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5G für die Industrie

Was kostet ein 5G-Campusnetz?

Kabellose Kommunikation in der Industrie ist oft limitiert – sei es durch die endliche Anzahl der nutzbaren Geräte oder die Menge der übertragbaren Daten. Mit 5G sollen solche Probleme bald der Vergangenheit angehören. Vielerorts können private Kommunikationsnetze, sogenannte Campusnetze, eine sinnvolle Lösung sein. Doch in welchen Szenarien nutzen solche Netze und vor allem, was kosten Einrichtung und Betrieb?

Einsatzbereiche von 5G reichen von der Fabrikautomation über die Landwirtschaft und Hafenanwendungen bis hin zur Prozessindustrie. (Bild: ©Rainer Plendl/shutterstock.com)

Einsatzbereiche von 5G reichen von der Fabrikautomation über die Landwirtschaft und Hafenanwendungen bis hin zur Prozessindustrie. (Bild: ©Rainer Plendl/shutterstock.com)

Die Möglichkeiten von 5G klingen verheißungsvoll: Große Datenraten bei geringen Latenzzeiten für kabellose Echtzeitanwendungen. Dabei machen verschiedene Anwendungsprofile die Nutzung von 5G in unterschiedlichen Einsatzfällen möglich: Mit Enhanced Mobile Broadband (eMBB) werden Spitzendatenraten über 10GBit/s möglich. Ultra Reliable Low Latency Communication (URLLC) unterstützt Latenzzeiten unter einer Millisekunde und bietet eine Verfügbarkeit nahe 100 Prozent. Mit massive Machine-type Communication (mMTC) lassen sich batteriebetriebene Geräte über zehn Jahre betreiben und bis zu einer Million Geräte pro Quadratkilometer anbinden. Unternehmen können diese Vorteile sogar auf dem eigenen Gelände in privaten 5G-Netzen nutzen – die passende Lizenz vorausgesetzt.

Welche Kosten anfallen

Seit dem November 2019 können Frequenzen für lokale Anwendungen bei der Bundesnetzagentur beantragt werden. Die Investitionen setzten sich im Wesentlichen zusammen aus den einmaligen Kosten für die Frequenzzuteilung, laufenden Frequenznutzungsbeiträgen, der Planung und dem Aufbau der Kommunikationsinfrastruktur sowie den Kosten, die für Instandhaltung und Betrieb des 5G Netzes entstehen. Dabei berechnet sich die einmalige Gebühr für die Frequenzzuteilung nach folgender Formel Lizenzgebühr = 1.000 + B x t x 5 x (6 x a1 + a2). In die Formel gehen ein, die beantragte Bandbreite (B) – zwischen 10 und 100MHz, der Zeitraum (t) für den die Frequenz beantragt wird, sowie die Fläche (a) in Quadratkilometern auf der das private Netz genutzt werden soll. Zuteilungsgebiete auf Siedlungs- und Verkehrsflächen fallen unter a1 und werden mit dem Faktor 6 gewichtet, sonstige Flächen unter a2. Wer also in einer Siedlungs- und Verkehrsfläche 100MHz für fünf Jahre und eine Betriebsfläche von einem halben Quadratkilometer beantragt, zahlt dafür einmalig 8.500 Euro (1.000 + 100 x 5 x 5 x (6 x 0,5 + 0)). Dazu kommen laufende Frequenznutzungsgebühren. Sie bestehen aus Frequenznutzungsbeiträgen gemäß §143 Abs. 1 TKG (Telekommunikationsgesetz) sowie Beiträgen gemäß §31 EMVG (Gesetz über elektromagnetische Verträglichkeit) und §35 FUAG (Gesetz über Bereitstellung von Funkanlagen auf dem Markt). Diese Gebühren werden rückwirkend auf ein Jahr erhoben und die Höhe wird nach den jeweils geltenden Frequenzschutzbeitragsverordnung bestimmt. Bislang gelten die Werte ähnlicher Nutzergruppen aus dem Vorjahr als Orientierungswert. Die Kosten für Planung, Anschaffung und die Implementierung der eigenen Kommunikationsinfrastruktur, werden im wesentlichen von der Campusgröße sowie der jeweiligen Anwendung bestimmt. Zudem kommen Kosten für Instandhaltung hinzu.

Externe Partner helfen

Bei der Implementierung privater Campusnetze können entsprechende Planungsfirmen oder Systemintegratoren unterstützen. Sie klären den Bedarf, helfen bei der Antragsstellung, sorgen dafür, dass das Netz den Vorgaben der Bundesnetzagentur gerecht wird, übernehmen den praktischen Aufbau u.v.m. Das schwedische Telekommuniatkions-Unternehmen Ericsson befasst sich bereits seit einiger Zeit mit privaten Campusnetzen auf 5G-Basis und baute dafür auch ein Partnerportal auf. Die Partner helfen sowohl beim Aufbau der Kommunikationsinfrastruktur auf dem Firmengelände als auch bei der Umsetzung von 5G-Kommunikation für die einzelnen Maschinen und Anlagenteile. HMS Industrial Networks ist beispielsweise zertifizierter Partner für Produkte zur Kommunikation im Bereich Fabrikautomation. Das Unternehmen unterstützt Maschinenbauer bei der Integration von 5G mit Beratung und passenden Komponenten, wie etwa Wireless Router, Gateways oder Switches.

Nicht nur für die Industrie

Als 5G-Anwendungsszenarien wird klassischerweise die Fabrikautomation genannt mit modularen, flexiblen Arbeitszellen oder fahrerlosen Transportsystemen. Doch auch andere Bereiche können von der 5G-Technologie profitieren – etwa in der Land- und Forstwirtschaft. Beispielsweise lassen sich im Ackerbau mit Precision Farming jede Menge Informationen bei Aussaat und Ernte ermitteln, die Optimierung für den weiteren Anbau ermöglichen. Weitere Einsatzgebiete finden sich in Containerhäfen. Dort werden große Warenmengen umgeschlagen und es entstehen große Datenmengen, die die Kapazität bisheriger kabelloser Kommunikationsnetze übersteigen können. Mit 5G wird eine zuverlässige, sichere, kabellose Kommunikation zwischen Kränen, Containern, Fahrzeugen und Mitarbeitern möglich. Ähnliches gilt für Flughäfen und die dort eingesetzten Vorfeldfahrzeuge. Und auch für die Prozessindustrie bieten sich unterschiedliche Einsatzgebiete. 5G ermöglicht etwa durchgängige Kommunikation auf dem Betriebsgelände von Ölraffinerien oder Chemieparks. Grundsätzlich eignet sich die Technologie überall dort, wo Sensoren Datenmengen liefern, die bislang nicht kabellos übertragen werden konnten. Zwar werden langfristig nicht alle Kabel aus der automatisierten Produktion verschwinden. Wie viele in der Produktion verbleiben, ist letzten Endes auch eine Frage, die Unternehmen individuell abhängig von ihrem Anwendungsfall klären müssen.


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