Wie Messlösungen von Rohde & Schwarz die Welt von morgen ermöglichen

Wireless

5G – Mehr als nur schneller Mobilfunk

Wie Messlösungen von Rohde & Schwarz die Welt von morgen ermöglichen

Schon ein flüchtiger Blick in die Medien verrät es: Der Mobilfunk der fünften Generation weckt hohe, teils euphorische Erwartungen. Da fahren autonome Autos und Lkws unfallfrei. Staus waren gestern. Medizinische Versorgungslücken sowieso. Die Industrie produziert so flexibel, vernetzt und ressourceneffizient wie noch nie. Tatsächlich eröffnet 5G erfahrenen Marktteilnehmern wie den Herstellern von Infrastruktur, Endgeräten und Chipsätzen neuartige Möglichkeiten. Doch auch neue Player, allen voran die Automotive-Branche, fiebern lukrativen Geschäftsmodellen entgegen. Rohde & Schwarz stellt gemeinsam mit seinen Kunden die technologischen Weichen, damit 5G halten wird, was man sich davon verspricht: eine Technologie zu sein, die mehr kann als „nur“ schnellen Mobilfunk.

Mit Virtual Reality-Brillen können Ingenieure Prototypen schon vor der Fertigstellung auf Herz und Nieren prüfen.
Mit Virtual Reality-Brillen können Ingenieure Prototypen schon vor der Fertigstellung auf Herz und Nieren prüfen.

Die vierte industrielle Revolution

Erstmals in der jungen Geschichte des Mobilfunks steht nicht allein das Smartphone (vorher Mobiltelefon) im Mittelpunkt der Entwicklung. Der neue Standard ist auch für das Internet der Dinge optimiert, für die Milliarden von vernetzten Endgeräten in unseren Häusern, auf unseren Straßen, in unseren Fabriken. Die größte Durchschlagskraft wird 5G wohl in der Industrie haben. Nicht nur, weil kabellos vernetzte Maschinen und ganze Fertigungslinien fast in Echtzeit miteinander kommunizieren. KIs korrigieren frühzeitig selbst kleinste Abweichungen und Unregelmäßigkeiten in der laufenden Produktion. Dazu nutzen sie Petabyte an Daten, gespeichert und ausgewertet in der Cloud.

Gesteigerte Effizienz verspricht auch der vermehrte Einsatz von Virtual Reality. Produkte und Prozesse lassen sich virtuell und damit kostengünstig abbilden, auch wenn sie noch gar nicht existieren. So können Ingenieure Prototypen schon vor der Fertigstellung auf Herz und Nieren prüfen. Mitarbeiter müssen keine backsteinschweren Handbücher mehr wälzen, um sich mit neuen Abläufen vertraut zu machen. Der Kunde am anderen Ende der Welt kann die Reparatur an seiner Anlage selbst durchführen – remote angeleitet.

Die smarte Produktion wird in der wettbewerbsintensiven Fertigungsindustrie zum echten Trumpf, denn auch Hochlohnländer werden wieder zu attraktiven Produktionsstandorten. Die Regulierung in Deutschland ermöglicht den Betrieb von lokal begrenzten, privat betriebenen 5G-Netzen („Campus-Netzen“). In anderen Ländern ist vorgesehen, dass solche lokalen Teilnetze von den großen Mobilfunkunternehmen als Serviceleistung für die Industrie aufgebaut und gemanagt werden. In jedem Fall ist die Qualität solcher Netze, die der Fabrikautomation dienen, messtechnisch zu überprüfen, um die geforderte Performance sicherzustellen.

In dünn besiedelten Gebieten, in denen es an medizinischem Personal und an Einrichtungen mangelt, entfaltet die Telemedizin durch 5G ihr ganzes Potenzial.
In dünn besiedelten Gebieten, in denen es an medizinischem Personal und an Einrichtungen mangelt, entfaltet die Telemedizin durch 5G ihr ganzes Potenzial.

E-Health sichert die medizinische Versorgung. Überall.

Ein flächendeckender Breitband-Rollout kann die Lebensverhältnisse – etwa von Stadt- und Landbevölkerung – einander angleichen. In dünn besiedelten Gebieten, in denen es an medizinischem Personal und an Einrichtungen mangelt, entfaltet die Telemedizin durch 5G ihr ganzes Potenzial: Über Videosprechstunden sind medizinische Spezialisten genau da verfügbar, wo sie gebraucht werden. In Zukunft werden sie sogar ortsunabhängig (robotergestützten) Operationen assistieren oder sie durchführen können. Voraussetzung: Die Übertragung der Daten ist schnell, verlässlich und ausfallsicher. Die Erstbeurteilung des CTs eines Schlaganfallpatienten verzeiht keine Verzögerungen. Ebenso wenig dürfen Sensoren zur Fernüberwachung von Vitalfunktionen plötzlich ausfallen. Sie können sich nur bewähren, wenn sie sich als möglichst zuverlässige und langlebige Datenlieferanten erweisen.

