Willkommen zu unserer Gesprächsreihe über 5G. In diesem nächsten Segment sprechen wir darüber, wann die 5G-Netzwerktechnologie in Mainstream-Verbraucheranwendungen sowie in kommerziellen und industriellen Anwendungen eingeführt wird.
Teil 1 dieses Gesprächs - Was ist 5G, Evolution und die nächste Generation - behandelte die Entwicklung der Netzwerkgenerationen bis hin zu 5G. In diesem Beitrag spricht Scott Nelson, VP of Product bei Digi, erneut mit Harald Remmert, Director of Engineering bei Digi. Falls Sie ihn verpasst haben, sollten Sie sich den ersten Blog dieser Serie, Venturing Into the Fog of 5G, ansehen.
Wer wird die 5G-Technologie übernehmen und wann?
Scott: Lassen Sie uns zur nächsten Frage übergehen. Warum sind wir so begeistert von 5G? Wenn ich zurück gehe zu Ihrer Aussage über Jahrzehnteund haben gerade 2G, 3G dieses Jahr abgeschaltet, das ist am Ende einer 20-jährigen Laufzeit, richtig? Wenn ich also nach vorne extrapoliere, sollten wir denken, dass LTE ein lebensfähiges Netzwerk von 2020 bis 2030 sein wird? Dass ich noch 10 Jahre LTE haben werde? Ist das eine faire Aussage?
Harald: Immerhin. Und das ist auch bei den bisherigen Technologien so. Bei 5G gibt es zwei Modi, in denen 5G arbeiten kann. Der eine ist Non-Standalone (Non-SA) und der andere ist Standalone (SA). Lassen Sie uns zuerst den Standalone-Modus behandeln. In diesem Fall hat mein Gerät also nur ein 5G-Funkgerät und verbindet sich nur mit der 5G-Infrastruktur. Das ist die Zukunft. Allerdings gibt es nicht viel 5G-Infrastruktur in der Umgebung. Wenn Sie also ein reines 5G-Telefon verwenden würden, das sich nur mit 5G-Netzwerken verbinden könnte, hätten Sie ein schreckliches Benutzererlebnis.
Scott: Ja, man kann mich die meiste Zeit nicht hören.
Harald: Ganz genau. Das ist also der Punkt, an dem der nicht-autonome Modus ins Spiel kommt. Im Nicht-Standalone-Modus hat das Gerät also sowohl ein 4G-LTE-Funkgerät als auch ein 5G-Funkgerät eingebaut. Es wird sich zuerst mit dem 4G-LTE-Netz verbinden und das 5G-Netz, falls verfügbar, für zusätzliche Bandbreite nutzen. Später, wenn die 5G-Netze ausgebaut werden, wird diese Rolle umgekehrt, bis schließlich, wenn die 5G-Netze allgegenwärtig sind, das Gerät sich nur noch mit 5G verbindet und wir das 4G-LTE-Funkgerät weglassen können.
Scott: Wird es dann doppelt so teuer sein?
Harald: Diese ersten Geräte werden sehr teuer sein. Sie haben wahrscheinlich gesehen, dass einige Unternehmen ihre ersten 5G-Telefone angekündigt haben, richtig? Für mich sind diese frühen Telefone immer noch Prototypen, die auf Silizium der ersten Generation basieren, um den Markt zuerst zu erobern. Sie sind teuer - man rechnet mit 1.500 bis 2.000 Dollar - und sind immer noch Akkufresser, da das Silizium und die Infrastruktur noch nicht optimiert sind.
Scott: Eine Frage: Wenn es LTE noch 10 Jahre lang geben wird, warum sollte ich dann eines dieser nicht eigenständigen Telefone kaufen? Warum sollte ich nicht einfach ein billigeres LTE-Handy kaufen, bis es Sinn macht, das 5G-Handy zu kaufen? Warum sollte ich für beides bezahlen, wenn ich nur eines brauche?
Harald: Nun, weil es cool ist.
Scott: Weil es cool ist? Okay, ich schätze, der Ratschlag an die Verbraucher könnte sein: Wenn du cool sein willst, kannst du cool sein, aber wenn du Geld sparen willst, kaufst du ein LTE-Telefon.
