einen Hype um 5G. Als Vordenker in dieser Branche teilen wir regelmäßig unser Wissen über die Entwicklungen beim Einsatz von 5G und darüber, was Sie erwarten können, insbesondere wenn Sie im kommerziellen und industriellen IoT-Bereich tätig sind. Im Vergleich zum Consumer-Bereich geht der kommerzielle 5G-Bereich einen deutlich anderen, aber gleichzeitigen Weg.

Hier finden Sie einige unserer vergangenen Artikel:

In diesem Artikel werden wir uns einige der erwarteten Anwendungen für 5G ansehen.

5G IoT-Anwendungen und Anwendungsfälle

Welche neuen IoT-Anwendungen wird es mit der Einführung von 5G geben? Welche 5G-Anwendungsfälle werden durch die höhere Bandbreite und den schnelleren Durchsatz ermöglicht? Wird sich das Leben, wie wir es kennen, verändern?

Ja, das Leben wird sich mit 5G und den zu erwartenden Anwendungen, die es ermöglichen wird, verändern, aber nicht flächendeckend. Es wird eine wachsende Kluft bei der Netzkonnektivität und den Diensten zwischen städtischen und ländlichen Gebieten geben, weil es unpraktisch ist, 5G sofort überall einzusetzen.

Die grundlegende Idee hinter 5G ist ein einziges Netzwerk, das flexibel genug ist, um eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsfällen zu bewältigen. Um das Versprechen von 5G einlösen zu können, müssen die Mobilfunknetzbetreiber (MNOs) ein dichtes Netz mit einer riesigen Anzahl von Netzknoten aufbauen, die die 5G-Infrastruktur bilden werden.
Jeder Knoten kostet Geld, und MNOs werden durch Netzaufrüstungen und -verdichtungen zuerst in Städten in 5G investieren, wo sie viele zahlende Kunden erreichen und eine schnellere Rendite erzielen können. In ländlichen Gebieten wird der 5G-Rollout in einem langsameren Tempo erfolgen.

 

Kategorisierung der Anwendungen für 5G

Die Einführung von 5G wird in drei wichtigen Bereichen Vorteile bringen, die auch als "5G-Dreieck" bezeichnet werden:

  • uRLLC: Ultra Reliable Low Latency Communication Anwendungsfälle
  • mMTC: Massive Machine Type Communication (IoT) Anwendungsfälle
  • eMBB: Enhanced Mobile Broadband - Anwendungsfälle mit hoher Geschwindigkeit

Bildquelle: Mit dem 4G LTE von heute sind Sie auf dem Weg zum 5G von morgen - Samsung.com

uRLLC - Hochverfügbarkeit, niedrige Latenz Use Cases für 5G

Ultra Reliable Low Latency Communication (uRLLC) wird einer der größten Game Changer sein, sobald 5G vollständig implementiert ist. Hier werden wir neue Anwendungen sehen, die Reaktionen in Bruchteilen von Sekunden erfordern.

Autonome Fahrzeuge

Autonome Fahrzeuge sind eine der am meisten erwarteten 5G-Anwendungen. Die Fahrzeugtechnologie macht rasante Fortschritte, um die Zukunft autonomer Fahrzeuge zu unterstützen. Die Computersysteme an Bord entwickeln sich mit einer Rechenleistung, die bisher nur in Rechenzentren zu finden war.

Wir hören heute von autonomen Fahrzeugen und viele Menschen fragen sich, was die Barrieren sind, um diese Zukunftstechnologie Realität werden zu lassen. Viele verschiedene Entwicklungen in der Fahrzeugtechnologie, der Netzwerkgeschwindigkeit, dem Datendurchsatz und dem maschinellen Lernen müssen zusammenkommen, damit die vollständig autonome Fahrzeugzukunft Wirklichkeit wird.

5G-Netze werden aufgrund der drastisch reduzierten Latenzzeit ein enormer Enabler für autonome Fahrzeuge sein, da die Fahrzeuge 10-100 Mal schneller reagieren können als über die aktuellen Mobilfunk -Netze.

Das ultimative Ziel ist ein Vehicle-to-Everything (V2X) Kommunikationsnetzwerk. Dies wird es Fahrzeugen ermöglichen, automatisch und fast augenblicklich auf Objekte und Veränderungen um sie herum zu reagieren. Ein Fahrzeug muss in der Lage sein, Nachrichten in Millisekunden zu senden und zu empfangen, um als Reaktion auf Verkehrszeichen, Gefahren und Personen, die die Straße überqueren, zu bremsen oder die Richtung zu ändern.