Solche Szenarien zeigen: Der neue Standard ist ein Ausnahmetalent mit bemerkenswerten Eigenschaften. Dazu zählt auch die deutlich höhere Datenrate. Die International Telecommunications Union (ITU) spricht im Projekt IMT2020 von bis zu 20 Gigabit pro Sekunde. Das sind rund 20 Mal mehr als beim Vorgänger LTE. Dieser Standard wird übrigens keinesfalls durch 5G ersetzt, er wird noch viele Jahre die Grundlast im Mobilfunk schultern.

Der wirklich marktverändernde Umbruch vollzieht sich an anderer Stelle: „5G erlaubt völlig neue und gleichzeitig sehr anspruchsvolle Anwendungsfälle, bei denen der Endnutzer häufig nicht mehr der Mensch ist, sondern eine Maschine“, sagt Jeremy Carpenter, Programm-Manager Mobile Network Testing bei Rohde & Schwarz. „In der bisherigen Mobilfunk-Evolution ging es vor allem um Netzabdeckung und höhere Datenraten. Jetzt stehen ultrazuverlässige und verzögerungsfreie Kommunikation sowie Erreichbarkeit im Mittelpunkt.“ (siehe Grafik)

Anwendungsfälle von 5G
Anwendungsfälle von 5G
Lightbox öffnen

Herausforderung Millimeterwelle

Um die angepeilten hohen Datenraten technisch möglich zu machen, werden deutlich größere Bandbreiten benötigt. Die aber sind im bisherigen Mobilfunkfrequenzbereich unter 6 GHz nicht mehr frei. Deshalb hat sich die Branche darauf verständigt, in einer ersten Phase die Frequenzbereiche bis circa 7 GHz und im Millimeterwellenbereich bis circa 52 GHz für 5G zu nutzen. Die kommerziell bedeutenden Frequenzbänder liegen bei 3,5 GHz, sowie bei 28 und 39 GHz. Die Bandbreite pro Frequenzträger beträgt in der Regel 100 MHz, im Millimeterwellenbereich sind sogar bis zu 400 MHz möglich.

Herausforderung Millimeterwelle
Im Millimeterwellenbereich ist die Reichweite der Funksignale deutlich kürzer und schwächer als bei LTE, sodass mehr Sendemasten und Basisstationen für die Netzabdeckung nötig sind.

Neuer Ansatz Beamforming

Im Millimeterwellenbereich ist die Reichweite der Funksignale deutlich kürzer und schwächer als bei LTE, sodass mehr Sendemasten und Basisstationen für die Netzabdeckung nötig sind. Auch deshalb setzen die Netzbetreiber bei 5G auf Beamforming, eine Methode, die die Systemeffizienz steigert. Bisher wurden die Signale fächerförmig abgestrahlt, bei 5G kann der Strahl (Beam) der Basisstation gebündelt werden. So können Signal und Störabstände optimiert und Mobilfunkgeräte gezielt angesprochen werden – bei einer geringeren Ausgangsleistung. Dafür sind jedoch pro Funkzelle wesentlich mehr Antennenelemente erforderlich. Die Anforderungen an Messtechniklösungen ändern sich durch Beamforming erheblich: Im Millimeterwellenbereich sind kabelbasierte Testlösungen nicht möglich, man muss sogenannte Over-The-Air-Testmethoden anwenden.

Erfahrener Messtechnik-Spezialist
Als erfahrener Messtechnik-Spezialist und Komplettanbieter für 5G NR-Messtechnik verfügt Rohde & Schwarz über die umfassendsten Lösungen für das gesamte Mobilfunk-Ökosystem.

Rohde & Schwarz als Weichensteller: Komplettlösungen für eine revolutionäre Technologie

„Die zugrundeliegenden Technologien und technischen Lösungen sind komplex. Sie verlangen gründliche Tests von einzelnen Komponenten wie Antennen, von kompletten Basisstationen und Endgeräten, aber auch der Qualität der Dienste in einem Mobilfunknetz, um Interoperabilität und zuverlässige Funktion zu gewährleisten - schon lange bevor 5G den Weg vom Labor auf die Straße macht“, sagt Reiner Stuhlfauth, Technology Manager bei Rohde & Schwarz. Er und weitere Messtechnik-Experten von Rohde & Schwarz geben im umfangreichen Handbuch 5G New Radio (NR) Einblicke in die Grundlagen und Verfahren zu Architektur und Übertragung der 5G-NR-Technologie.

