
5G - Fifth generation of mobile technologies
5G - Fifth generation of mobile technologies
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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