Leistungsfähige Technologie für lokale Netze

Der »vollautomatisierte Schraubstock« hat das Potenzial, die Themenpalette von Industrie 4.0 maßgeblich zu prägen.(Bilder: FlorianBauer/Drei, ZTE, Salzburg Research)

5G kommt nun aus den Kinderschuhen. ZTE, Drei oder Salzburg Research zeigen erste Use-Cases für die Industrie in Österreich.

Mit dem Geburtsjahr 1985 ist ZTE der jüngste der großen Player am Telco-Markt. Das Unternehmen mit chinesischer Mutter hat rund 70.000 Mitarbeiter*innen weltweit. Während ZTE bei den Mobilfunktechnologien 2G und 3G noch ein »Challenger« speziell im asiatischen Markt war, nimmt man seit 4G und 5G eine führende Rolle unter den Technologieunternehmen weltweit ein. Im Laufe der Zeit wurde das Portfolio neben Festnetz und Mobilfunk auch um Businesslösungen erweitert – ein Faktor, der gerade bei 5G eine Rolle spielen soll.

Das Unternehmen generiert heute gut 60 % des Umsatzes im Heimmarkt China. Der erste große Schritt nach Europa erfolgt 2010 mit einer kompletten Netzmodernisierung für den Kunden Hutchison (Drei). Es war auch das erste Jahr für Christian Woschitz bei ZTE. Nach Stationen bei A1, tele.ring und Nokia Siemens Networks ist der Kärntner heute fast schon Urgestein der jungen Truppe und nun President von ZTE Central and Eastern Europe. Woschitz sieht durch den gesunden Wettbewerb der Netzausrüster den hiesigen Markt als gelungenes Feld für die bisherigen Mobilgenerationen. Das Preis-Leistungs-Verhältnis sei im Europavergleich an der Spitze. »In Österreich kann man fast auf jedem Berg einen Videocall machen – das ist in Deutschland mitunter nicht einmal auf der Autobahn möglich.«

Da China heute bei 5G den Weg »Stand alone« wählt, also auf die technische Erweiterung bestehender 4G- und LTE-Netzinfrastrukturen zu gemischten Systemen verzichtet, sind im ZTE-Mutterland bereits einige 5G-Umsetzungen in Fabriken, für Hafen- und Logistiklösungen im Betrieb. Diese Erfahrungen möchte man nach Europa bringen. Generell ist das Geschäftspotenzial bei 5G für landesweite Funktionen und Services weltweit noch nicht komplett erschlossen, sagt Woschitz. »Auch in Europa befinden sich die Netze erst im Aufbau.«
Lokale Umsetzungen für einzelne Betriebsstandorte sind aber bereits möglich. So werden mit Network-Slicing die Parameter in einer lokalen Netzinfrastruktur genau an den Bedarf eines Unternehmens angepasst. Dabei werden IT und OT der Industrieunternehmen mit den Features von 5G ergänzt und modernisiert.

Einfach und sicher
Mit einem privaten 5G-Netz profitieren Unternehmen von einer Datensicherheit, die ein öffentliches Mobilnetz nicht bieten könne, so der Experte. Die vor Ort installierten Hardwareteile des Core-Netzes bedeuten auch eine vom Netzbetreiber unabhängige Infrastruktur. Sprich: Betreiber kann der Unternehmenskunde selbst sein, um etwa den Verkehr sensibler Produktionsdaten garantiert im eigenen Netz abzuwickeln. Im Gegensatz zu bislang üblichen Funkverbindungen über WLAN oder dergleichen kann im 5G-Netz jede einzelne Maschine in einer Anlage flexibel mit den gewünschten Bandbreiten oder Reaktionszeiten im Datenverkehr angeschlossen werden. »Wichtig ist natürlich eine Oberfläche für die Netzeinstellungen, die einfach bedienbar ist«, weiß Woschitz. Anwender*innen müssten damit nicht zu Mobilfunkexpert*innen werden, sie können dennoch selbstständig SIM-Karten registrieren, Qualitäts-, Perfomance und Latenz-Parameter regeln. In Kooperation mit Drei ist der Hersteller aktuell in Tests und ersten Projekten, um diese Technologie auch in den Livebetrieb zu bringen. »Ob es nun darum geht, große Datenmengen zu laden oder besonders viele Maschinen zu vernetzen. Wir haben mit 5G einen globalen Standard für die unterschiedlichsten Einsatzbereiche.«

