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.
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:
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.
Die Internationale Fernmeldeunion (ITU) hat die konkreten technischen Merkmale von 5G im Vergleich zu 4G im Hinblick auf drei Aspekte festgelegt:
1. Schnelle Mobilfunkverbindungen
2. Stark verringerte Latenz (Reaktionszeit)
3. Größere Zahl an vernetzten Objekten
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.
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 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 die Sicherheit der 5G-Technologie ein wichtiger Faktor.
In der Empfehlung der Kommission (EU) 2019/534 vom 26. März 2019 über die Cybersicherheit der 5G-Netze hat die Europäische Kommission (EK) die Mitgliedstaaten der Europäischen Union gebeten eine nationale Risikobewertung der 5G-Netze auszuführen. Zudem wurde auch gebeten die Sicherheitsanforderungen und Risikomanagementverfahren auf nationaler Ebene zu überprüfen und aktualisieren. Dies hat letztendlich zu einer von der NIS-Kooperationsgruppe erarbeiteten gemeinsamen Toolbox mit Maßnahmen zur Minderung sicherheitsrelevanter Risiken in 5G-Netzen.
In Belgien arbeitete das Belgische Institut für Postdienste und Telekommunikation (BIPT) mit anderen belgischen und europäischen Behörden an einen Bericht mit den erforderlichen Maßnahmen. Dabei wurde unter anderem die EU-Toolbox berücksichtigt. Aufgrund des Berichts bat der Nationale Sicherheitsrat (NSR) am 22. Juni 2020, zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen zu nehmen und den Gesetzesrahmen anzupassen. Die zusätzlichen Maßnahmen ergänzen die bestehenden Netzsicherheitsverpflichtungen.
In diesem Zusammenhang wurde am 17. Februar 2022 ein Gesetz zur Abänderung verschiedener Bestimmungen über die elektronische Kommunikation zur Einführung zusätzlicher Sicherheitsmaßnahmen zur Erbringung mobiler 5G-Dienste angenommen. Gemäß diesem Gesetz führt Artikel 105 des Gesetzes vom 13. Juni 2015 über die elektronische Kommunikation ein System ein, wobei MNOs eines 5G-Netzes verpflichtet werden, für die Nutzung ihrer aktiven 5G-Netzwerkelemente, eine ministerielle Genehmigung (eine vorherige oder eine für die Regulierung) zu erwerben. Zudem verpflichtet es die MNOs, die in Belgien elektronische Kommunikationsdienste anhand eines 5G-Netzes anbieten, um die Infrastrukturen dieses Netzes im Hoheitsgebiet der EU zu lokalisieren.
Der Königliche Erlass „Genehmigung“ vom 16. April 2023 legt die notwendigen Einzelheiten zur Implementierung des vom Gesetz eingeführten Systems von ministerieller Genehmigung fest Zudem dehnt es die Verpflichtung, eine ministerielle Genehmigung zu erwerben, auf die MVNOs und bestimmte Betreiber eines privaten 5G-Netzes (mit dem gesetzlichen Status des Betreibers einer kritischen Infrastruktur oder des Anbieters wesentlicher Dienste) aus, und wird eine ministerielle Genehmigung für alle diesen Teilnehmer auch eine Anforderung, um einen Diensteanbieter für die Verwaltung und Überwachung ihrer 5G-Netzwerkelemente in Anspruch zu nehmen. Der Königliche Erlass verweist auf empfindliche Zonen, wovon die Liste in der Anlage des Königlichen Erlasses vom 23. Oktober 2022 festgelegt ist (diese Anlage ist nicht öffentlich). Der Königliche Erlass „Genehmigung“ ist am 21. Mai 2023 in Kraft getreten.
Der Königliche Erlass „Lokalisierung“ vom 18. April 2023 erlegt dann die MNOs, volle MVNOs und bestimmte Betreiber eines privaten 5G-Netzes die notwendigen Regeln auf, damit sie die für das Funktionieren, die Sicherheit und die Kontinuität ihres Netzes absolut notwendigen Aktivitäten innerhalb des Hoheitsgebietes der Mitgliedstaaten der Europäischen Union ausüben. Dieser Erlass tritt am 1. Januar 2028 in Kraft, damit die betreffenden Unternehmen sich anpassen können.
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.
Telekommunikationssendemasten enthalten die Basisstationen, die das ganze Land mit Mobilfunkkommunikation versorgen. Wenn Sie Ihr Mobiltelefon/Smartphone benutzen, wird eine drahtlose Verbindung mit der Basisstation gemacht, mit der die Verbindung am Besten ist (meistens die nächstgelegene). Dies geschieht über hochfrequente elektromagnetische Felder (HF-EMF). Die Basisstationen bestehen aus einer oder mehreren Antennen, die die Funksignale senden und empfangen, wodurch in einem spezifischen Gebiet Mobilfunkdienste geliefert werden können. Im Allgemeinen wird eine Antenne per Mobilfunkstandard verwendet, aber manche Antennen können für mehrere Standards dienen, zum Beispiel die die sowohl für 4G als auch für 5G benutzt werden.
