Wie wird sich die Mainstreamisierung von 5G auf das IoT im Jahr 2023 auswirken?

Bis 2025 wird die Zahl der Internet of Things (IoT)-Endpunkte oder „Dinge“ von einigen Millionen auf über 55 Milliarden steigen. Das Wachstum von 5G-Netzen wird zu den wichtigsten Elementen gehören, die zu dieser Expansion führen.

Die bevorstehende Einführung von 5G oder der 5. Generation der Mobilfunkkonnektivität ist eine hervorragende Nachricht für den Markt des Internets der Dinge. Dies liegt zum Teil daran, dass 5G-Netze die Leistung und Zuverlässigkeit dieser miteinander verbundenen Geräte erheblich verbessern werden.

Was bedeutet 5G für das IoT?

5G oder Wireless der fünften Generation ist die neueste Version der Mobilfunktechnologie, die entwickelt wurde, um die Reaktionsfähigkeit und Geschwindigkeit von drahtlosen Geräten erheblich zu verbessern.

Die International Telecommunications Union (ITU) hat Mindestrichtlinien für eine neue Technologie entwickelt, die das 3rd Generation Partnership Project (3GPP) weiter definiert und standardisiert hat.

Während sich die ursprüngliche 5G-Standardversion, 3GPP Release 15, auf die Aufrüstung von mobilem Breitband (eMBB) konzentrierte, um eine größere Kapazität, einen schnelleren Durchsatz und eine geringere Latenz bereitzustellen, definierte sie auch die technische Grundlage von 5G New Radio (NR), die als Plattform für dienen würde zukünftige Entwicklungen.

In der folgenden Aktualisierung der 5G-Spezifikationen, 3GPP Release 16, erfolgte ein entschlossener Vorstoß, die Reichweite von 5G auf andere Sektoren auszudehnen – durch Hinzufügen neuer Funktionen. Release 16 bietet eine verbesserte ultra-zuverlässige Kommunikation mit geringer Latenz (eURLLC) für Millisekunden-Verzögerungen, zeitsensitives Networking (TSN), das eine zeitlich deterministische Kommunikation ermöglicht, sowie unlizenziertes Spektrum (NR-U) mit privater Netzwerkunterstützung für flexiblere Bereitstellungen.

Release 16 führt auch hochzuverlässige 5G-Geolokalisierung ein, die aktuelle Standortdienste wie GNSS ergänzt und eine Vielzahl von 5G-IoT-Anwendungsfällen wie Asset-Tracking ermöglicht.

5G wird auch Milliarden von IoT-Geräten mit bescheidener Komplexität effektiv miteinander verbinden, wie etwa Umweltsensorgeräte und Verbrauchszähler. Typischerweise sind diese Internet-of-Things-Geräte verzögerungstolerant, wenig komplex und energieeffizient.

Während Release 16 begann, IoT-Anforderungen an jedem dieser geschäftskritischen Knoten mit sehr hoher Leistung (z. B. IIoT) und extrem minimaler Komplexität (z. B. NB-IoT) zu bewältigen, gibt es dazwischen eine breite Palette von IoT-Anwendungsfällen. Als Reaktion darauf führt 3GPP Release 17 5G NR-Light ein, das Geräten mit reduzierter Komplexität wie Industriekameras, High-End-Wearables und Smartphones der Einstiegsklasse neue Effizienz verleihen wird.

Vorteile der Verwendung von IoT-Geräten in einem 5G-Mobilfunknetz

5G bietet eine schnellere, zuverlässigere und sicherere Kommunikation, was die Entwicklung von autonomen Autos, intelligenten Netzen für erneuerbare Energie und KI-fähigen Bots für den Einsatz in Fabrikhallen vorantreibt. Es entfesselt ein riesiges IoT-Ökosystem, in dem Netzwerke Milliarden von verbundenen Geräten mit den entsprechenden Bandbreiten-, Latenz- und Preiskompromissen bedienen können. Lassen Sie uns diese Vorteile genauer untersuchen:

1. Hochgeschwindigkeits-Datenaustausch zwischen Geräten ermöglichen

Die Rentabilität jeder IoT-Implementierung basiert letztendlich auf ihrer Funktionalität, die davon bestimmt wird, wie schnell sie sich mit mehreren anderen IoT-Systemen, Tablets und Telefonen, Technologien in Form ihrer Website oder App und anderen Arten von Software verbinden kann. Mit 5G werden die Datenübertragungsraten drastisch steigen. Berichte deuten darauf hin, dass 5G tatsächlich 10-mal schneller sein wird als LTE-Netze. Diese Geschwindigkeitsverbesserung wird es den Geräten des Internets der Dinge ermöglichen, sich schneller als je zuvor zu unterhalten und Daten auszutauschen.

2. Netzwerke zuverlässiger machen

5G-Netze werden nicht nur schnellere Verbindungen bieten, sondern auch konsistenter funktionieren, was zu mehr Sicherheit und Zuverlässigkeit führt. Zuverlässige und stabile Netzwerkbedingungen sind für jedes IoT von entscheidender Bedeutung, insbesondere aber für Überwachungssysteme, die auf Echtzeit-Updates angewiesen sind, wie Sicherheitssysteme, Überwachungskameras und andere verbundene Geräte. Die Benutzer profitieren von einer erhöhten Zuverlässigkeit verschiedener angeschlossener Geräte als Ergebnis der Fähigkeit eines 5G-Netzwerks, zusätzliche angeschlossene Geräte zu unterstützen.