Lassen Sie uns die Latenz von 4G und 5G vergleichen: Nehmen wir an, dass ein Auto, das mit 30 Meilen pro Stunde die Straße entlang fährt, ein Signal empfangen muss, um einen Zusammenstoß mit einem Objekt zu vermeiden. Mit der aktuellen 4G-Latenzzeit von etwa 100 Millisekunden würde ein Auto etwa 1,2 Meter weit fahren. Bei einer 5G-Latenzzeit von etwa 10 Millisekunden wäre das Fahrzeug nur etwa 12 Zentimeter weit gefahren. Der Unterschied ist erheblich und könnte über Leben und Tod entscheiden.

5G IoT in Smart City Infrastruktur und Verkehrsmanagement

Viele Städte auf der ganzen Welt setzen heute intelligente Transportsysteme (ITS) ein und planen die Unterstützung von Connected-Vehicle-Technologie. Aspekte dieser Systeme lassen sich relativ einfach mit aktuellen Kommunikationssystemen installieren, die ein intelligentes Verkehrsmanagement unterstützen, um Fahrzeugstaus zu bewältigen und Einsatzfahrzeuge zu leiten.

Die Technologie für vernetzte Fahrzeuge wird eine bidirektionale Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug (V2V) und von Fahrzeug zu Infrastruktur (V2X) ermöglichen, um die Sicherheit in allen Verkehrssystemen zu fördern. Smart Cities installieren nun Sensoren an jeder Kreuzung, um Bewegungen zu erkennen und vernetzte und autonome Fahrzeuge zu veranlassen, bei Bedarf zu reagieren.

Das Kommunikations-Backbone zur Unterstützung der Technologie für vernetzte Fahrzeuge kann bereits heute, lange vor der vollständigen Einführung von 5G, schrittweise eingeführt werden, was die Sicherheit von Fußgängern und Fahrzeugen erheblich verbessert.

Hinweis: Digi bietet diese Kommunikationssysteme an und arbeitet jetzt mit großen US-Städten zusammen, um sie als Teil der strategischen Planung für Stau- und Katastrophenmanagement einzusetzen. Das Digi WR54 mit FirstNet™ Ready-Optionen ist für die Unterstützung von Verkehrsmanagement- und Katastrophenschutz-Anwendungsfällen konzipiert, während vorzertifizierte Digi XBee 3 Mobilfunk Module in Verkehrs- und Parksensoren, Zähleranwendungen, Stadtbeleuchtung und mehr eingesetzt werden.

Die Website des USDOT bietet eine hervorragende Einführung in diese Initiative:

Das "Connected Vehicle"-Programm des US-Verkehrsministeriums (USDOT) arbeitet mit staatlichen und lokalen Verkehrsbehörden, Fahrzeug- und Geräteherstellern sowie der Öffentlichkeit zusammen, um Technologien zu testen und zu bewerten, die es Autos, Bussen, Lastwagen, Zügen, Straßen und anderer Infrastruktur sowie unseren Smartphones und anderen Geräten ermöglichen, miteinander zu "sprechen". Autos auf der Autobahn würden zum Beispiel Kurzstrecken-Funksignale verwenden, um miteinander zu kommunizieren, so dass jedes Fahrzeug auf der Straße weiß, wo sich andere Fahrzeuge in der Nähe befinden. Fahrer würden Benachrichtigungen und Warnungen über gefährliche Situationen erhalten, z. B. wenn jemand eine rote Ampel überfährt, während sie sich einer Kreuzung nähern, oder wenn ein entgegenkommendes Auto, das hinter einer Kurve außer Sichtweite ist, auf die eigene Spur ausweicht, um einem Objekt auf der Straße auszuweichen.

5G IoT-Anwendungen in der industriellen Automatisierung

Die wichtigsten Vorteile von 5G im Bereich der industriellen Automatisierung sind drahtlose Flexibilität, reduzierte Kosten und die Realisierbarkeit von Anwendungen, die mit der aktuellen Funktechnologie nicht möglich sind.

Industrielle Automatisierung ist heute im Einsatz. Wahrscheinlich haben Sie schon Videos gesehen, die synchronisierte Robotik bei der Arbeit in Fabriken und Lieferkettenanwendungen zeigen. Heute benötigen diese Anwendungen Kabel, da Wi-Fi nicht die Reichweite, Mobilität und Servicequalität bietet, die für die industrielle Steuerung erforderlich sind, und die Latenz der heutigen Mobilfunk Technologie ist zu hoch. Mit 5G können industrielle Automatisierungsanwendungen die Kabel abschneiden und vollständig drahtlos werden, was effizientere intelligente Fabriken ermöglicht.

Wie die 5G ACIA feststellt, "integriert Industrie 4.0 das IoT und damit verbundene Dienste in die industrielle Fertigung und liefert eine nahtlose vertikale und horizontale Integration entlang der gesamten Wertschöpfungskette und über alle Schichten der Automatisierungspyramide. Konnektivität ist eine Schlüsselkomponente von Industrie 4.0 und wird die laufenden Entwicklungen unterstützen, indem sie eine leistungsstarke und durchdringende Konnektivität zwischen Maschinen, Menschen und Objekten bietet."