5G wird sich auf die verschiedenen Arten von bestehender schon von ehemaligen Mobilfunkgenerationen benutzter Infrastruktur basieren, wie Turme und Masten, und auch Glasfaserverbindungen, die eine Verbindung mit Basisstationen machen. Die erste Phase von 5G-Umsetzung erfordert keine massale Installation von neuen Funkanlagen. Betreiber werden meistens bestehende Turme und Masten einsetzen, um 5G-Antennen dahinzuzufügen oder die bestehenden Antennen upzugraden.
5G wird auch eine Art Zugangspunkt mit einer niedrigeren Stärke verwenden; „Kleinzellen“ („Small Cells“ oder „SAWAP“, “Small Area Wireless Access Points”, drahtlose Zugangspunkte mit einer kleinen Reichweite). Kleinzellen sind nicht 5G-spezifisch, da sie jetzt schon eingesetzt werden können, um lokal für zusätzliche Abdeckung an stark besuchten Orten mit einer großen Kapazitätsnachfrage zu sorgen, wie in einem Stadtzentrum, Bahnhof, usw. Obwohl Kleinzellentechnologie schon besteht, ist deren Nutzung nicht weitverbreitet wegen der ziemlich hohen Kosten, aber Kleinzellen werden auf jeden Fall ein ziemlich wichtiger Faktor für die Entwicklung lokaler 5G-Anwendungen sein. Es ist eigentlich nur ein kleiner Kasten, wie Sie auf unterstehender Abbildung mit dem Etikett „5G“ sehen. Kleinzellen können an einer ziemlich niedrigen Höhe auf Gebäuden oder öffentliche Infrastruktur gestellt werden, aber werden von Gebäuden und anderen Hindernissen nicht gehindert. Sie senden mit einer niedrigeren Stärke, wodurch ihre Reichweite auch auf 10 bis einige hunderte Meter beschränkt ist. Für die Abdeckung derselben Fläche sind also mehrere erforderlich. Vor allem falls es sich viele mögliche Hindernisse in der Nähe befinden, ist es äußerst unpraktisch und zu teuer, um überall auf diese Kleinzellentechnologie zu rechnen.
Deshalb ist auch die Anwendung der traditionellen „Makrozellen“, die die „Massive-MIMO“-Technik anwenden, wichtig.
Eine Basisstation bedient meistens verschiedene Sektoren. Das Wort „Sektor“ wird im geometrischen Sinn benutzt, dies heißt, dass es ein in Grad gemessener Teil eines Kreisumfangs ist. Meistens umfasst eine Basisstation 3 Sektoren von 120°. Der Winkelabstand zwischen der Richtung jeder Antenne ist deshalb 120°. Durch die Montage von drei um 120° versetzt angeordneten Antennen wird eine vollständige Kreisabdeckung bekommen.
Dies ist anders bei „Massive-MIMO“. Hierbei wird ein Antennennetzwerk benutzt, das den BenutzerInnen das gefragte Signal in einem schmalen Datensatz/in schmalen Datensätzen sendet („Strahlformung“ oder „Beamforming“). Diese Art Sendung verschwendet weniger Energie, denn das Signal wird nur in die benötigte Richtung gesendet. Es ist ebenfalls möglich, Information parallel geschaltet an mehrere NutzerInnen in einem Sektor zu senden. Dies sorgt für mehr Kapazität ohne über mehr Spektrum verfügen zu müssen. Die Zellkapazität wird zum Beispiel verdoppelt, wenn zwei NutzerInnen gleichzeitig bedient werden. Betreiber können NutzerInnen mit separaten Antennenbündeln im selben Spektrum bedienen. Deshalb ist die Kapazität größer als bei traditionellen Antennen.
Ungeachtet der Art Antenne müssen die Strahlungsnormen immer erfüllt werden. Alle 5G-Antennen sollen, wie die 2G-, 3G- und 4G-Antennen, die regionalen Expositionsgrenzwerte für elektromagnetische Strahlung erfüllen.
5G auf einen Blick
Die Bezeichnung 5G steht für die fünfte Generation mobiler Telekommunikationsnetze. Die 5G-Technologie ist die Nachfolgerin von 4G.
Geschichte und Gegenwart
Die Grundsätze für die Einführung von 5G in Belgien wurden auf europäischer Ebene festgelegt. In Belgien wurde der demokratische Prozess im Juli 2018 eingeleitet.
Ökonomie
5G ist eine wichtige Triebkraft für die Belebung unserer Wirtschaft und darf in einer langfristigen Wirtschaftsstrategie nicht fehlen.