Christian Woschitz, ZTE: »Haben mit 5G einen globalen Standard für die unterschiedlichsten Einsatzbereiche.«

Einsatz in Pilotfabrik
Im November wurde ein Anwendungsfall für »Industrial 5G« zur Digitalisierung von Fertigungsprozessen vorgestellt. Das Institut für Fertigungstechnik und Photonische Technologien der TU Wien hat in einer Kooperation mit Drei in der Pilotfabrik Industrie 4.0 in der Seestadt Aspern eine »smarte Spannpalette« geschaffen. Wird ein Werkstück in die Spannpalette, die mit einem neu entwickelten elektrisch angetriebenen Schraubstock mit integrierter Spannkraftregelung ausgestattet ist, eingespannt, ermittelt diese entlang des Fertigungsprozesses Parameter wie Spannkraft, Schwingungsverhalten, Temperatur oder auch Verformungen. Dies wiederum ermöglicht eine höhere Prozessstabilität und regelt Abweichungen in einem »Closed Loop« automatisch aus. Die Technologie bewirkt weniger Ausschuss, weniger Stillstandzeit und eine höhere Qualität. Dies ist für Bereiche mit hohen Ansprüchen an die Prozessstabilität, zum Beispiel im Hochsicherheitsbereich und in der Luftfahrt relevant.

5G kommt nun aus den Kinderschuhen. »Der große Schwung steht uns aber noch bevor«, sieht Woschitz künftig auch die lokalen IT-Dienstleister als Partner in diesem Geschäft. Sie haben die Manpower, um die lokalen Netze bei den Unternehmen zu integrieren und zu servicieren. Die Hardware steht jedenfalls bereit: ZTE bietet bereits eine Core-Lösung mit den entsprechenden Komponenten für eine lokale 5G-Infrastruktur.

Wachsendes Consumer-Segment
Eine aktuelle Untersuchung des Netzausrüsters Ericsson bestätigt, dass 5G die bisher am schnellsten verbreitete Mobilfunkgeneration werden könnte – mit bereits knapp 660 Millionen 5G-Verträgen bis Ende 2021. Der Anstieg sei auf eine unerwartet starke Nachfrage in China und Nordamerika zurückzuführen, die zum Teil das Resultat von sinkenden Preisen für 5G-Geräte ist. Dem »Ericsson Mobility Report« zufolge ist 5G auf dem besten Weg, bis 2027 die dominierende mobile Zugangstechnologie im Consumer-Segment zu werden. Bis dahin wird 5G voraussichtlich rund 50 % aller Mobilfunkabonnements weltweit ausmachen, 75 % der Weltbevölkerung versorgen und 62 % des weltweiten Smartphone-Verkehrs tragen. In Westeuropa ist 4G die derzeit noch vorherrschende Zugangstechnologie. Rund 60 Netzbetreiber haben in Westeuropa bereits 5G-Dienste eingeführt. Der Anteil der 5G-Verträge wird bis Ende 2027 voraussichtlich 83 % erreichen.

Erstes Stand-alone-Netz in Salzburg

»Bieten eine Testumgebung für 5G-Use-Cases wie zum Beispiel die Fernsteuerung von mobilen Robotern oder Echtzeit-Feedback im Sport«, sagt »5G Exploration Space«-Leiter Peter Dorfinger.

Salzburg Research hat gemeinsam mit der Salzburg AG eines der ersten 5G-Stand-alone-Netze in Österreich in Betrieb genommen. Erst durch 5G-Stand-alone (SA) wird das volle Potenzial von 5G ermöglicht. Die fünfte Mobilfunkgeneration verspricht Spitzendatenraten bis zu 10 Gigabit pro Sekunde, extrem niedrige Latenzzeiten, hohe Verfügbarkeit, hohe Zuverlässigkeit sowie eine hohe Energieeffizienz. Speziell den Faktoren Latenz, Zuverlässigkeit und Energieeffizienz kommt in professionellen Anwendungsfällen ein großer Stellenwert zu. »Versprechungen wie niedrige Latenz können erst in 5G-SA-Netzen realisiert werden«, sagt Projektleiter Peter Dorfinger, Salzburg Research. Geschaffen wurde eine anbieterunabhängige 5G-SA-Forschungsinfrastruktur, der »5G Exploration Space Salzburg«. Das Netz kann von Forschungseinrichtungen und Unternehmen zur Erprobung von Anwendungen und Produkten genutzt werden.