Die Nutzungsszenarien von 5G sind weit gefächert und vielfältig. Nicht alle Optionen werden kurzfristig verfügbar sein oder überhaupt Realität werden, gleichzeitig sind heute schon mit LTE viele Anwendungen möglich. Die 5G-Entwicklung lässt aber jetzt schon erkennen, dass 5G mehr sein wird als ein Highspeed-Turbo. Aus technischer Sicht ist 5G wie ein Baukasten, aus dem die Funktionen so kombiniert werden, dass Menschen, Dinge und Prozesse möglichst optimal drahtlos miteinander vernetzt werden.
Voraussichtlich gibt es drei Bereiche auf denen der Fokus der Netzbetreiber liegen wird: Das sind die Versorgung von innerstädtischen Bereichen mit hoher Kapazität, Lösungen für Industrie- und Geschäftskunden sowie die Überbrückung der letzten Meile, dort wo die Verlegung von Glasfaserkabeln nicht in Frage kommt.
5G bringt Kapazität für Städte
Bei der Versorgung von innenstädtischen Bereichen müssen die Mobilfunknetze eine hohe Zahl von gleichzeitigen Nutzern stemmen. Bei Großveranstaltungen gelangen selbst moderne 4G-Mobilfunknetze noch an ihre Grenzen, etwa in Zusammenhang mit Musik- oder Sportevents, Weihnachtsmärkten oder zu Silvester, wenn zehntausende Kunden auf engstem Raum gleichzeitig bedient werden müssen. Wenn zudem ultrahochauflösende Bilder und Videos einen Großteil der Datenmenge ausmachen, muss die Kapazität weiter angepasst werden. Mit 5G können die Netzbetreiber solche Situationen besser bewältigen. Die 5G-Technik ermöglicht mit neuen Verfahren hohe Datenübertragungsraten beziehungsweise eine hohe Datenkapazität. Die Abdeckung in schwierigen Situationen, wie in Häuserschluchten oder innerhalb von Bauwerken wird so einfacher. Mit einem Kleinzellen-Netz (Small Cells) kann an Orten mit vielen Nutzern das Netz verdichtet und so mehr Kapazität zur Verfügung gestellt werden. Wobei auch Small Cells wiederum an eine gute Glasfaserinfrastruktur angebunden werden müssen.
5G als virtuelle Glasfaser
Bereits heute sind mit LTE (4G) Datenraten von 500 MBit bis hin zu einem Gigabit möglich. Entscheidend für die Leistungsfähigkeit der Mobilfunkanbindung ist nicht unbedingt eine besonders hohe Datenrate, sondern die optimale Anpassung an die Anforderungen einer bestimmten Anwendung. Egal ob nun in der Stadt, im Zug oder auf dem Land. Mit der 5G-Technologie lassen sich deutlich höhere Spitzendatenraten als mit 4G erreichen, wichtiger und entscheidender sind aber höhere Durchschnittsdatenraten, so dass eine konstante Performance für die Nutzer möglich wird. Die Spitzendatenrate der 5G-Funkübertragung wird ein einzelner Nutzer dagegen kaum benötigen, für interaktive Anwendungen und die Gesamtkapazität der Mobilfunkzellen ist sie aber von Bedeutung. 5G kann mit der hohen Leistungsfähigkeit und hohen Durchschnittsdatenraten die letzte Meile zum Nutzer als virtuelle Glasfaser überbrücken.
Industrie 4.0 und das Internet der Dinge
Im Industriebereich wird viel vom sogenannten „Internet der Dinge“ (Internet of Things) kurz IoT, gesprochen. Beim Internet der Dinge können Geräte Informationen weiterleiten oder sich untereinander „verstehen“. Noch steht die Vernetzung von Maschinen und Geräten erst am Anfang, dürfte aber mit 5G deutlich an Fahrt gewinnen, da einige technische Grundsteine gelegt werden, die für IoT von Bedeutung sind. Insbesondere sind hier ultra kurze Latenzzeiten zu nennen, also Reaktionszeiten im Bereich von 1 Millisekunde. In der industriellen Fertigung wird der durchgängige Datenaustausch zwischen Maschinen, Anlagen, Mensch und Robotern zunehmend an Bedeutung gewinnen. Industrieroboter können auf Basis von 5G-Technik in Echtzeit gesteuert werden.