Harald: Nun, das ist richtig. Wenn man ein Early Adopter sein will, hat das seinen Preis.
Scott: Zurück zu der Frage, warum uns das interessiert. Wir sind nicht besorgt, dass sie LTE abschalten werden, aber es gibt die von Ihnen erwähnten Verbesserungen. Wird es neue Anwendungen geben?
Harald: Ja. Man muss bedenken, dass es Facebook noch nicht gab, als 3G eingeführt wurde. Twitter, Instagram - all diese Dienste gab es noch nicht, oder? Aber nachdem die Technologie da war, haben die Leute herausgefunden, dass es coole neue Möglichkeiten gibt, das zu nutzen, oder?
Scott: Die Innovation folgt der Technologie.
Harald: Richtig. Und bei 4G LTE ist es ganz ähnlich. Es gibt heute viele Anwendungen, die von der höheren Bandbreite profitieren, die 4G LTE im Vergleich zu 3G bietet, und die damals nicht möglich waren. Jetzt, mit 5G, wird es spannend, wenn man über AR/VR nachdenkt und darüber, was man tun kann. Man kann eine Videokonferenz mit einer Sprachsteuerung oder einem vorhandenen Bild überlagern. Und dafür braucht man nicht die ganze Rechenleistung und die Brille, richtig? Die Verarbeitung wird also woanders durchgeführt. Aber man braucht diese Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsverbindung mit geringer Latenzzeit, um so etwas anbieten zu können.
Scott: Sie haben erwähnt, dass Sie zwei Dinge brauchen. Man braucht ein Hochgeschwindigkeits-Rendering, das typischerweise in der Cloud stattfindet, die wir berechnen, aber dann muss man dieses Rendering zur Visualisierung bringen, was bedeutet, dass man eine Hochgeschwindigkeitsverbindung braucht. Ein Bereich ist also Hochgeschwindigkeit, und zwar alles, was Hochgeschwindigkeit braucht. Bildgebung braucht Hochgeschwindigkeit, Echtzeitkommunikation, Bild und Ton brauchen Hochgeschwindigkeit.
Harald: Taktiles Internet braucht hohe Geschwindigkeit und niedrige Latenzzeiten.
Scott: Ja, taktiles Internet nennt man das, glaube ich, oder?
Harald: Ja.
Scott: Der andere Teil, den du erwähnt hast, ist die niedrige Latenzzeit, die manchmal als Echtzeit oder RTE bezeichnet wird.
Harald: Ja, es gibt die Ultra-Reliable Low-Latency Communication, oder URLLC.
Scott: Und hat das einen eigenen Teil des 5G-Spektrums?
Harald: Es ist kein Teil des Spektrums.
Scott: Es handelt sich nicht um ein Spektrumsspiel?
Harald: Nein. Das wird auf zwei Arten gemacht: Erstens helfen die höheren Frequenzen wie mmWave, die von 5G verwendet werden, dabei, eine geringere Latenzzeit zu erreichen. Zweitens geben die Rahmenstruktur und die Protokolle des 5G-Netzes dem Netz die Flexibilität, schneller mit kürzeren Paketen zu reagieren, im Gegensatz zu 4G, wo man eine starre Rahmenstruktur hat.
Scott: Es ist also so, als ob ich Ihnen ein Buch schicke; in 4G hat jedes Buch 250 Seiten, aber in 5G hat das Buch nur acht Seiten, ich kann Ihnen acht Seiten schicken und die Übertragung dauert nicht so lange?
Harald: Ja, das ist richtig.
Die drei Wellen der 5G-Adoption
Scott: Also, warum interessiert uns das? Die Leute kümmern sich, die, die Videos streamen wollen, die Leute, die Spiele spielen wollen, wollen natürlich immer Geschwindigkeit. Im Grunde genommen werden sich die Anwendungen, die AR und VR nutzen, darum kümmern. Aber auch die Hochgeschwindigkeits-, Echtzeit-Leute werden sich kümmern. Was denken Sie, wer werden die ersten drei sein? Aus Sicht der Märkte oder Anwendungen, wer sind die ersten drei großen Adoptoren?
Harald: Die erste große Welle von Anwendern wird Fixed Wireless Access (FWA) sein.
