Technologie 5G und Technologie

Die 5G Technologie bietet zahllose neue Anwendungsmöglichkeiten. Von der leistungsfähigen Breitbandverbindungen profitieren nicht nur Konsumenten, sondern auch in Wirtschaft und Gesellschaft kommen verschiedene Sektoren dank 5G in den Genuss von Digitalisierung und neuen Anwendungen.

5 G VR glasses

Die 5G-Revolution

Tag für Tag stehen wir digital miteinander in Verbindung. Um die stetig steigende Nachfrage nach Sprach- und Datenverbindungen zu befriedigen, werden öffentliche Mobilfunknetze kontinuierlich ausgebaut. Nach 2G, 3G, 4G (und sogar 4,5G) ist 5G eine echte Revolution und bietet viel mehr Möglichkeiten als eine einfache Mobilfunkverbindung zwischen Telefon und Basisstation. Die Technologie bietet zahllose neue Anwendungsmöglichkeiten. Von der leistungsfähigen Breitbandverbindungen profitieren nicht nur Konsumenten, sondern auch in Wirtschaft und Gesellschaft kommen verschiedene Sektoren dank 5G in den Genuss von Digitalisierung und neuen Anwendungen. Im Rahmen von 5G werden diese Sektoren auch als „Verticals“ bezeichnet. Verticals nutzen herkömmliche, geteilte private oder private Mobilfunknetze.

Einige Beispiele:

  • Optimierung der Mobilität und Einsatz von autonomen Fahrzeugen
  • Innovationen in der Fertigungsindustrie
  • Möglichkeiten für die Fernüberwachung von Gesundheitsdaten
  • Verbesserung der öffentlichen Sicherheit
  • neue Entwicklungen in den Bereichen virtuelle Realität und digitale Medien
  • Verwendung von Sensoren in autonomen Agrarmaschinen in der Präzisionslandwirtschaft
  • Umsetzung des Konzepts der intelligenten Stadt
  • Überwachung und Optimierung von Energieverbrauch und Produktion
  • Ermöglichung der Kommunikation zwischen vernetzten Objekten (Internet der Dinge), zum Beispiel für Sensornetze, die Klimaveränderungen in der Umwelt messen

Jeder Sektor stellt eigene Anforderungen an die Kommunikation und legt zum Beispiel besonderen Wert auf Zuverlässigkeit, Reichweite, Übertragungsgeschwindigkeit, Energieverbrauch oder Latenz (Gesamtverzögerung zwischen Versand und Empfang eines Signals, in der Regel in Millisekunden). In all diesen Bereichen kann 5G effektiv eingesetzt werden. Für weitere Details und Beispiele verweisen wir auf die folgenden Studien: Berec, Europäische Kommission, Europäische Investitionsbank, Weltwirtschaftsforum 1. Weltwirtschaftsforum 2, Arthur D. Little 1, Arthur D. Little 2.

5G in drei Aspekten

Die Internationale Fernmeldeunion (ITU) hat die konkreten technischen Merkmale von 5G im Vergleich zu 4G im Hinblick auf drei Aspekte festgelegt:

1. Schnelle Mobilfunkverbindungen

  • maximale Downloadgeschwindigkeit: 20 Gbit/s
  • jedem Nutzer muss standardmäßig ein Durchsatz von 100 Mbit/s zur Verfügung stehen, sodass stets extrem schnell gesurft werden kann

2. Stark verringerte Latenz (Reaktionszeit)

  • schnellere Reaktionszeit für spezielle Anwendungen (bis zu 1 ms)
  • wichtig für neue Anwendungen, die auf eine geringe Latenz angewiesen sind (zum Beispiel autonomes Fahren oder intelligente Fabriken)

3. Größere Zahl an vernetzten Objekten

  • bis zu 1.000.000 Geräte pro Quadratkilometer sind möglich

Schrittweise Einführung von 5G

Die oben aufgeführten technischen Merkmale sind noch nicht überall und für jede Anwendung Realität, sondern als Ziele zu verstehen. Die Einführung von 5G kostet Zeit. Bestimmte Anwendungen werden noch von der aktuellen 4,5G-Technologie unterstützt. Die 5G-Technologie wird nach und nach für alle Anwendungen eingeführt. Dieser Prozess kann mehrere Jahre dauern. Die Verticals werden einen wichtigen Nährboden für die Einführung von 5G bilden.

Weitere Informationen über die Weiterentwicklung der Mobilfunktechnologie finden Sie in diesem aktuellen Bericht der Europäischen Kommission, im Cisco Annual Internet Report 2018-2023 und im Bericht The Mobile Economy 2021 von GSMA.

Wie wurde 5G entwickelt?

Jede neue Mobilfunkgeneration hat ihren Anfang in Forschungsgruppen der Internationalen Fernmeldeunion (ITU), der auf Informations- und Kommunikationstechnik spezialisierten Agentur der Vereinten Nationen. Die ITU wurde 1865 gegründet, um den Aufbau internationaler Kommunikationsnetzwerke zu begleiten. Die ITU setzt sich dafür ein, alle Menschen auf der Welt unabhängig von ihrem Wohnort und ihren Mitteln miteinander zu vernetzen. Dazu beschäftigt sich die Agentur mit Frequenzbändern, Satellitenbahnen und der Entwicklung technischer Normen, um weltweit den Zugang zu Information und Kommunikation zu verbessern und das Recht jedes Menschen auf Kommunikation durchzusetzen und zu schützen.