3. Verbesserung der Benutzererfahrung mit geringerer Latenz

Latenz ist das Intervall, das existiert, bevor eine Aktion abgeschlossen ist, und ihre nachfolgende Antwort. Zum Beispiel die Zeit vom Klicken auf den Link zu einer Website und dem Browser, der diese Website anzeigt. 5G-Netze werden die Latenz im Vergleich zu 4G LTE erheblich reduzieren. Ein Experiment legt nahe, dass sie unter 5 Millisekunden liegen kann. Diese verringerte Latenz wird eine Echtzeit-Vernetzung ermöglichen, die neue Anwendungen wie das Internet der Dinge (IoT) und künstliche Intelligenz (KI) unterstützen wird.

4. Unterstützung massiver IoT-Implementierungen

5G wird einen breiten Frequenzbereich und bis zu 1.000-mal mehr Kapazität als 4G bieten. Es wird in der Lage sein, zahlreiche internetfähige Geräte wie Smartphones, Sensoren und Internet of Things (IoT)-Geräte zu verbinden und zahlreiche Anwendungen mit hoher Nachfrage gleichzeitig zu verwalten. Aufgrund seiner niedrigen Kosten, Energieeffizienz und zuverlässigen Abdeckung ermöglicht es den groß angelegten Einsatz produktiverer und benutzerfreundlicher Geräte.

5. Segmentierung der IoT-Nutzung durch Network Slicing

5G ermöglicht die Installation virtualisierter Netzwerke, oft als Network Slicing bezeichnet, wodurch Benutzer und Hersteller kundenspezifische Verbindungen bereitstellen können. Die Priorisierung von Verbindungen und die Anpassung von Latenzen tragen dazu bei, die Ausfallsicherheit des Netzwerks im Falle einer Überlastung oder eines Notfalls zu gewährleisten. In einem Krankenhaus kann das Netzwerk beispielsweise so aufgebaut sein, dass die zwischen Chirurgen und Bots bestehenden Verbindungen priorisiert werden, im Gegensatz zur Kommunikation, die von Patienten verwendet wird. Somit kann eine Notfallkommunikation sichergestellt werden, selbst wenn das Netzwerk maximal ausgelastet ist.

Die wichtigsten IoT-Anwendungsfälle für 5G im Jahr 2023

Im Jahr 2023 wird die Mainstreamisierung von 5G-Netzen in den folgenden Bereichen der IoT-Implementierung den größten Unterschied machen:

1. Smart Homes und Smart Cities

Intelligente Häuser, Uhr-und-Telefon-synchronisierte IoT-Gadgets und Fitness-Apps sind jetzt in aller Munde. Angesichts der derzeitigen Abhängigkeit vom zellularen IoT in großem Maßstab wird die Zukunft von 5G in 20 Jahren drastisch anders aussehen. Es wird einen weit verbreiteten Einsatz von fahrerlosen Fahrzeugen und die Automatisierung von Versorgungsdiensten wie der Müllentsorgung geben. Um Treibhausgasemissionen und Umweltverschmutzung zu minimieren, wird es auch eine zunehmende Nutzung von Smart Grids und Umweltüberwachung geben.

2. Intelligente Netze und Versorgungsbetriebe

Heute steigt der Strombedarf weiter an. Smart Grids und virtuelle Kraftwerke sind die technologischen Antworten auf dieses Problem. 5G ermöglicht die Einbindung von Echtzeitmanagement und die Automatisierung der intelligenten Stromnetze. Sobald wir beginnen, Probleme umgehend zu identifizieren und Abhilfe zu schaffen, wird auch die Wartung optimiert.

Im Vergleich zu kabelgebundenen Alternativen weist 5G schnellere Bereitstellungsraten und niedrigere Kosten auf, weshalb es allgemein akzeptiert wird. Folglich binden Versorgungsunternehmen nach und nach neue Sensoren, Steuerungssysteme und erneuerbare Energiequellen in ihre Netze ein.

3. Nationale Sicherheit und Videoüberwachung

Videoüberwachung ist eine weitere 5G-fokussierte IoT-App, die voraussichtlich florieren wird. Angesichts der jüngsten globalen Entwicklungen ist die Regierung bereit, in öffentliche Überwachungs- und Sicherheitsmaßnahmen zu investieren. Derzeit sind Videoüberwachungssysteme auf kabelgebundene Kommunikation angewiesen, aber die Einführung von drahtlosen Netzwerken kann die Installation beschleunigen und Kosten senken, während die Konnektivität und Leistung im Vergleich zu kabelgebundenen Systemen verbessert werden.

Abschluss

5G, eine weltweite Technologie, wird kontinuierlich unter Verwendung der internationalen 3GPP-Standards eingesetzt. Es wurde entwickelt, um die Kompatibilität und Unterstützung für das Internet der Dinge sicherzustellen, und es entwickelt sich ständig weiter, um vereinbarte Standards zu verbessern. Zusätzlich zur Unterstützung von 4G für das Internet der Dinge werden Release 15 und 16 der 3GPP-Standards zusätzliche Unterstützung für IoT-Geräte mit 5G-Eigenschaften wie Ultra-Sicherheit und Zuverlässigkeit sowie niedrige Latenz bieten.

Zusätzliche 5G-Fortschritte, wie Network Slicing, sichere Netzwerke und der 5G-Core, werden dazu beitragen, die Vision eines weltweiten IoT-Netzwerks zu verwirklichen, das eine Vielzahl von verbundenen Geräten unterstützen kann. Dieser gesamte Prozess soll 2023 beginnen, mit der schnellen Mainstreamisierung von 5G und der zunehmenden IoT-Akzeptanz.