Die 5 wichtigsten Anwendungsfälle für 5G im IoT in der Praxis

Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Blogbeitrags (Juli 2022) lautete der neueste GSMA Intelligence-Bericht weltweit 198 kommerzielle 5G-Einführungen mit einer Marktdurchdringung von etwa 9 % aufgeführt. Die hochgesteckte Prognose lautet, dass bis 2025 1,2 Milliarden oder 26 % der weltweiten Verbindungen primär über 5G laufen werden. Ist der Hype nun endlich Realität geworden? Die Antwort lautet ja, allerdings mit einigen Einschränkungen.

 

Robustel hat unser Flaggschiff-5G-Gerät R5020 auf den Markt gebracht, und im Laufe des Jahres 2021 haben wir Hunderte von Experimenten und Proof-of-Concept-Anwendungsfällen gesehen.

 

Mit der Einführung unseres 5G-Routers der nächsten Generation, dem EG5120 vor der Tür steht, dachten wir, dass jetzt ein guter Zeitpunkt ist, um über einige der Anwendungsfälle nachzudenken, die wir im letzten Jahr gesehen haben, und darüber, wo die 5G-Technologie am meisten genutzt wird.

Robustel EG5120 – 3GPP R16 NR Edge-Computing-Gateway

 

5G – die Notwendigkeit einer „breiteren Leitung“

Letztendlich basieren viele Anwendungsfälle, die wir für 5G gesehen haben, auf der einfachen Prämisse, dass man über das Mobilfunknetz mehr Daten schneller übertragen kann als bei herkömmlichen 3G/4G-Anwendungsfällen. Das macht Sinn, da wir genau denselben Trend beim Übergang von 2G zu 3G und von 3G zu 4G/LTE gesehen haben.

Dies eröffnet 5G als praktikable Alternative für Unternehmensnetzwerklösungen wie ADSL/Breitband-Failover und sogar als schnell einsetzbare Primärverbindung (die nicht unbedingt als IoT-Lösung qualifiziert ist).

Es ist jedoch wichtig zu erwähnen, dass Sie mit einer 5G-Verbindung als „breiterer Kanal“ mehrere verbundene Systeme über einen einzigen Router mit minimalem Aufwand betreiben können. Dies macht Anwendungen im Einzelhandel, am Point of Sale und im Bereich Digital Signage sehr attraktiv, was zu eher traditionellen IoT-Anwendungen führen kann.

 

1. Öffentliche WLAN-Verbindung

Ok... Wir haben ein bisschen geschummelt – obwohl wir zu Beginn dieser Liste gesagt haben, dass Unternehmenskonnektivität nicht wirklich „IoT“ ist, kann man die enorme Verbreitung von 5G-Routern, die bestellt und für die Bereitstellung von WLAN-Konnektivität für die Öffentlichkeit verwendet werden, nicht ignorieren. Dazu gehören:

• Züge
• Busse
• Schiffe
• Flughäfen
• Sportplätze
• Einkaufszentren
• Öffentliche Räume

 

Die Liste lässt sich beliebig fortsetzen. Überall dort, wo Menschen eine Verbindung herstellen möchten, ziehen Anbieter 5G als bevorzugte WLAN-Lösung in Betracht.

Interessant wird es hier durch die Möglichkeit, die 5G-Konnektivität auf Router-Ebene zu partitionieren und zu verwalten. Plötzlich entfällt die Notwendigkeit, Backend-Systeme (wie Telematik, Zahlungsdienste und Überwachungslösungen) auf einem separaten Router vom öffentlichen Datenverkehr zu isolieren. Die von 5G gebotenen Geschwindigkeiten machen es durchaus möglich, Verbrauchern WLAN-Lösungen anzubieten und gleichzeitig IoT-Systeme im selben Netzwerk über denselben Router zu betreiben, was erhebliche Kosten einspart und potenzielle Big-Data-Möglichkeiten eröffnet.

 

Natürlich möchten wir Sie daran erinnern, dass die Kosteneinsparungen durch Lastenausgleich auf einem einzigen Router zwar attraktiv sein mögen, Sie jedoch bei einer Kombination aus öffentlicher und privater Konnektivität sicherstellen müssen, dass Sie mit der Netzwerksicherheit zufrieden sind.

 

2. Intelligente Verkehrssysteme

Während 5G spannende großflächige Anwendungen für „Smart Cities“ bietet, werden viele Proof-of-Concept-Lösungen in intelligenten Verkehrssystemen (ITS) bereits Realität.

 

Angesichts der wachsenden Weltbevölkerung wird es immer wichtiger, dass Städte sowohl in die Breite als auch in die Höhe wachsen. Mit der Ausdehnung in die Breite steigt auch der Bedarf an neuen Straßen und Verkehrsinfrastrukturen. Bislang war eines der größten Probleme bei neuen Verkehrslösungen der enorme Aufwand für die Verkabelung von Ampeln, Radarkameras usw.
All dies kann nun mit LTE/4G-Technologie abgedeckt werden.

 

Wo 5G wirklich zur Geltung kommt, ist die Geschwindigkeit, mit der Daten von einem entfernten Standort in die Cloud gesendet werden können. Mithilfe einer Kombination aus Sensoren, Kameras und KI können Straßenverkehrsbehörden beispielsweise sofort nach einem Unfall kristallklare Videoaufnahmen an eine Leitstelle senden.

Anschließend können sie über dasselbe Netzwerk damit beginnen, den Verkehr umzuleiten, Geschwindigkeitsbegrenzungen anzupassen und Warnsignale einzusetzen, während sie gleichzeitig die Analysedaten vom Unfallort nutzen, um den Umfang an Personal und Ausrüstung zu ermitteln, der für eine effiziente Bewältigung der Situation erforderlich ist.