Nach vielen Jahren der Forschung hat die ITU eine detaillierte Empfehlung ausgearbeitet: M.2150-0: Detailed specifications of the terrestrial radio interfaces of International Mobile Telecommunications-2020 (IMT-2020). Diese Empfehlung enthält in Abstimmung mit allen Sektoren und Nationen erstellte Spezifikationen für die Funkschnittstellen der terrestrischen Komponenten des 5G-Netzes. IMT-2020 sorgt für eine weltweite Kompatibilität und regelt internationales Roaming und den Zugang zu den Diensten in verschiedenen Anwendungsprofilen, zum Beispiel Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Massive Machine Type Communications (mMTC) und Ultra Reliable and Low Latency Communications (URLLC).

Die Spezifikationen der Empfehlung werden von Organisationen wie 3GPP und ETSI in technische Normen umgesetzt. Danach prüfen verschiedene Arbeitsgruppen mit Teilnehmern von Telekommunikationsanbietern, Chipherstellern, Akteuren der Verticals usw., wie die Empfehlungen implementiert werden können. Ziel ist es, gemeinsam zu einem weltweit gültigen Konsens zu kommen. Die internationalen Spezifikationen für die aktuelle 5G-Technologie sind die 15. Ausgabe der 3GPP-Standards, kurz auch als Release 15 bezeichnet. Dieser Konsens ist unverzichtbar, damit alle Beteiligten die gleiche technische Sprache sprechen und so weltweit kompatible Netze aufbauen können.

5G und Cybersicherheit

5G ändert die Art und Weise, wie wir Mobilfunknetze nutzen, zum Beispiel durch neue Anwendungen, Dienstleistungen und Anbieter. Klar ist, dass 5G eine große Rolle in der Gesellschaft spielen wird. Deshalb ist auch die Sicherheit der 5G-Technologie ein wichtiger Faktor.

Empfehlungen auf europäischer Ebene

Am 26. März 2019 hat die Europäische Kommission die Empfehlung (EU) 2019/534 über die Cybersicherheit der 5G-Netze verabschiedet. Darin werden die Mitgliedstaaten aufgefordert, jeweils eine nationale Risikobeurteilung für 5G-Netze vorzunehmen. Auch die Anforderungen für die Herstellung der Sicherheit und das Risikomanagement sollen auf nationaler Ebene geprüft werden. Mit ihrer Empfehlung hat die Kommission die EU-Mitgliedstaaten aufgefordert, zusammen an einer koordinierten Risikobeurteilung zu arbeiten. Damit wird die Absicht verfolgt, ein gemeinsames Instrumentarium an Maßnahmen für die Bekämpfung von Cybersicherheitsrisiken in 5G-Netzen zu entwickeln. 24 Mitgliedstaaten sind der Empfehlung gefolgt und haben ihre Ergebnisse der Europäischen Kommission und der Europäischen Agentur für Netz- und Informationssicherheit (ENISA) vorgelegt.

  • Am 9. Oktober 2019 wurden die Ergebnisse im Bericht über die EU-weit koordinierte Risikobewertung in Bezug auf die Cybersicherheit in den Netzen der 5. Generation (5G) veröffentlicht. Der Bericht zeigt die wichtigsten Bedrohungen und Akteure, die am stärksten gefährdeten Aktiva, die entscheidenden Verwundbarkeiten und einige strategische Risiken auf.
  • Im Januar 2020 hat der Kooperationsverbund NIS einen Bericht über die Genehmigung des Instrumentariums mit einer Reihe von Maßnahmen zur Erhöhung der Cybersicherheit auf nationaler und europäischer Ebene veröffentlicht.
  • In 23 Sprachen wurde ein Informationsblatt mit den folgenden Inhalten herausgegeben:
  • einer Zeitleiste für die 5G-Sicherheit
  • dem Instrumentarium für die Cybersicherheit von 5G-Netzen
  • den wichtigsten in diesem Zusammenhang zu ergreifenden Maßnahmen
  • Am gleichen Datum hat die EU ferner einen Bericht veröffentlicht, in dem auf die Bedeutung der Anwendung des Instrumentariums für die sichere Einführung der 5G-Netze in der EU hingewiesen wird. In diesem Bericht werden die Mitgliedstaaten aufgefordert, spätestens am 30. Juni 2020 Rückmeldung über die Ausführung zu geben.

Cybersicherheit in Belgien

Das Belgische Institut für Post und Telekommunikation (BIPT) arbeitet eng mit anderen belgischen und europäischen Instanzen an der Sicherheit der 5G-Netze zusammen. Es wurde eine nationale Risikobeurteilung vorgenommen, anhand der ein Bericht über die erforderlichen nationalen Maßnahmen unter Berücksichtigung internationaler Entwicklungen erstellt wurde. Auf dieser Grundlage hat der Nationale Sicherheitsrat am 22. Juni 2020 entschieden, die vorgeschlagenen Maßnahmen zu übernehmen und den gesetzlichen Rahmen entsprechend anzupassen. Die zusätzlichen Maßnahmen ergänzen die bestehenden Pflichten zur Sicherung der Netze.

Darstellung der Cybersicherheit auf europäischer Ebene

Alle EU-Mitgliedstaaten haben nationale Risikobeurteilungen im Bereich Cybersicherheit durchgeführt. In diesem Bericht werden die wichtigsten Online-Bedrohungen, Risiken, Schwachstellen und Akteure genannt. Auf der Grundlage dieser Bewertung werden Maßnahmen auf nationaler und europäischer Ebene konzipiert.