Scott: Erzählen Sie mehr darüber. Was ist das?
Harald: Fester drahtloser Zugang ist im Grunde eine Hochgeschwindigkeitsverbindung für Privathaushalte und Unternehmen. Am besten stellen Sie sich das so vor, dass Sie heute vielleicht eine Satellitenschüssel auf dem Dach oder Kabel oder DSL für Fernsehen und Internet haben. Mit 5G können Sie all das durch eine 5G-Antenne auf dem Dach oder an der Seite Ihres Hauses ersetzen und gleichzeitig Hochgeschwindigkeitsdaten und -inhalte über diese Hochgeschwindigkeitsdatenverbindung empfangen.
Scott: Ich kappe also die Glasfaser, ich kappe das Kabel, ich kappe die Satellitenschüssel, oder ich entferne die Satellitenschüssel, und ich stelle eine Antenne auf. Wie groß ist diese Antenne?
Harald: Die Antenne wird kleiner als eine Schüssel sein, etwa einen Meter mal einen Meter.
Scott: Nun, das ist cool. Und alles wird darüber kommen?
Harald: Ja. Man hört schon viel über Leute, die sich vom Kabelfernsehen abnabeln wollen. Wir haben immer noch Internet über Kabel, aber die Inhalte bekommen wir woanders. Das ist eine weitere Möglichkeit, sich abzunabeln.
Scott: Okay, und was ist die nächste Welle der 5G-Einführung?
Harald: Die nächste Welle sind Handsets - Smartphones. Die Nutzer wollen immer mehr Geschwindigkeit, und mit der geringeren Latenz können sie auf neue Weise mit ihrer Umgebung interagieren. Es kann auch die Spezifikation der Telefone verändern. Heute laden Sie zum Beispiel Apps herunter und speichern Inhalte auf Ihrem Telefon. Wenn Sie Ihr Telefon kaufen, entscheiden Sie, wie viel Speicher Sie glauben zu benötigen: 64 GB, 256 GB, 1 TB. Das macht Telefone teuer. Mit 5G und seiner hohen Geschwindigkeit und niedrigen Latenz können Apps und Inhalte sofort heruntergeladen werden, was zu einfacheren, kostengünstigeren Geräten führt.
Scott: Das ist aufregend! Erzählen Sie mir mehr über die nächste Welle. Wir haben noch nicht über die Vorteile von 5G für IoT gesprochen.
Harald: Gute Beobachtung. Das haben wir nicht. Die nächste, dritte Welle ist die, bei der IoT ins Spiel kommt. Und zwar das industrielle Internet der Dinge, oder IIoT. Manchmal nennt man das auch Industrie 4.0. Und gerade hier ist die niedrige Latenzzeit sehr interessant. Wir sprechen über industrielle Automatisierung über 5G-Netzwerke.
Scott: Okay. Was ist mit selbstfahrenden Autos? Alle reden über selbstfahrende Autos in 5G. Wissen Sie, ist das nur ein Hype oder ist das real?
Harald: Nein, es ist real. Es gibt also auch in diesem Bereich eine Menge Erfindungen. Die Herausforderung, die ich sehe, ist... nicht das Interesse, sondern die Zeitschiene. Um ein selbstfahrendes Auto zu haben, muss man zuerst die ganze Infrastruktur aufbauen, man muss die Technologie in die Autos einbauen, und wie Sie wissen, sind die Designzyklen für Autos nicht sehr schnell, richtig? Vielleicht kann ein Tesla das durchziehen. Oder vielleicht ein oder zwei andere Firmen. Aber es ist ein längerer Iterationszyklus. Also, um ein selbstfahrendes Auto zu haben, muss man eine Stadt beleuchten, und zwar mit 5G-Millimeterwellen, also den höheren Frequenzbändern. Das bedeutet, dass man eine Menge an Infrastruktur aufbauen muss, damit das funktioniert. Aber ich denke, das wird noch eine Weile dauern. Ich bin zuversichtlich, dass das irgendwann kommen wird, und das wird ein großer Anwendungsfall sein, aber es wird Zeit brauchen.
Scott: Mehr Zeit brauchen, weil es mehr Infrastruktur erfordert?
Harald: Richtig, und neue Autos.