Besonders die wirtschaftliche Vernetzung einer Vielzahl von Sensoren ist für IoT wichtig. Mit 5G kann die Anzahl verbundener Geräte auf mehrere hunderttausend pro Basisstation gesteigert werden. Da diese Sensoren oftmals an schwer zugänglichen Stellen verbaut oder in andere Objekte eingebettet sind, ist hier der sparsame Umgang mit Energie sehr wichtig. Mit Narrowband IoT (NB-IoT) ist derzeit in ersten LTE-Netzen ein entsprechender 3GPP-Mobilfunkstandard schon praktisch nutzbar.
Mobilität, Logistik und Handel
Eine der Anwendungen für 5G soll das vernetzte Fahren werden. Mit dem automatisierten und vernetzen Fahren soll die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht und der Verkehrsfluss verbessert werden, so dass Ressourcen geschont und schädliche Emissionen verringert werden. Entsprechend ausgerüstete Fahrzeuge müssen sich zwar auch ohne Netzverbindung sicher bewegen können, aber durch die Kommunikation der Fahrzeuge untereinander (Car-to-Car-Kommunikation) sowie der Einbindung von Verkehrsdaten und Fahrzeugsensoren entstehen weitere Vorteile wie assistiertes Überholen oder die Bildung von Rettungsgassen. Wichtigste Voraussetzung für diese Anwendungen sind hohe Verfügbarkeit und geringe Latenzen.
5G sorgt zudem für eine höhere Vernetzung der verschiedenen Verkehrsträger untereinander. Ein vernetzter öffentlicher Nahverkehr kann schneller reagieren, wenn es eine erhöhte Nachfrage zur Personenbeförderung gibt oder eine Route aktuell nicht befahren werden muss. In der Logistik wird durch eine hocheffiziente Routen- und Transportplanung das Verkehrsaufkommen reduziert. Der Logistik-Bereich profitiert von 5G auf vielfältige Art und Weise. Vernetzte und hochautomatisierte Fahrzeuge wird es auch im Transportwesen geben. Beim Warentransport kommen außerdem vernetzte Sensoren zum Einsatz, die die Position, Temperatur, Erschütterungen und ähnliches an Logistikzentralen oder Speditions-Disponenten übertragen.
Gesundheit
Im Gesundheitswesen stehen vor allem telemedizinische Anwendungen im Fokus der Planungen rund um 5G. Von der Facharzt-Versorgung bis hin zur Tele-Intensivmedizin gehen die Konzepte, die vor allem darauf zielen, die ärztliche Versorgung in strukturschwachen Gebieten zu verbessern. Auch die Vernetzung der Rettungswagen zur Übertragung von Vital-Daten an das Krankenhaus, Fernbehandlung und Telemonitoring von Langzeitpatienten, videobasierte Arztsprechstunden und telemedizinische Beratungen zwischen Ärzten in kleineren Akutkrankenhäusern und Spezialisten in anderen Kliniken können mit 5G-Techik realisiert werden.
Landwirtschaft
Landwirtschaftliche Prozesse sind bereits heute zum Teil intelligent vernetzt. So können Dienste wie die Wartungsintervalle von Maschinen, optimale Dünge- und Erntestrategien und eine weitgehende Automatisierung der Prozesskette erreicht werden. Mit 5G kann das „Smart Farming“ umgesetzt werden: Bodenbeschaffenheit, Düngezyklen, aktuelle und präzise Wetterdaten, diese und weitere Informationen laufen im Display von selbstfahrenden Traktoren zusammen und unterstützen den Landwirt bei der effizienten Bewirtschaftung von Flächen.
Energieversorgung
Intelligente Versorgungsnetze können mit 5G-Technik so ausgebaut und gesteuert werden, dass die Aufnahmekapazität der Netze optimiert wird. Über sogenannte virtuelle Kraftwerke werden Erzeuger, Netzbetreiber, Speicher und Verbraucher zusammengeschaltet. 5G ermöglicht darüber hinaus die einfachere Implementierung intelligenter Gebäudetechnik wie Smart-Metering, Heizanlagensteuerung oder auch die Überwachung von Versorgungsinfrastrukturen wie Wasser- und Abwasser- oder Belüftungssystemen.