Mit Industrie 4.0 werden zum Beispiel Menschen und Roboter interagieren und zusammenarbeiten können; eine Maschine kann schwere Teile heben und der Arbeiter kann sie anbringen. Damit dies funktioniert, muss der Roboter in ständiger Kommunikation mit der Fabrik und seiner Umgebung stehen. Er muss mobil sein, einen vollständigen Bewegungsradius und Umgebungssensoren haben. Diese Fortschritte werden symbiotische Mensch-Maschine-Partnerschaften ermöglichen, bei denen jeder die Rolle spielt, die er am besten kann.

Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR)

Die geringe Latenz von 5G wird AR- und VR-Anwendungen sowohl immersiv als auch weitaus interaktiver machen. In industriellen Anwendungen könnte zum Beispiel ein Techniker, der eine 5G-AR-Brille trägt, ein Overlay einer Maschine sehen, das Teile identifiziert, Reparaturanweisungen gibt oder Teile zeigt, die nicht sicher zu berühren sind. Die Möglichkeiten für hochgradig reaktionsfähige industrielle Anwendungen, die komplexe Aufgaben unterstützen, werden umfangreich sein.

In Geschäftsumgebungen können Sie AR-Meetings abhalten, bei denen es so aussieht, als säßen zwei Personen im selben Raum zusammen. So werden langweilige Telefon- oder 2D-Videokonferenzen zu interaktiveren 3D-Treffen.

Sportereignisse und -erlebnisse werden wahrscheinlich einige der Top-Anwendungen für 5G im Consumer-Bereich sein. Immer wenn Sie schnell auf einen Reiz reagieren müssen, wie z. B. bei einer Sporttrainingsanwendung, muss dies mit minimaler Latenz geschehen. Wenn beispielsweise zwei Personen mit 4G-LTE-Brillen versuchen würden, einen Fußball hin und her zu kicken, wäre es sehr schwierig, ihre Reaktion richtig zu timen, denn bis ihr Gehirn den Input erhalten hat, dass der Ball zu ihnen gekommen ist, ist es zu spät. Aber mit der 5G-Brille kann der Empfänger aufgrund der geringeren Latenzzeit den Ball sehen und ihn zurückkicken, bevor er vorbeifliegt.

Wir werden auch mehr immersive Erlebnisse mit AR in Sportarenen sehen. Wenn Sie ein 5G-Telefon und AR haben, werden Sie von virtuellen Spielern begrüßt und angefeuert, wenn Sie das Stadion betreten. Und während des Spiels werden Sie in der Lage sein, überlebensgroße Wiederholungen und Spielerstatistiken zu sehen.

Im Unterhaltungsbereich werden wir mehr Hologramm-Entertainer und -Grüßler sehen. Zum Beispiel werden wir in der Lage sein, Elvis Presley oder Patsy Cline über Hologramme wieder zum Leben zu erwecken. Oder Sie können sich Ihren persönlichen AR-Tanzpartner erstellen.

5G IoT-Anwendungen für Drohnen

Drohnen haben heuteeine große und wachsende Anzahl von Anwendungsfällen, die über die Verwendung für Verbraucher zum Filmen und Fotografieren hinausgehen. Zum Beispiel verwenden Versorgungsunternehmen heute Drohnen für die Inspektion von Anlagen. Logistik- und Einzelhandelsunternehmen beschäftigen sich mit der Auslieferung von Waren per Drohne. Der Trend wird sich fortsetzen, und zusammen mit 5G werden wir in der Lage sein, die Grenzen der heute existierenden Drohnen zu verschieben, insbesondere in Bezug auf Reichweite und Interaktivität.

Heutzutage sind Drohnen auf die Sichtlinie und die Entfernung des Controllers beschränkt. Wenn Sie die Drohne nicht sehen können oder sie außerhalb der Reichweite ist, können Sie nicht sehen, wohin sie fliegt und die Kontrolle behalten. Mit 5G werden Sie jedoch in der Lage sein, eine Brille aufzusetzen, um über die aktuellen Grenzen hinaus mit niedriger Latenz und hochauflösendem Video zu "sehen". 5G wird auch die Reichweite von Steuerungen über ein paar Kilometer oder Meilen hinaus erweitern. Diese Fortschritte werden Auswirkungen auf Anwendungsfälle in den Bereichen Suche und Rettung, Grenzsicherung, Überwachung, Drohnenlieferdienste und mehr haben.

