Mobilfunk 5G Die ferngesteuerte Welt

Erst die neue Mobilfunkgeneration 5G soll den Durchbruch für die Industrie 4.0 bringen. Während die Forschung schon um die ersten Patente wetteifert, fürchten Kritiker das Ende der Netzneutralität.
  • Caspar Tobias Schlenk
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Anwendungen aus der Industrie 4.0 wie etwa ferngesteuerte Roboter hängen von dem Erfolg von G5 ab. Quelle: Reuters
Die nächste Generation Mobilfunk

Anwendungen aus der Industrie 4.0 wie etwa ferngesteuerte Roboter hängen von dem Erfolg von G5 ab.

(Foto: Reuters)

KölnDer Chirurg sitzt an seinem Schreibtisch, vor sich einen Joystick. Über einen Bildschirm lenkt er einen Roboterarm, der durch eine kleine Öffnung in den Bauch gelangt und den ersten Schnitt an der Gallenblase ansetzt. Es ist keine Übung und keine Computersimulation. Der Arzt operiert einen Patienten, Hunderte Kilometer entfernt in einem Operationssaal.

So ein Szenario will Christoph Thümmler schon in wenigen Jahren realisieren. „Ein Spezialist für eine bestimmte Operationen muss dann nicht mehr eingeflogen werden“, sagt der Professor für eHealth an der Universität Edinburgh. Stattdessen kann der Arzt die Operation von seinem Standort aus dirigieren.

Die Hoffnung des Forschers liegt auf der nächsten Mobilfunkgeneration, 5G genannt. Künftig sollen nicht nur Mails, Whatsapp-Nachrichten und Youtube-Videos über das mobile Netz laufen – auch Maschinen kommunizieren darüber, Autos fahren autonom und Ärzte operieren aus der Ferne. Unzählige Geräte im Alltag könnten sich eines Tages damit vernetzen. 25 Milliarden Geräte wird es zum Start von 5G im Jahre 2020 geben, schätzt das IT-Marktforschungsinstitut Gartner. Heute sind es gerade mal fünf Milliarden.

Diese Hürden muss Deutschland bei der Digitalisierung überwinden
Hürde 1: Baustelle Breitband
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Industrial Internet, Big Data, Internet der Dinge – ohne Datenaustausch funktioniert nichts mehr. Je mehr die Vernetzung fortschreitet, umso größer werden die Datenmengen und deren Übertragung verlangt eine gute Infrastruktur. Doch da hat Deutschland noch Aufholbedarf. Ihrer Zielmarke, das 2014 drei Viertel der deutschen Haushalte schnelles Internet haben sollen, hinkt die Regierung hinterher: Es waren gerade mal rund 65 Prozent. Immerhin gibt es Zeichen für ein Umdenken: Aus dem Investitionspaket des Bundestages von 2016 bis 2018 erhält Digitalminister Alexander Dobrindt 4,35 Milliarden extra; mit 1,1 Milliarden davon kann er den Breitbandausbau fördern.

Hürde 2: Vorwärts im Schneckentempo
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Eine der Hürden, die die Digitalisierung für die deutschen Unternehmen bereithält, ist die Geschwindigkeit. Die IT-Branche legt ein Innovationstempo vor, mit dem andere Industrien kaum Schritt halten können: Während Software-Firmen wie SAP ihre neusten Programmversionen vorstellen, kämpfen deren Kunden noch mit der Einführung der Vorgängerversion. Je mehr Vernetzung und IT in der traditionellen Produktion Einzug halten, umso größer der Druck einen Schritt zuzulegen.

Hürde 3: Deutsche Leuchttürme gesucht
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Den US-Riesen der digitalen Wirtschaft kann Deutschland wenig entgegenhalten. SAP ist der einzige deutsche IT-Anbieter von Weltrang. Allerdings ist SAP nur im Geschäfts- und nicht im Konsumentenbereich aktiv – anders als Apple, IBM, Microsoft, Amazon oder Google. Der deutschen Wirtschaft fehlen die Leuchttürme in der IT- und Internet-Branche und das aus vielfältigen Gründen.

Hürde 4: Start-ups fehlt Kapital
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Das Silicon Valley gilt weltweit als Synonym für innovative Start-ups. Auch in Deutschland wagen sich immer mehr Neugründer an den Markt, doch im Vergleich zu den US-amerikanischen Vorreitern fehlt ihnen ganz entscheidend eines: Kapital. In den USA investierten Risikokalitalgeber 2014 über 48 Milliarden Dollar, davon allein 11,9 Milliarden in Internetfirmen. In letzterer Summe standen in Deutschland laut BVK gut 2,2 Milliarden gegenüber. Das war zwar doppelt so viel wie im Vorjahr, doch einige große Deals wie die Übernahme von Scout 24 verzerren das Bild.

