5G - die fünfte Generation des Mobilfunks

5G ist die kommende fünfte Generation drahtloser Breitbandtechnologie und wird höhere Geschwindigkeiten und eine bessere Abdeckung bieten als das derzeitige 4G (LTE). 5G arbeitet mit einem 5-Gigahertz-Signal und ist darauf ausgelegt, Geschwindigkeiten von bis zu 1 GBit/s für Dutzende von Verbindungen oder Dutzende von MBit/s für zehntausende von Verbindungen verfügbar zu machen.

Der neue Standard gilt aufgrund der hohen Geschwindigkeit und Bandbreite als Voraussetzung für die breite Nutzung von IoT-Anwendungen, bei denen automatisch relevante Informationen aus der realen Welt erfasst, miteinander verknüpft und im Netzwerk verfügbar gemacht werden - bei Bedarf in Echtzeit.

Er ermöglicht aber auch ganz neue Anwendungsmöglichkeiten. Da der Frequenzbereich in so genannte "Slices" (dt.: Scheiben) aufgeteilt werden kann, können Mobilfunkanbieter Anwendern "geschlossene" Funknetze anbieten, auf die keine Dritten Zugriff haben. Je nach Anwendungsfall haben die Slices unterschiedliche Eigenschaften bezüglich der Latenz, Redundanz, Geschwindigkeit, Verfügbarkeit und Bandbreite. So können Sensoren wichtige Informationen in kleinen Datenpaketen in Echtzeit liefern. Andere Anwendungen wie z.B. im Bereich Virtual Reality benötigen beispielsweise große Bandbreiten, haben aber geringere Ansprüche an die Verfügbarkeit des Netzes.

Der 5G-Netzausbau kommt gut voran. Ende 2021 waren bereits über 50% der Fläche Deutschlands mit dem neusten Mobilfunkstandart versorgt. Aktuell werden besonders hohe Datenübertragungsraten vor allem in Ballungsgebieten erreicht. 

In dem Projekt  5G-MoNArch (Mobile Network Architecture) wurden in Hamburg in einem konkreten Testfeld im Hafen unterschiedliche Anwendungen mit jeweils anderen Anforderungen an das Mobilnetz getestet, beispielsweise Anwendungen, die hohe Bandbreiten, aber eine geringe Verfügbarkeit benötigen gegenüber Anwendungen mit geringer Bandbreite, dafür Datenermittlung in Echtzeit.

Ziel der digitalen Vernetzung im Hafen ist es, die Infrastruktur besser auszulasten, neue digitale Geschäftsmodelle zu schaffen, die Verkehrsströme effizienter zu steuern, Anwendungen im Bereich Industrielle Fertigung 4.0 zu ermöglichen und Emissionen zu reduzieren. In dem mit 7,7 Mio. Euro von der EU geförderten Projekt waren neben der Hamburg Port Authority (HPA) die Telekom als Provider, für die Infrastruktur Nokia und für die Endgeräte Nokia und Samsung als Partner dabei. Während im Partnerprojekt in Turin die Bandbreitenvolumen getestet wurde, stand in Hamburg das Network-Slicing im B2B-Bereich im Fokus, also die Nutzung garantierter Netzkapazitäten für Anwendungen zwischen Unternehmen.

Das Projekt erarbeitete Prototypen in drei Use Cases mit jeweils unterschiedlichen Anforderungen an 5G:

Als Ergebnis hält die HPA fest, dass die Messung der Wassertiefen durch Peilschiffe auf 5G-Basis einen Zwischenschritt in Richtung der Vision einer autonomen Schifffahrt darstellt, die eine volle Automatisierung der Messung der Wassertiefen ermöglicht. Bei der Ampelsteuerung kann es betriebswirtschaftlich sinnvoll sein, statt Kabel per Tiefbau eine Anbindung per 5G einzusetzen, insbesondere bei Baustellenampeln. Bei der Ampelsteuerung hat man zudem die extreme Ausfallsicherheit getestet. Zum einen ist geprüft worden, wie die Ampel sich verhält, wenn eine der beiden Antennen ausfällt. Zum anderen ist die Netzauslastung getestet worden, indem eine gesicherte Bandbreite der Ampel zugewiesen worden ist und im Rest des Netzes „Silvester simuliert“ worden ist, also eine extreme Auslastung des Netzes. Beim AR/VR-Use Case hat man festgestellt, dass die Geräte mit Stand von vor zwei Jahren noch nicht geeignet sind, bei hellem Sonnenlicht sinnvoll eingesetzt zu werden. Dennoch ist bei zukünftigen Bauprojekten eine AR-Visualisierung im Gelände für Entscheidungsträger eine reizvolle Anwendung.

Die Politik hat bei der Vergabe der ersten 5G-Lizenzen zur Auflage gemacht, dass 98 Prozent der Haushalte (nicht der Unternehmen!) in jedem Bundesland mit einer Übertragungsrate von mindestens 100 Megabit pro Sekunde bis Ende 2022 versorgt werden sollen, ebenso alle Autobahnen und wichtige Zugstrecken. Bis Ende 2024 sollen Bundes- und Landstraßen, die übrigen Zugstrecken sowie Wasserwege mit mindestens 50 Megabit pro Sekunde folgen. Derzeit ist der Mobilfunkempfang auf der sehr bedeutenden Wasserstraße Elbe noch völlig unzureichend. 