Scott: Viele der anderen Dinge, die Sie erwähnt haben, sind Punktlösungen, einschließlich Telefone, Fixed Wireless, und sogar die industrielle Automatisierung ist ein bisschen mehr eine Punktlösung, denn sobald meine Fabrik Abdeckung hat, kann ich in meiner Fabrik einsetzen.
Harald: Ganz genau. Und privates LTE gewinnt auch in Fabriken an Fahrt. Private LTE bedeutet im Grunde, dass Sie Ihre eigene Mobilfunk Infrastruktur auf gemeinsam genutzten oder unlizenzierten Frequenzen betreiben. Entweder bietet Ihnen ein Mobilfunkbetreiber diesen Service an, oder Sie bringen Ihre eigene Infrastruktur ein, wie z. B. Cisco.
Scott: Die Metapher wäre also Wi-Fi?
Harald: Ja.
Scott: Auf die gleiche Weise, wie wir Wi-Fi in unserem Gebäude einrichten, könnten wir LTE einrichten?
Harald: Ganz genau. Zwei aufkommende Technologien hierfür sind der Citizens Broadband Radio Service (CBRS), der gemeinsam genutzte Frequenzen nutzt, und MulteFire, das unlizenzierte Frequenzen verwendet. Private 5G-Netze sind noch nicht standardisiert, aber das wird in 3GPP Release 16 kommen. Es besteht also ein großes Interesse bei Unternehmen wie Automobilherstellern und größeren Fabriken. Bayer, einer der größeren Medizintechnikhersteller, prüft beispielsweise, ob er sein gesamtes Werk mit privater LTE- oder privater 5G-Infrastruktur ausstatten kann. Private LTE bietet viele Vorteile gegenüber anderen Technologien: Erstens gibt es eine SIM-basierte Sicherheit. Zweitens ist der Datenschutz gewährleistet, da die Daten nicht über öffentliche Netze übertragen werden müssen. Drittens können sie die Dienstgüte (QoS) von Mobilfunk nutzen, die Wi-Fi nicht bietet. Und viertens haben sie die Reichweite und Flexibilität, die LTE bietet. Denn wenn wir über 5G sprechen, deckt es die niedrigen und IoT Knotenpunkte bis hin zu den Super-Hochgeschwindigkeiten ab. Sie haben also eine Technologie, die all diese verschiedenen Anwendungsfälle bedienen kann.
Scott: In Ordnung, gibt es irgendetwas, das wir nicht abgedeckt haben und das Ihnen einfällt?
Harald: Lassen Sie uns über Hype versus Realität sprechen.
Scott: Ja, es gibt im Moment einen großen Hype um 5G.
Harald: Ich bin sehr begeistert von 5G, weil ich die enormen Möglichkeiten sehe, die diese nächste Generation der Mobilfunk Technologie mit sich bringt. Aber wenn man hört, dass ein Netzbetreiber verkündet hat: "Wir haben 5G erleuchtet", muss man sich fragen, was das wirklich bedeutet. Man hört sie sagen, dass sie zwei Städte ausgeleuchtet haben". Richtig? Und wenn man dann tiefer bohrt, sagen sie wirklich: "Innerhalb dieser zwei Städte haben wir vielleicht diese Blöcke oder diese Nachbarschaft erleuchtet." Es ist also im Moment noch sehr punktuell. Und 2020 sagen einige Betreiber, dass sie vielleicht landesweit erleuchtet sind, aber wenn sie das sagen, bedeutet das typischerweise, dass sie einen Dienst im Low-Band und vielleicht im Mid-Band, also im Sub-6-Bereich, zur Verfügung haben. Definitiv nicht landesweit mmWave. Das wird Jahre, vielleicht ein Jahrzehnt dauern, um es aufzubauen, und selbst dann wird mmWave nicht überall verfügbar sein.
Scott: Und ist die mmWave diejenige, die auf diesem 50-Meter-Raster sein wird?
Harald: Ganz genau, ja.
Scott: Denn wenn sie jetzt voll einsatzbereit wären, hätten wir einen AT&T-Truck in jedem Block, richtig?
Harald: So ungefähr.
Scott: Ich meine, sie stellen Türme auf und bauen Knoten auf, okay.