Hürde 5: Politisches Gerangel
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Digitalpolitik ist ein Modethema, bei dem viele das Sagen haben wollen. Im Ring um die Vorherrschaft bei dem Thema stehen etwa Digitalminister Alexander Dobrindt (CSU, von links), Innenminister Thomas de Maizière (CDU) und Wirtschaftsminister Sigmar Gabriel (SPD) – und bremsen die „digitale Agenda“ letztlich eher aus. Neun Monate hatten die Minister beispielsweise gerungen, um im Sommer 2014 ein 30-seitiges Konzept vorzulegen. Es sei eher ein „Hausaufgabenheft“ stapelte de Maizière zurecht tief. Während die Industrie die Digitalisierung vorantreibt, kommen von der Regierung bisher vor allem Wortblasen.

Hürde 6: Der Mittelstand zögert
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Der Mittelstand gilt als das Rückgrat der deutschen Wirtschaft, doch bei der Industrie 4.0 scheint er einzuknicken. Laut ZVEI-Umfrage meinen gut 40 Prozent der Unternehmen, die Digitalisierung sei gar nicht ihr Thema. Diese Einschätzung kann fatal sein – für die Firmen wie den Wirtschaftsstandort Deutschland. Kritiker predigen, man verpasse bei einem Zukunftsthema den Anschluss.

Hürde 7: Die Angst der Deutschen
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Die „German Angst“ beschränkt sich nicht allein auf den Mittelstand; allgemein gilt, dass die Datensicherheit mit der zunehmenden Vernetzung mehr und mehr in Gefahr gerät. Mit immer höheren Schäden durch Cyberkriminalität und Spionage, wird der Schutz von Geschäftsgeheimnissen umso wichtiger.

Zusammen mit dem chinesischen Netzwerkausrüster Huawei forscht Professor Thümmler am Klinikum rechts der Isar in München, wie sich 5G in der Medizin einsetzen lässt. „Eine geringe Latenzzeit ist bei den Anwendungen der entscheidende Faktor“, sagt Thümmler. Latenzzeit, das ist die Zeit zwischen dem Senden und Empfangen der Daten. Bei heutigen OPs mit einem Roboterarm, bei denen der Chirurg mit im Raum steht, liegt die Verzögerung bei circa 180 Millisekunden. Sobald die Daten über ein Netzwerk in einen anderen Raum übertragen werden, steigt die Latenzzeit. Und die Verzögerung ist dann für einen Arzt zu hoch. „Das Ziel mit 5G ist eine Latenzzeit von fünf Millisekunden“, sagt Thümmler.

An dieser technischen Herausforderung tüfteln Universitäten überall auf der Welt. Seit zwei Jahren arbeiten die Forscher im 5G-Lab der TU Dresden daran: „Wie wir die Bandbreite erhöhen können, das wissen wir – da machen wir einfach unseren Werkzeugkasten auf“, sagt Frank Fitzek, Professor und Vizekoordinator des 5G-Labs. Komplizierter sei die Frage, wie sich die Latenzzeit von einer Millisekunde erreichen lässt. Der ganze Aufbau der Netzwerke müsse sich dafür verändern.

Der Erfolg der vernetzten Fabriken – zusammengefasst unter dem Schlagwort Industrie 4.0 – hängt an dieser Latenzzeit, sonst laufen die Maschinen nicht reibungslos und schnell genug. „Das Material kommt zum Roboter und sagt, was gemacht wird“, sagt der Professor aus Dresden. Auf einem Chip könnten zum Beispiel die Baupläne enthalten sein. „Das erlaubt eine individualisierte Produktion.“ Auch die Roboterarme sind nicht mehr untereinander mit einem Kabel verbunden, sondern funken per 5G. „Das Kabel ist ein Schwachpunkt jeder Industriekette, denn es bricht irgendwann“, sagt Fitzek. Wie sich in der Fabrik 4.0 und anderswo Netze mit verkürzter Latenzzeit konstruieren lassen, erforschen in Dresden 19 Professoren und 500 Forscher.

Das Forschungswettrennen hat begonnen
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  • bei meinem deutschen Provider, der inzwischen von einer englischen Firma gekauft wurde, fällt meistens über Mittag das Internet aus, 2-4 x für jeweils ca. 2 Minuten. Danach läuft es wieder. Und ich wohne in einer guten Infrastruktur. Also: viel Spaß bei den Op´s über "hunderte von Kilometern". Ich sehe schon die Anzeige: "die Anwendung wurde geschlossen, ein neues Update wird installiert", oder "DNS-server not found".....

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