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Backgrounders > 5G - Fifth generation of mobile technologies Share
Overview Die Nachfrage der Verbraucher prägt die
Entwicklung mobiler Breitbanddienste. Die erwartete Zunahme des
Verkehrsaufkommens, die im Zeitraum 2020 bis 2030 auf das 10- bis
100-fache geschätzt wird, und die Zunahme der Anzahl von Geräten und
Diensten sowie die Nachfrage nach verbesserter Erschwinglichkeit und
Benutzererfahrung erfordern innovative Lösungen. Die Zahl der vernetzten
Geräte im Internet soll ab 2025 jederzeit 50 Milliarden erreichen. Die fünfte Generation mobiler Technologien -
5G - soll Menschen, Dinge, Daten, Anwendungen, Verkehrssysteme und
Städte in intelligentvernetzten Kommunikationsumgebungen verbinden. Es
sollte eine riesige Datenmenge viel schneller transportieren, eine
extrem große Anzahl von Geräten zuverlässig verbinden und sehr große
Datenmengen mit minimaler Verzögerung verarbeiten. 5G-Technologien sollen Anwendungen wie Smart
Homes und Gebäude, Smart Cities, 3D-Video, Arbeit und Spiel in der
Cloud, medizinische Remote-Services, virtuelle und erweiterte Realität
sowie massive Machine-to-Machine-Kommunikation für die Industrie
unterstützen. Automatisierung. 3G- und 4G-Netze stehen derzeit vor
Herausforderungen bei der Unterstützung dieser Dienste. Obwohl die geschäftlichen Fälle und der
Nutzungsumfang Herausforderungen darstellen, erfordern diese neuen
Funktionalitäten und neuen Dienste eine neue Art der Bereitstellung
fortschrittlicher mobiler Dienste sowie neue Ansätze, um 5G-Technologien
in industriellen Umgebungen durch Machine-to-Machine-Kommunikation,
Internet of Things (IoT) oder mit vernetzten Fahrzeugen zusammenarbeiten
zu lassen. IMT-2020, der Name, der in ITU für die
5G-Standards verwendet wird, wird voraussichtlich ab 2020 weiter
entwickelt werden, wobei bereits 5G-Versuche und vorkommerzielle
Aktivitäten zur Unterstützung bei der Bewertung der
Kandidatentechnologien und Frequenzbänder, die für diesem Zweck. Die
ersten kommerziellen Bereitstellungen für 5G werden voraussichtlich
irgendwann nach der Fertigstellung der IMT-2020-Spezifikationen
erwartet. ITU spielt eine führende Rolle bei der
Verwaltung des Funkspektrums und der Entwicklung global anwendbarer
Standards für IMT-2020. ITU arbeitet daran, stabile internationale
Vorschriften, ausreichende Frequenzen und geeignete Standards für
IMT-2020 und das Kernnetzwerk bereitzustellen, um erfolgreiche
5G-Einsätze auf regionaler und internationaler Ebene zu ermöglichen. Auf
der ITU World Radiocommunication Conference 2019 (WRC-19 ) haben sich
globale Interessengruppen darauf geeinigt, zusätzliche Frequenzen für
IMT-2020 zu identifizieren. 5G beabsichtigt, die Erreichung aller 17
Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, SDGs)
von erschwinglicher und sauberer Energie bis hin zu Null Hunger zu
beschleunigen.
Herausforderungen und Lösungen: Aufbau von
5G-Netzen für die Zukunft
Bei der Bereitstellung sollten 5G-Netzwerke
mehr Geschwindigkeit und Kapazität bereitstellen, um eine massive
Kommunikation zwischen Maschinen und Maschinen zu unterstützen und einen
hochzuverlässigen Service mit geringer Latenz (Verzögerung) für
zeitkritische Anwendungen bereitzustellen. Basierend auf bisherigen
Versuchen zeigen 5G-Netzwerke in verschiedenen Szenarien wie dichten
Städtischen Gebieten und Indoor-Hotspots hohe Leistung. Mit diesen ehrgeizigen Zielen stehen
5G-Netzwerke vor großen Herausforderungen. Die von 5G versprochene
erhöhte Kapazität und Datenraten erfordern mehr Spektrum und wesentlich
spektakulärere Technologien, die über das hinausgehen, was derzeit in
3G- und 4G-Systemen verwendet wird. Ein Teil dieses zusätzlichen Spektrums wird
von Frequenzbändern über 24 GHz stammen, die erhebliche
Herausforderungen darstellen. Die erste Herausforderung bezieht sich auf
die intrinsischen Ausbreitungseigenschaften von Millimeterwellen. Diese
Funkwellen verbreiten sich über viel kürzere Entfernungen als die von
mittleren (zwischen 1-6 GHz) und niedrigen (unter 1 GHz)
Frequenzbändern. Daher wird die Abdeckung eines bestimmten
Gebiets eine deutlich erhöhte Anzahl von Basisstationen erfordern, die