Harald: Aber auch für den Rest investieren die Carrier sehr viel. Wir sprechen hier also von Hunderttausenden von kleinen Zellen, die installiert werden. In China ist es sogar noch überwältigender. Ich meine, wir reden hier von Millionen von kleinen Zellen, die pro Jahr installiert werden. Das ist ziemlich beeindruckend.
Scott: Also, es passiert wirklich.
Harald: Ja. Es passiert.
Scott: Aber wenn wir über alles lesen, was 5G bieten wird, gibt es eine große Zeitspanne, bevor all diese Dinge verfügbar sind.
Harald: Ja. Es sind mindestens 5 bis 10 Jahre für bestimmte Dinge. Vor allem bei einigen Dingen wie der ultrazuverlässigen Kommunikation mit niedriger Latenz. Es gibt heute eine erste Version, die ratifiziert ist, das 3GPP arbeitet noch an der nächsten Generation und an Anwendungsfällen, und an der Version 16, die voraussichtlich im März 2020 veröffentlicht wird. Und dann dauert es einige Zeit, bis die Gerätehersteller das integrieren können. 5G ist also eine kontinuierliche Weiterentwicklung dessen, was mit LTE begann. Und es ist langfristig, also halten sie immer noch daran fest. Gartner sagt zum Beispiel, dass landesweites 5G irgendwo in den Jahren 2025 bis 2035 sein wird.
Scott: Es ist also noch weit entfernt?
Harald: Ziemlich weit weg.
Scott: Also, unser Rat an jemanden, der sagt: "Wir brauchen 5G" oder "Wir müssen über 5G Bescheid wissen", wird sein, sicherzustellen, dass wir verstehen, welches Problem sie zu lösen versuchen. Und dann sollten wir sicherstellen, dass sie tatsächlich ein Problem haben, für das 5G benötigt wird, und dann zweitens sicherstellen, dass das Netzwerk in der Zeitspanne, die sie für die Bereitstellung benötigen, verfügbar sein wird. Das Versprechen ist also da, das Versprechen ist real, aber wir müssen immer noch ein paar Fragen stellen, bevor wir sozusagen ins kalte Wasser springen.
Harald: Auf jeden Fall. Und bei jeder neuen Technologie gibt es Unebenheiten auf dem Weg zur vollständigen Einführung. Diejenigen, die zu den Early Adopters gehören wollen, sollten sich fragen, ob sie wirklich ganz vorne mit dabei sein wollen, oder im Fall von 5G vielleicht noch ein oder zwei Jahre warten, bis sie an der Spitze stehen.
Scott: Eine interessante Lektion, wenn man sich die Entwicklung von 1G bis 5G ansieht, ist, dass die Leute, die diese Generationen definieren, enorm viel von jeder vorherigen Generation gelernt haben. Wenn man in der vierten Generation einer Technologie ist, weiß man, dass man eine wirklich gute Technologie hat, oder? Und die fünfte Generation wird besser sein, keine Frage. Aber, wissen Sie, Astro Teller würde uns sagen, und er hat die Technologiekurve gegenüber der menschlichen Kurve, er würde uns sagen, "Wir haben LTE noch nicht eingeholt." Und ich denke, das ist eine wahre Aussage.
Harald: Ja, das ist eine wahre Aussage.
Scott: Und wir haben als Gesellschaft noch nicht zu LTE aufgeschlossen. Es ist immer noch ein wachsendes Netzwerk, in dem neue Technologien mitwachsen. Wir müssen also nicht in Panik verfallen, sondern sicherstellen, dass wir weiterhin innovativ sind.
Harald: Das ist richtig. Vor allem auf der IT-Seite. Wenn man an Smart Cities denkt und all die Probleme, die dort mit Parken, Verkehrsmanagement, Stadtbeleuchtung und Zählern gelöst werden können, gibt es noch so viel mehr zu tun.
Scott: Vielen Dank für Ihre Zeit heute, Harald.
Harald: Ich danke dir, Scott.
>> Möchten Sie über die Inhalte von Digi auf dem Laufenden bleiben? Verfolgen Sie dieses und andere IoT Themen, indem Sie den Digi-Blog abonnieren.