Effektivere Produktion durch neuen Mobilfunkstandard 5G

5G-Netzwerke

Rund 6,5 Milliarden Euro wurden durch Vodafone, Telefónica, die Deutsche Telekom und 1&1 Drillisch für die 5G-Lizenzen bezahlt, nachdem die Versteigerung Mitte Juni 2019 abgeschlossen war. In gut einem Jahr wurden einige Ballungszentren in Deutschland schon vom schnellen Datennetz erschlossen. Die Netzbetreiber sprechen aber davon, dass durch das neue Netz nicht nur ein schnellerer Mobilfunkstandard etabliert werden soll, sondern nicht weniger als die Grundlage für eine weitere industrielle Revolution geschaffen wird. Welchen Nutzen bietet das neue Datennetz für die Industrie?

Wo das neue Netz heute schon verwendet werden kann

Nach der Versteigerung der Lizenzen ging es zunächst schnell: Vodafone nahm bereits im Juli 2019 die ersten Sendemasten für den neuen Standard in Betrieb, mittlerweile sollen nach Unternehmensangaben etwa 150 Antennen nach dem 5G-Standard funken. Für den Abschluss des Kalenderjahres sollen 10 Millionen Bundesbürger erreicht werden, Ende 2021 soll die Abdeckung sogar 20 Millionen Menschen erfassen. Die Telekom betreibt schon 450 Sendemasten und deckt damit acht Städte in Deutschland ab, bis Jahresende sollen 20 Städte bundesweit mit 1.500 Antennen versorgt werden. Abgesehen von der Bundeshauptstadt sind auch Hamburg, München, Bonn, Darmstadt, Köln, Leipzig und Frankfurt schon abgedeckt. Doch so ehrgeizig diese Pläne auch klingen: Bis das erklärte Ziel erreicht wird, 90 % der Fläche des gesamten Landes und 99 % der Bevölkerung zu erreichen, werden noch etwa fünf Jahre vergehen. Wie auch schon beim Sprung von 3G auf 4G wird es einige Zeit dauern, bis von einem flächendeckenden Ausbau die Rede sein kann – sofern dieses Ziel in der Praxis auch tatsächlich erreicht wird. Denn die Erfahrung zeigt, dass die „atmenden“ Funkzellen im LTE-Netz ihre Reichweite bei starker Nutzung deutlich einschränken können und sich ein theoretisch versorgter Bereich in der Praxis als Funkloch entpuppen kann.

Welchen Nutzen bringt 5G?

Natürlich stellt sich in diesem Zusammenhang die Frage, worin der Mehrwert von 5G überhaupt liegt. Während 3G die mobile Internetnutzung nach unserem heutigen Verständnis überhaupt erst ermöglicht hat und durch 4G auch Videostreaming und andere datenhungrige Nutzungsszenarien alltäglich wurden, ist der kommende Innovationssprung noch unklar. Im privaten Umfeld ist vor allem von der Nutzung der sogenannten virtuellen Realität die Rede und in den Medien wird häufig das autonome Fahrzeug thematisiert – doch für den Mittelstand rückt vor allem die Industrie 4.0 und das Internet der Dinge in den Mittelpunkt. Thomas Jarzombek, Beauftragter des Bundeswirtschaftsministeriums für den Bereich „digitale Wirtschaft“ sieht gar das „Fundament für den disruptiven Wandel“ kommen. Die Deutsche Telekom stellt ebenso die Anforderungen industrieller Anwendungen in den Vordergrund. In der Tat ermöglichen Übertragungsleistungen von 10.000 MBit/s andere technische Lösungen, als mit den – in der Praxis auch nur selten erreichten – 500 Mbit/s, die LTE in der höchsten Ausbaustufe erzielen konnte. Für den Mittelstand interessant sind vor allem die flexibleren Infrastrukturen im Bereich der Kommunikation, bei der Informationen in Echtzeit ausgetauscht werden können. Durch umfangreiche Sensorik können im Bereich der Logistik beispielsweise die Füllstände von Lagerfächern übermittelt werden, auch die Zustandsüberprüfung der gelagerten Ware ist denkbar. Die Autonomie in der Fortbewegung könnte einen weiteren Produktivitätsfortschritt bedeuten.

Network Slicing: virtuelles Netzwerk Kernelement von 5G

Neben der hohen Datenrate liegt der Vorteil der 5G-Technik vor allem auch in neuen technischen Möglichkeiten wie dem Network Slicing. Gemeint ist mit dem Begriff die Nutzung verschiedener virtueller Netzwerke innerhalb einer physischen Infrastruktur. Genauso wie virtuelle Rechenmaschinen heute zum Standard gehören und letztendlich auch mit dazu beigetragen haben, dass die Kosten für die Nutzung einer Serverinfrastruktur rapide gefallen sind, ist dies auch von den kommenden drahtlosen Netzwerken zu erwarten.

5G-Netzzwerk

Vor allem aber liegt der Vorzug darin, dass die technischen Gegebenheiten wie Latenzzeiten, Reichweiten, Übertragungsraten oder Verfügbarkeiten individuell an die genutzten Geräte innerhalb des virtuellen Netzwerks angepasst werden können.