Massive IoT-Anwendungsfälle für 5G

Eine der kommenden Herausforderungen des IoT wird sein explosionsartiges Wachstum sein. Statistica/IHS prognostiziert, dass das Verhältnis der weltweiten, mit dem IoT verbundenen Geräte pro Mensch auf dem Planeten von heute 2 pro Person auf 10 pro Person im Jahr 2025 ansteigen wird. Die prognostizierte Anzahl der angeschlossenen Geräte, die eine Datenverbindung benötigen, stellt erhebliche Anforderungen an die Kommunikationsinfrastruktur - z. B. Mobilfunk Türme. Während 4G diesen Bedarf heute in Gebieten mit relativ guter Zelldichte recht gut abdeckt, wird sich dies mit 5G noch weiter verbessern.

Die Mindestanforderungsdokumentation für den IMT-2020-Standard - der Standard, der mit 5G verbunden ist - erfordert eine Mindestverbindungsdichte von 1 Million Geräten pro Quadratkilometer (etwa 0,38 Quadratmeilen). Im Vergleich dazu unterstützt der 4G-LPWA-Standard 60.680 Geräte bei der gleichen Größe der Abdeckung - weit entfernt von dem, was 5G liefern kann.

Anwendungen, die von Massive IoT profitieren werden - Wearables und Mobile

Was würde ein solches Wachstum bei vernetzten IoT-Geräten auslösen? Wearables, Tracker und Sensoren werden ein großer Markt für den Massive IoT-Aspekt von 5G sein. Stellen Sie sich vor, dass alle Ihre Gadgets, Geräte und Maschinen, mit denen Sie täglich interagieren, direkt über eine Mobilfunk -Verbindung verbunden sind, zusätzlich zu den Telefonen, Tablets und Laptops, die bereits heute verbunden sind. 5G wird es ermöglichen, dass viel mehr Geräte nahtlos (ohne wahrgenommene Verzögerungen, unterbrochene Signale und so weiter) in einem bestimmten Gebiet arbeiten können.

High Speed Use Cases für 5G

In den Hochgeschwindigkeits-Anwendungsfällen werden wir eine Reihe von Anwendungen sehen, die derzeit durch langsame Geschwindigkeiten behindert werden. Fixed Wireless Access (FWA) wird ultraschnelles Internet für Verbraucher und Unternehmen bereitstellen.

Anwendungen mit höherer Bandbreite wie 4K- und in Zukunft 8K-Streaming oder 360-Grad-Videos werden hochwertige, immersive Erlebnisse in Echtzeitgeschwindigkeit für die Verbraucher ermöglichen. Als Betrachter werden Sie in der Lage sein, den gewünschten Blickwinkel zu steuern. Zum Beispiel bei einem Video-Autorennen können Sie sich umschauen und sehen, wer neben oder hinter Ihnen ist.

Unternehmen werden in der Lage sein, mehr Informationen in der Cloud zu speichern und über schnelles, latenzarmes 5G darauf zuzugreifen, als ob sie lokal gespeichert wären. Das reduziert den Bedarf an teuren On-Premise-Servern. Und anstatt einen schnellen Laptop zu benötigen, um Informationen lokal zu rendern, rendern Sie in der Cloud und lassen sie zu sich streamen. Es wird genau wie lokal sein, aber Sie können Ihr Telefon für diese High-End-Apps verwenden.

5G wird auch die Art und Weise verändern, wie Unternehmen über Business-Konnektivität denken. Heute haben Sie vielleicht eine Glasfaser-, DSL- oder Kabelmodemleitung, um Ihr Unternehmen für die primäre Konnektivität zu verbinden, und Mobilfunk als Backup, falls Ihre primäre Verbindung ausfällt. Aber mit 5G kann Mobilfunk zu Ihrer primären Verbindung werden, mit seiner hohen Bandbreite, Zuverlässigkeit und niedrigen Latenzzeit. Sie müssen sich nicht um die Gebäudeverkabelung und die damit verbundenen Installationskosten kümmern. Mit Mobilfunk erhalten Sie das Gerät, Sie schließen es an und es funktioniert.

Zusammenfassung

5G wird transformativ sein und viele neue Anwendungen ermöglichen, die heute nicht realisierbar sind, insbesondere in Ballungsräumen und Städten. 5G-Anwendungsfälle werden nicht auf einen bestimmten Bereich beschränkt sein: Verbraucher, Unternehmen, Branchen und Städte werden von einer oder mehreren Dimensionen des "5G-Dreiecks" profitieren:

  • uRLLC: Ultra Reliable Low Latency Communication
  • mMTC: Massive Machine Type Communication (IoT)
  • eMBB: Enhanced Mobile Broadband

Anstatt jedoch auf die vollständige 5G-Einführung zu warten, können wir schon jetzt mit der 4G-LTE-Technologie die Zukunft aufbauen und Anwendungen und Geschäftsmodelle validieren. Und dann verfeinern und erweitern, wenn 5G breiter verfügbar wird.

 

Sehen Sie das Einführungsvideo zu Digi WR54 und WR64
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