die Komplexität der Infrastruktur erhöhen wird, einschließlich der
Notwendigkeit, Funkgeräte auf Straßeneinrichtungen wie Ampeln,
Laternenmasten, Versorgungseinrichtungen einzusetzen. Masten und
Netzteilen. Eine weitere Herausforderung betrifft die
5G-Verbindungsverbindungen zwischen Basisstationen und dem Kernnetz
(Backhaul), die sowohl auf Glasfaser- als auch auf Drahtlose
Technologien basieren. Erhebliche Arbeiten sind erforderlich, um
Glasfaserdienste zu implementieren und die Verfügbarkeit drahtloser
Backhaul-Lösungen mit ausreichender Kapazität, wie Mikrowellen- und
Satellitenverbindungen, und möglicherweise mit HAPS-Systemen
(High-Altitude Platform Stations), in denen sie eingesetzt werden,
sicherzustellen. Darüber hinaus ist das Spektrum eine knappe
und sehr wertvolle Ressource, und es gibt einen intensiven – und
intensivierenden – Wettbewerb um Frequenzen auf nationaler, regionaler
und internationaler Ebene. Da das Funkspektrum in Frequenzbänder
unterteilt ist, die verschiedenen Funkdiensten zugeordnet sind, darf
jedes Frequenzband nur von Diensten genutzt werden, die miteinander
koexistieren können, ohne dass dies zu schädlichen Störungen
benachbarter Dienste führt. ITU-R-Studien untersuchen die gemeinsame
Nutzung und Kompatibilität mobiler Dienste mit einer Reihe anderer
bestehender Funkkommunikationsdienste, insbesondere für
Satellitenkommunikation, Wettervorhersage, Überwachung der Erdressourcen
und Klimawandel sowie Radioastronomie. Nationale und internationale Vorschriften
müssen weltweit angenommen und angewendet werden, um Interferenzen
zwischen 5G und diesen Diensten zu vermeiden und ein lebensfähiges
mobiles Ökosystem für die Zukunft zu schaffen – und gleichzeitig die
Preise durch die Größenvorteile und Dieseimitäten des Weltmarktes zu
senken. Interoperabilität und Roaming zu ermöglichen. Deshalb war es wichtig, dass das zusätzliche
Spektrum von 5G auf globaler und regionaler Ebene identifiziert und
harmonisiert wird. Aus ähnlichen Gründen müssen die in 5G-Geräten
verwendeten Funktechnologien durch weltweit harmonisierte Normen
unterstützt werden.
Beitrag der ITU
ITU spielt eine führende Rolle bei der
Verwaltung des Funkspektrums und der Entwicklung global anwendbarer
Standards für IMT-2020. Seine Aktivitäten unterstützen die Entwicklung
und Umsetzung internationaler Vorschriften und Standards, um
sicherzustellen, dass 5G-Netze sicher und interoperabel sind und ohne
schädliche Störungen oder von benachbarten Diensten funktionieren. Basierend auf seiner Erfahrung bei der
Entwicklung von Standards für internationale Mobilfunkkommunikation
(IMT) in 2G, 3G und 4G, ruft ITU die führenden Ingenieure und Experten
für mobile und feste Backhaul-Technologien ein, um an 5G- und
zukünftigen Generationen mobiler Breitbandverbindungen zu arbeiten.
Dienstleistungen. Im Rahmen des IMT-2020-Programms der ITU
entwickelt die ITU-Mitgliedschaft die internationalen Standards, um
leistungsfähige 5G-Netzwerke zu erreichen. Die Delegierten der Weltfunkkonferenz 2019
(WRC-19) identifizierten zusätzliche Frequenzbänder für die
internationale Mobilfunkkommunikation (IMT), die die Entwicklung von
Mobilfunknetzen der fünften Generation (5G) erleichtern werden. Während die Frequenzbänder 24,25-27,5 GHz,
37-43,5 GHz, 45,5-47 GHz, 47,2-48,2 und 66-71 GHz für den Einsatz von
5G-Netzen identifiziert wurden, ergriff WRC-19 auch Maßnahmen, um einen
angemessenen Schutz der Erdexplorationssatellitendienste zu
gewährleisten, meteorologische und andere passive Dienste in
benachbarten Bändern. Eine Reihe von Ländern haben 5G-Studien
begonnen, und die Ergebnisse werden derzeit bewertet. In vielen Teilen
der Welt wurden Strategien für den 5G-Einsatz entwickelt. Einige
Regulierungsbehörden haben bereits Lizenzen für den Betrieb von
5G-Netzen in den Frequenzbändern versteigert, die in den
Funkverordnungen (RR) dem Landmobildienst zugewiesen sind. Die ersten
kommerziellen Bereitstellungen für 5G werden voraussichtlich irgendwann
nach der Fertigstellung der IMT-2020-Spezifikationen erwartet.
Letzte Aktualisierung: Dezember 2019
https://www.itu.int/en/mediacentre/backgrounders/Pages/5G-fifth-generation-of-mobile-technologies.aspx