Letztlich handelt es sich beim 5G Slicing um einen Paradigmenwechsel; bisher wurde im LTE-Netz noch versucht, die gemeinsam genutzte Infrastruktur so auszurichten, dass für jede Anwendung ein sinnvoller Kompromiss eingegangen wurde.

Internet der Dinge: Kabelnetze künftig überflüssig?

Insbesondere in Zusammenhang mit „M2M“, kurz für Machine-to-Machine“ – also der Kommunikation technischer Geräte untereinander- sind kurze Latenzzeiten ein entscheidendes Kriterium. Eine hohe Reichweite wird nicht in jedem Fall benötigt, ein geringer Energieverbrauch kann je nach Anwendungsfall einen erheblichen Vorteil bringen. Während die Kommunikation mit WLAN-Netzwerken schon aufgrund der problematischen Sicherheit keine Option ist und sich Kabel nicht überall installieren lassen, könnte der neue Mobilfunkstandard hier Abhilfe schaffen. Insbesondere im Fertigungsumfeld kann 5G hier Vorteile ausspielen, weil bei einer Veränderung des Layouts der Produktion die Aufwände reduziert werden können.

Sicherheit für Unternehmen: Zentrales MDM

Natürlich sorgt 5G auch für weitere Möglichkeiten des mobilen Arbeitens: Bereits zur Einführung von LTE wurde postuliert, dass die hohe Performance ein kabelgebundenes Netz überflüssig machen würde. Diese Versprechen wurden durch die Mobilfunknetzbetreiber nur teilweise eingelöst; für den kommenden Standard erscheint eine Unabhängigkeit von zentralen Kabelnetzen hingegen in greifbare Nähe gerückt. Das Arbeiten von zuhause oder unterwegs könnte sich zur neuen Normalität etablieren, in Verbindung mit einem effektiven „Mobile Device Management“, kurz MDM, leidet die Sicherheit der sensiblen Unternehmensdaten hingegen nicht. Beim MDM verwaltet das Unternehmen sämtliche Endgeräte in einem Netzwerk durch eine Software auf zentraler Ebene. Auf diese Weise können Unternehmensanwendungen und bestimmte freigegebene Apps über einen eigenen App-Store zur Verfügung gestellt werden. Auch Konfigurationseinstellungen lassen sich auf diese Weise zentral verwalten und verteilen. Besonders wichtig: Kommt es zu einem Verlust des Gerätes können unternehmensbezogene Daten einfach gelöscht werden.

Was kostet 5G?

Doch was kostet die Nutzung der schnellen Datennetze? Fachleute sind sich in diesem Punkt uneinig und gehen davon aus, dass sich die Preise nach der flächendeckenden Einführung erst noch bilden werden. Die Telekom wird hier schon konkreter: Zwar werden offiziell keine Preise für die Erstellung eigener Unternehmensnetze genannt, ein Einführungsangebot für KMUs liegt bei maximal 1000 EUR im Monat für die Verwendung von bis zu 20 SIM-Karten. Für die Umstellung eines mittelgroßen Industrieunternehmens auf Industrie 4.0 gehen Experten bei einer Laufzeit von zehn Jahren von Gesamtkosten in Höhe von etwa 350.000 EUR aus, ein landwirtschaftlicher Betrieb muss für die entsprechende Sensorik zum genauen Ausbringen von Düngemitteln und der Steuerung von selbstfahrenden Traktoren für denselben Zeitraum etwa mit Gesamtkosten von einer halben Million Euro rechnen. Rüstet ein mitteldeutsches Krankenhaus mit 1000 Betten und drei Klinikgebäuden auf den neuen Standard um, um Patientenakten zu vernetzen und Messgerät zu überwachen werden mehr als 1,5 Millionen EUR fällig.

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Schwerfälliger Netzausbau: Unklarer Nutzen, hohe Kosten

Die Kosten sind also keinesfalls zu unterschätzen und neben den unklaren Szenarien wohl auch einer der Gründe, warum die Einführung bislang noch recht schleppend verläuft. Das autonome Fahren rückt beispielsweise erst dann in den Bereich des möglichen, wenn die gesamte Infrastruktur aufgebaut ist – und dies kann bekanntlich noch einige Zeiten Anspruch nehmen. Die Modernisierung von Landwirtschaftsbetrieben wird vermutlich erst dann für eine größere Anzahl der eher konservativen Unternehmer interessant, wenn sich die Technik in der Praxis auch bewährt hat.

Fazit: Der Mittelstand sollte auf 5G setzen

Keine Frage: Um sich entscheidende Wettbewerbsvorteile zu verschaffen, führt auch für den Mittelstand auf lange Sicht kein Weg am neuen Mobilfunknetz vorbei. Fraglich ist nur, wann die Umstellung erfolgen sollte. Pauschal lässt sich diese Frage kaum beantworten, weil sich die jeweiligen Anwendungsfälle ebenso unterscheiden wie die daraus resultierende Kosten-Nutzen-Rechnung. Experten sehen vor allem die Netzbetreiber in der Verantwortung: Sie sollten auch den technischen Laien begreifbar machen, wie die Effizienzsteigerung ganz konkret aussehen kann – und damit eine Umstellung schon in den kommenden Jahren attraktiv werden könnte.