5G-Modellregion für Vorsprung im Standortwettbewerb nutzen
Hamburg kann als Ausrichtungsstadt des Weltkongresses zum Thema Intelligente Verkehrssysteme und Services (ITS-Weltkongress 2021) und mit Blick auf die Erfahrungen aus dem 5G-Testfeld im Hafen die Förderung als 5GModellregion nutzen, Projekte im Bereich autonomes Fahren, intelligente Verkehrssteuerung und intraindustrielle Logistik voranzubringen und durch die frühe Erprobung des neuen Mobilfunkstandards einen Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen Standorten erzielen.

5G flächendeckend ausbauen
Eine Abdeckung von 98 Prozent der Haushalte hilft den Gewerbestandorten nicht. Diese müssen möglichst zu 100 Prozent mit 5G abgedeckt werden, damit sie die Potenziale für ihre Geschäftsmodelle nutzen können. Hier sollten die Telekommunikationsanbieter weiße Flecken möglichst in Kooperationen ausbauen, in Gebieten mit nur einem Netz sollten kooperative Roaming-Lösungen gefunden werden, damit Nutzer aller Netze 5G möglichst flächendeckend nutzen können.
Sollten nach dem 5G-Ausbau weiße Flecken in Hamburg ohne Netz bestehen bleiben, sollte die Stadt diese Flecken über ein Förderprogramm schließen.

Administrative Hemmnisse bei 5G abbauen
Um den Aufbau von 5G zu unterstützen, soll die Stadt kostenfrei öffentliche Infrastruktur für Antennenstandorte (zum Beispiel Laternenmasten) sowie bei Bedarf Unterstützung bei der Stromversorgung bereitstellen.
Baugenehmigungen für Mobilfunkstandorte sind zügig zu erteilen, baurechtliche Rahmenbedingungen an aktuelle Anforderungen anzupassen.

5G durch Glasfaserausbau fördern
5G funktioniert nicht ohne eine flächendeckende Glasfaserversorgung, da die Antennenstandorte an Glasfaserkabel angeschlossen werden müssen. Daher zahlen die Maßnahmen, die den Glasfaserausbau voranbringen, auch mittelbar auf den Aufbau des 5G-Netzes ein.

Mobilfunk auch auf Wasserstraßen gewährleisten
Die Stadt ist aufgefordert, darüber hinaus auf der Elbe einen ausreichenden Mobilfunkempfang für einen schnellen Kommunikationsprozess der Reedereien mit den Beteiligten der maritimen Lieferkette zu gewährleisten. Auch die Deutsche Bucht gehört aus Sicht unserer Handelskammer Hamburg zum Kernnetz der deutschen Wasserstraßen und muss entsprechend der Ausbauauflagen mit ausreichendem Mobilfunk abgedeckt werden. Insbesondere soll die Stadt Hamburg auf die Nachbarn Schleswig-Holstein und Niedersachsen zugehen, um die Zuständigkeit bei der Abdeckung von Unter- und Außenelbe zu klären.

Die Handelskammer hat mit Blick auf die Bedeutung des Hafens und der Schifffahrt für die Stadt die Forderung in Richtung Bundesnetzagentur aufgestellt, einen ausreichenden Mobilfunkempfang in der deutschen Bucht sowie auf der Elbe zu gewährleisten. Zuvor hatte die Lotsenbrüderschaft Elbe gegenüber der Handelskammer die Unterversorgung der Elbe und der Küstengewässer mit Mobilfunk thematisiert. Dies sollte durch entsprechende Aufnahme in die Versorgungsauflagen im Zusammenhang mit der Versteigerung der 5G-Frequenzen realisiert werden.

Nach  Erarbeitung der Forderung und Verabschiedung des Hafen-Eckpunktepapiers im Mai-Plenum hat die Handelskammer die Forderung gemeinsam mit der IHK Nord bei der DIHK platziert und erreicht, dass die Wasserwege bei den Verkehrswegen im DIHK-Positionspapier gleichwertig zu Straße und Schiene aufgenommen wurden.

Durch diese Aufnahme wurden die Wasserwege bei der Öffentlichkeitsarbeit und der politischen Arbeit der DIHK stets mittransportiert, beispielsweise in einem Interview mit dem Redaktionsnetzwerk Deutschland am 24.09.2018 und bei einer gemeinsamen Pressemeldung mit Bauernverband (DBV), Deutschem Landkreistag (DLT) und Zentralverband des Deutschen Handwerks (ZDH) am 16.11.2018.

Die Bundesnetzagentur hat nunmehr eine Versorgung der Wasserverkehrswege im Kernnetz und der Seehäfen mit mindestens 50 Megabit/s bis Ende 2024 durch mindestens einen Netzbetreiber in die Vergaberegelungen aufgenommen.