Test von 5G auf 26 GHz: Beim Upload mehr Speed
Je höher die Frequenz, desto mehr Bandbreite gibt es für schnelle Daten.
Foto: Deutsche Telekom
Nicht nur die Datenmengen steigen, auch der Wunsch nach höheren Übertragungsgeschwindigkeiten. Dafür braucht man mehr Bandbreite, die ist nur auf hohen und allerhöchsten Frequenzen möglich. Der Nachteil, die Reichweite auf diesen Frequenzen sinkt drastisch. Das kann aber auch ein Vorteil sein: Eine Zelle deckt nur einen kleinen Bereich ab, worin das Signal wirklich gebraucht wird.
In der Industrie, wo z.B. eine Produktionshalle versorgt werden soll, ist Reichweite ohnehin nicht das Problem.
Telekom, Ericsson & Qualcomm arbeiten zusammen
Der Netzwerkausrüster Ericsson, der Chip- und Technologie-Lieferant Qualcomm und die Deutsche Telekom haben gemeinsam neue Millimeterwellen-Technologien für Industrie-Anwendungen erfolgreich getestet.
Als Funk-Protokoll wurde 5G-SA-New Radio (also 5G Standalone, ohne 4G-Unterbau) verwendet. Dieses Verfahren soll in Zukunft den Upload von sehr großen Datenmengen ermöglichen, auch wenn das Netz schon stark ausgelastet ist. Gleichzeitig sollen dabei die Qualitätsparameter des Netzes gesteuert bzw. verwaltet werden. Lag der Schwerpunkt in der Industrie bisher auf dem Download von Datenmengen, konzentriert sich dieses Verfahren nun auch auf den Upload großer Datenmengen. Das eröffnet neue Möglichkeiten für neue Anwendungen.
Qualitätscheck ("QoS") für den Daten-Uplink
Je höher die Frequenz, desto mehr Bandbreite gibt es für schnelle Daten.
Foto: Deutsche Telekom
Für die Tests der 5G mmWave-Technologie wurden die für Campus-Industrieanwendungen gedachten 5G-Frequenzen bei 3,7 GHz mit dem Frequenzspektrum bei 26 GHz (sogenannte "Millimeterwellen" englisch "mmWave") ergänzt. Durch Bündelung beider Frequenzen stand eine sehr hohe Bandbreite zur Verfügung.
Im Versuchsaufbau war eine Funktion enthalten, welche bestimmten Geräten Priorität einräumt. Damit war die notwendige Qualität der Datenverbindung jederzeit erzielbar. In verschiedenen Testszenarien konnten Spitzenraten von 5 GBit/s im Downlink und 700 MBit/s im Uplink erzielt werden.
26 GHz Spektrum bereits nutzbar
Das Frequenzspektrum bei 26 GHz wird in Deutschland bereits von der Bundesnetzagentur an Interessenten zugeteilt. Die Nutzung ist aktuell nur für "lokale Anwendungen" geregelt. Ericsson und seine Partner finden, dass sich dieses Frequenzspektrum besonders für den Einsatz im Rahmen von 5G-Campus-Netzen eignet, speziell für Anwendungen, die besonders hohe Datenraten erfordern.
26 GHz 5G (mmWave) für industrielle Anwendungen
5G-Roboter Arm im Ericsson-Werk in Talinn (Finnland)
Ericsson GmbH
Ein denkbares Szenario für die 5G mmWave-Technologie könnte die metallverarbeitende Industrie sein. Wenn eine Qualitätskontrolle mithilfe von hochauflösenden Bildern oder Röntgenaufnahmen stattfindet, beispielsweise bei der Überprüfung von Schweißnähten, können fehlerhafte Produkte durch die Echtzeit-Übertragung der Daten sofort erkannt und aussortiert werden.
Die 5G mmWave Technologie kann sicherstellen, dass jede Kamera oder Röntgen-Gerät jederzeit die erforderlichen Netz-Ressourcen bekommt, um die großen Datenmengen der Aufnahmen sofort an einen zentralen Server zu übertragen.
Beteiligte Unternehmen sehr zufrieden
Kaniz Mahdi, bei der Deutschen Telekom für "Technology Architecture & Innovation" zuständig, hat beobachtet, dass "immer mehr Unternehmen auf 5G (setzen). [...] Wir erwarten einen erhöhten Bedarf der Industrie an hoher Bandbreite für unternehmenskritische Anwendungen, vor allem für den Uplink. Unsere Tests zeigen, dass mmWave-Technologien eine optimale Lösung für solche Anwendungsfälle bieten können. [...] Unser Ziel ist, Lösungen für die Bedarfe unserer Geschäftskunden zu schaffen, um die Digitalisierung weiter zu fördern.“
Sylvain Gendron, bei Ericsson Ansprechpartner für die Deutsche Telekom, ergänzt: "Die End-to-End-Tests haben bewiesen, dass die Technologie für ultrahohe Downlink- und Uplink-Datenraten mit garantierter Quality of Service verfügbar ist und hervorragende Ergebnisse liefert. [...] Selbst in anspruchsvollen Umgebungen garantiert die Kombination von mmWave New Radio-Dual Connectivity mit Prioritätsplanung den Nutzern die erforderlichen Ressourcen."
Hamid-Reza Nazeman, Chef von Qualcomm CDMA Technologies, spricht von einem "bedeutenden Meilenstein, und wir sind stolz darauf, mit der Deutschen Telekom und Ericsson an diesem Projekt zusammengearbeitet zu haben. mmWave hat seinen Wert für Downlink-Implementierungen mit hoher Bandbreite bereits unter Beweis gestellt, und dieser Uplink-Meilenstein wird der Technologie noch mehr Möglichkeiten eröffnen, vor allem an Standorten mit hoher Dichte und in unternehmenskritischen Anwendungen in der Automobilindustrie und der Industrie."
Wie wurde das realisiert?
Der Test der hohen Frequenzen wurde auf dem Telekom-Gelände ("Campus") in Bonn sowohl Indoor als auch Outdoor durchgeführt. Das Versuchsnetz bestand aus einem 5G Ericsson Core, vier Ericsson 3,7 GHz-Midband-Geräten und vier 5G-SA 26 GHz mmWave-Modellen. Das 5G-Standalone-Netz war mit einem Qualcomm 5G-Gerät (Mobile Testing Platform, MTP) verbunden, der auf Basis der Snapdragon 8 Gen 1 Mobile-Plattform mit integriertem Snapdragon X65 5G Modem-RF System arbeitet.
Hohe Priorität gefordert
Während des Tests wurden die Möglichkeiten und Grenzen der hohen Frequenzen unter verschiedenen Ausbreitungsbedingungen unteruscht. Wichtig war den Testern die gleichzeitige Nutzung von Midband- und mmWave-Frequenzen zur Erhöhung des Daten-Durchsatzes und der Zellabdeckung durch New-Radio-Dual-Konnektivität (NR-DC). Ebensowichtig war die Uplink Carrier-Aggregation im mmWave-Band in Verbindung mit der Priorisierungs-Funktion (Priority Scheduling), um einen bestimmten Quality of Service zu garantieren.
Auch in Zukunft wollen Deutsche Telekom, Ericsson und Qualcomm Technologies Inc. mit Partnern aus dem diesem Umfeld ("Ökosystem") zusammenarbeiten, um die Entwicklung der mmWave NR-DC-Technologie voranzutreiben.
Wofür man solche Datenraten und Datenmengen braucht, kann man an der Fußball-WM in Qatar sehen.