IoT: Gesundheitswesen und Smart Cities etablieren 5G-Verbindungen

Das Gesundheitswesen und Smart City Services treiben die Einführung von 5G-Verbindungen im Internet der Dinge (IoT) stetig voran. Laut einer neuen Studie von Juniper Research soll deren Menge von weltweit 17 Millionen im Jahr 2023 bis 2026 auf 116 Millionen ansteigen.

Die Studie untersuchte verschiedene Branchen und prognostiziert: Bis 2026 werden mehr als 60 % der IoT-Geräte mit 5G-Konnektivität zu den Segmenten Gesundheitswesen und Smart City gehören. Ultra-niedrige Latenzzeiten und höhere Bandbreiten sind dabei die Hauptfaktoren, die zu dieser rasanten Verbreitung neuer 5G-Verbindungen in der IoT-Landschaft beitragen.

Im Falle des Gesundheitswesens zielen diese Investitionen in 5G-Dienste auf die Notwendigkeit ab, ineffizient arbeitende Dienste zu modernisieren – denn diese waren am meisten von der Covid-19-Pandemie betroffen. Der technische Fortschritt wird dabei vor allem für telemedizinische Projekte, Krankenwagen, vernetzte Notdienste und die Fernüberwachung in Echtzeit gefragt sein.

„5G ermöglicht eine effizientere und dynamischere Gesundheitsversorgung, die mit 4G oder Wi-Fi nicht machbar ist. Gesundheitsdienstleister werden die Technologie jedoch wahrscheinlich zunächst in Bereichen einsetzen, die eine hohe Investitionsrentabilität bieten – allen voran bei vernetzten Notdiensten“, betont Olivia Williams, Mitautorin der Studie.

In Bezug auf den Bereich Smart Cities sind 5G-Verbindungen vor allem wegen zwei Punkten attraktiv: die kosteneffiziente Bereitstellung und die Fähigkeit zur Übertragung großer Datenmengen. Die Studie prognostiziert deshalb auch hier einen Mengenzuwachs – demnach wird es 2026 weltweit mehr als 60 Millionen 5G-Verbindungen in Smart Cities geben. Zu den wichtigsten Diensten, die die Vorteile der 5G-Konnektivität mit hoher Bandbreite nutzen, wird laut dem Bericht die Netzwerküberwachung im Verkehrswesen gehören.

Besonders die Fähigkeit von 5G, ultrazuverlässige, hochverfügbare Konnektivität mit geringer Latenz zu liefern, eröffnet unzählige Möglichkeiten für die Bereitstellung innovativer Services. So entsteht weltweit eine erhebliche Nachfrage in diesem Markt, der Schätzungen zufolge bis 2023 auf 19,3 Milliarden US-Dollar anwachsen wird.

Neue Möglichkeiten mit 5G

Ursprünglich für die Mobilfunkkommunikation eingeführt, verfügt das 5G-Protokoll aktuell über 5G-Modem-Modelle, die speziell auf IoT-Anwendungen ausgerichtet sind. Mitte 2022 veröffentlichte die 3GPP-Gruppe die Spezifikation „Release 17“, die sowohl die Use Cases für das IoT als auch die Erweiterung des mobilen Breitbands weiter ausbauen soll. Im Jahr 2024 werden mit „Release 18“ voraussichtlich Funktionen für Virtual Reality und Augmented Reality hinzukommen.

Laut Takeshi Niwa, Marketinganalyst bei Techno Systems Research, legt der 5G-Standard mehr Wert auf Edge Computing sowie Netzwerke, die auf künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen basieren. Ebenso stehen das Ressourcenmanagement zwischen Basisstationen sowie die Zusammenarbeit zwischen Basisstationen und Terminals im Fokus. Dies fördert wiederum die Kommunikation mit geringer Latenz und die Effizienz der Netzwerkressourcen in IoT-Anwendungsfällen.

Der Markt für non-portable 5G-Geräte (ohne Handgeräte) wuchs 2022 gegenüber dem Vorjahr um 157 % auf 28,8 Millionen Einheiten. Und auch im Gesamten wird sich das Wachstum des Gerätemarktes für 5G laut Niwa in den kommenden Jahren beschleunigen. Verantwortlich dafür sind die Ausweitung von 5G-Telematik und industriellen Use Cases für das IoT.

Takeshi Niwa hebt außerdem hervor, dass vor allem der Skalenertrag eine der größten Herausforderungen für 5G in der Industrie darstellt. Denn die neuen Anwendungsmöglichkeiten können zu erheblichen Mehrkosten führen – besonders wegen des speziellen Frequenzbands für 5G-Dienste. Dazu spielen auch die Automatisierung, die Fernsteuerung von Robotern oder das Videostreaming in Echtzeit eine finanzielle Rolle.

Mit dem 5G-Standard „Release 17“ wurde jedoch unter anderem eine neue Schicht mit reduzierter Kapazität (RedCap) eingeführt: Mit verbessertem Design zielt sie vor allem auf intermediäre Use Cases im 5G-Bereich ab und kann Übertragungsraten von 150 Mbit/s im Downlink und 50 Mbit/s im Uplink effizient unterstützen. Möglich ist dies durch Optimierungen wie geringere Bandbreiten, die Fähigkeit zur Arbeit mit geringer Sendeleistung sowie die Umstellung auf je eine Sende- und Empfangsantenne (zwei Antennen sind optional).

Reduzierte Leistung und geringere Kosten: Mit diesem Ansatz soll RedCap dazu beitragen, die Einführung von 5G in industriellen Umgebungen und sogar in anderen Szenarien zu beschleunigen. Laut Niwa wird der erste 5G-RedCap-Chipsatz im Jahr 2023 auf den Markt kommen, die Massenproduktion wird 2024 beginnen. Es ist anzunehmen, dass China die Lösung in der industriellen Automatisierung, intelligenten Stromzählern und anderen Anwendungsfällen einsetzt – und somit bei der Einführung von 5G RedCap nach vorn prescht. Im Rest der Welt wird 5G RedCap voraussichtlich etwa ab 2027 eingeführt.