„Mit 5G wurde ein sehr flexibles System geschaffen, bei dem sich die Parameter je nach Anwendungsfall, also zum Beispiel für das Industrie-4.0-Szenario, als auch für die Datenübertragung zum Smartphone, optimieren lassen“, erklärt Meik Kottkamp vom Technology Management Wireless bei Rohde & Schwarz und ebenfalls Co-Autor des Standardwerks. „Die Flexibilität, die durch die hohen Frequenzen und Bandbreiten möglich ist, macht den Reiz von 5G aus. Zugleich ist sie das Anspruchsvolle, für die Entwickler hier bei uns und bei unseren Kunden.“

Herausforderung angenommen

Als erfahrener Messtechnik-Spezialist und Komplettanbieter für 5G NR-Messtechnik verfügt Rohde & Schwarz über die umfassendsten Lösungen für das gesamte Mobilfunk-Ökosystem – von der Erzeugung und Analyse des Signals über Kommunikationstests bis hin zur Verifikation der Servicequalität in einem Mobilfunknetz. Schon seit den frühen Tagen von 2G, der ersten Generation des digitalen Mobilfunks, hat sich Rohde & Schwarz der Pionierleistung vor der Pionierleistung verschrieben und ist so zum etablierten Weichensteller für die Innovationen von Infrastruktur-, Endgeräte- und Chipsatzherstellern geworden.

Erfahren Sie hier direkt von unseren Experten, wie Rohde & Schwarz seine Kunden bei der Entwicklung und Optimierung ihrer 5G-Produkte unterstützt, um die Herausforderungen um den neuen Standard zu meistern!

5G is now - Videos

20.05.2020

5G is now – Beamforming – ein Grundpfeiler von 5G

Erfahren Sie mehr über das Beamforming, eine bewährte Antennentechnologie, die ein zentraler Bestandteil von 5G NR ist.

16.10.2019

5G is now – Wie die 5G-Luftschnittstelle von flexibler Numerologie profitiert

Werfen Sie einen genaueren Blick auf die Luftschnittstelle von 5G. 5G bietet eine flexible Numerologie, um verschiedene Dienste möglichst effizient zu unterstützen.

16.10.2019

5G is now – 5G NR-Testherausforderungen bewältigen

Die erste Folge einer neuen Videoreihe wirft einen Blick auf den heutigen Stand von 5G, befasst sich mit den speziellen messtechnischen Herausforderungen dieser Technologie und stellt innovative Lösungen wie den R&S®CMX500 Radio Communication Tester vor.

01.08.2019

5G is now – Die Herausforderungen beim Testen des 5G NR Non-Standalone-Modus (NSA) bewältigen

Erfahren Sie mehr über eines der Zugangsverfahren von 5G – den Non-Standalone-Modus.

01.08.2019

Verwandte Themen

5G NR-Netzwerkmessungen

Mehr Informationen

Born to enable 5G

Mehr Informationen

5G NR-Tests

Mehr Informationen

R&S®5G site testing solution

Product information

Weitere R&S Stories
Autos mit Adleraugen

Welche Rolle spielen Messlösungen von Rohde & Schwarz bei der Vision vom automatisierten Fahren?

Mehr Informationen

Rohde & Schwarz ebnet den Weg zur intelligenten Stadt

Smart Cities denken mit. Das bringt mehr Lebensqualität und Sicherheit. Rohde & Schwarz sorgt mit seiner Technik dafür, dass diese Vision bald real werden kann.

Mehr Informationen

Mobil-TV reloaded

Im Zuge der 5G-Einführung könnte eine alte Idee wieder populär werden: Fernsehen auf Mobilfunkgeräten empfangbar zu machen. Ein Pilotprojekt testet die Umsetzbarkeit.

Mehr Informationen

Informationen anfordern

Haben Sie Fragen oder benötigen Sie weitere Informationen? Nutzen Sie hierzu einfach unser Kontaktformular und wir setzen uns umgehend mit Ihnen in Verbindung.

Ich möchte Informationen von Rohde & Schwarz erhalten per

Marketing-Einverständniserklärung

Was bedeutet das im Einzelnen?

Ich bin damit einverstanden, dass die ROHDE & SCHWARZ GmbH & Co. KG und die im Impressum dieser Website genannte, ROHDE & SCHWARZ zugehörige Gesellschaft oder Niederlassung, mich über den gewählten Kommunikationskanal (E-Mail oder Post) zu Marketing- und Werbezwecken kontaktiert (z.B. zur Übersendung von Informationen über Sonderangebote und Rabattaktionen), die in Zusammenhang mit Produkten und Lösungen aus den Bereichen Messtechnik, sichere Kommunikation, Monitoring and Network Testing, Rundfunk- und Medientechnik sowie Cybersicherheit stehen, aber nicht auf diese beschränkt sind.

Ihre Rechte

Diese Einverständniserklärung kann jederzeit durch Senden einer E-Mail, in deren Betreffzeile "Unsubscribe" steht, an news@rohde-schwarz.com, widerrufen werden. Darüber hinaus enthält jede von uns versandte E-Mail einen Link, durch den das Abbestellen zukünftiger Werbung per E-Mail möglich ist. Weitere Einzelheiten zur Verarbeitung personenbezogener Daten und zum Widerrufsverfahren finden sich in unserer Datenschutzerklärung..

Ihre Anfrage wurde erfolgreich versendet. Wir nehmen in Kürze Kontakt mit Ihnen auf.
An error is occurred, please try it again later.