3. Unbemannte/autonome Fahrzeuge

Vergessen Sie vorerst Ihre Gedanken an Westworld und selbstfahrende Autos, denn wir sprechen hier nicht über diese Art von autonomen Fahrzeugen (obwohl 5G uns definitiv näher an dieses Ziel bringt!).

 

Nein, wir sprechen hier von Fahrzeugen, die auf Privatgrundstücken eingesetzt werden. Dazu gehören kleine Roboter, die in Fabriken herumflitzen und Regale auffüllen/befüllen, bis hin zu riesigen Bergbaumaschinen, die auf Geländen herumrollen, die leicht mehrere Kilometer umfassen können.

 

Durch die Nutzung eines 5G-Netzes für die Kommunikation können Fabrikroboter in nahezu Echtzeit Rückmeldungen geben und Befehle empfangen, ohne durch aufwendige Verarbeitungskapazitäten für die Entscheidungsfindung am Rand des Netzwerks belastet zu werden. Dadurch werden die Roboter langfristig kostengünstiger und batterieeffizienter.

 

5G wird in Bergwerken aus Sicherheits- und Effizienzgründen eingesetzt, während private 5G-Netze zum Einsatz kommen, um autonome Maschinen rund um die Uhr in Bereichen zu betreiben, in denen erhebliche Sicherheitsvorkehrungen für menschliches Personal erforderlich wären. Ein weiterer Sicherheitsvorteil des Einsatzes von 5G bei autonomen Fahrzeugen im Bergbau ergibt sich wiederum aus der Möglichkeit, dank Verbindungen mit geringer Latenz Entscheidungen in Echtzeit zu treffen. Das bedeutet, dass Kameras und Sensoren an Fahrzeugen angebracht werden können, um Arbeiter oder Vorgesetzte über mögliche Kollisionen und Unfälle zu informieren.

4. Massendatenverarbeitung 

Geringere Latenzzeiten und höhere Geschwindigkeiten bedeuten, dass Daten aus mehr Datenpunkten in eine zentrale Cloud-Speicherort zur Verarbeitung übertragen werden können. Dies eignet sich für Anwendungen, die riesige Datenmengen nutzen, um verwertbare Erkenntnisse zu gewinnen. Beispiele hierfür sind Geräte zur Personenzählung und zur Erstellung von Heatmaps in Einkaufszentren oder bei öffentlichen Veranstaltungen bis hin zu lebensrettenden Anwendungen wie dem Streaming von Patientengesundheitsdaten aus einem fahrenden Krankenwagen auf dem Weg zum Krankenhaus.

 

Hier können 5G und Fog/Edge-Computing gleichzeitig miteinander konkurrieren und sich gegenseitig ergänzen. Dank der hohen Geschwindigkeiten und geringen Latenzzeiten von 5G könnten Sie beispielsweise theoretisch einen relativ „dummen” Router an einem Standort aufstellen und einfach endlose Datenströme an einen zentralen Cloud-Server streamen, wo die Verarbeitung in großem Umfang durch Rechenzentren erfolgen kann. Alternativ können Sie Edge-Verarbeitung und 5G-Geschwindigkeiten kombinieren (wie sie beispielsweise im EG5120) können IoT-Geräte am Netzwerkrand entscheiden, welche Daten sofort gesendet und welche archiviert werden sollen, wodurch das Netzwerk und die Ressourcen wesentlich effizienter genutzt werden.

 

5. IP-Kameras

Die endgültige „reale“ Anwendung für den Einsatz mit dem R5020 , für die eine enorme Nachfrage besteht, sind IP-Kameras. In Anlehnung an die Analogie der „fetteren Leitung“ bietet die Möglichkeit, hochauflösende Videos in Echtzeit über das Mobilfunknetz zu streamen, unbegrenzte Möglichkeiten für Sicherheit, Schutz und Notfalldienste.

 

Bei älteren Technologien wie 3G (und sogar 4G/LTE) mussten viele Kameraanwendungen ereignisgesteuert sein, oft wurden statische Bilder oder kurze Videos zum Zeitpunkt eines Vorfalls aufgenommen, dann verarbeitet und an einen Überwachungsstandort gesendet, was jede Echtzeitanwendung erschwerte.

 

Mit der 5G-Technologie können Videos jedoch kontinuierlich gestreamt werden. Wir haben Anwendungen gesehen, bei denen das Streaming bewusst auf eine niedrige Auflösung beschränkt wird, um die Bandbreitennutzung zu reduzieren, und dann auf 1080p oder 4K erhöht wird, sobald ein Vorfall erkannt wird.

 

Die 5G-Technologie ermöglicht es Kameras, als ferngesteuerte Augen und Ohren für Sicherheits- und öffentliche Sicherheitsanwendungen zu fungieren. Dabei werden Daten in hoher Qualität in Echtzeit übertragen, sodass die Bediener am anderen Ende in Sekundenschnelle Entscheidungen treffen können, die Leben retten können.

Schlussfolgerung 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass 5G für das IoT angekommen ist und wir endlich Anwendungsfälle sehen, die über das Theoretische hinausgehen und in die Massenproduktion gehen. Da die Preise für 5G-Komponenten sinken und Netzwerke beginnen, „Slicing“ einzuführen, gehen wir davon aus, dass die Verbreitung von 5G im IoT exponentiell zunehmen wird. Angesichts der weltweiten Abschaltung von 3G-Netzen fragen Kunden bereits, ob sie 4G/LTE überspringen und direkt zu 5G übergehen können.

 

Wenn Sie mehr über die 5G-Technologie und die Lösungen von Robustel erfahren möchten, wenden Sie sich bitte an uns unter info@robustel.com . Wir verbinden Sie dann mit einem unserer globalen IoT-Spezialisten oder regionalen Partnern.