Ulrich Trick

5G (eBook, ePUB)

An Introduction to the 5th Generation Mobile Networks

• Format: ePub

Produktbeschreibung

With 5G, telecommunications networks have entered a new phase. 5G mobile networks use unique concepts and technologies to deliver current and future applications across a wide spectrum, from high bit-rate smartphones to high-availability car-to-x and mass IoT applications.

This book on 5G technology starts with the evolution of mobile networks to 5G. It then addresses basic concepts and technologies such as NGN, IMS, virtualization with NFV and MEC, SDN, and Service Function Chaining.

The 5G environment is comprehensively presented, starting with use cases and usage scenarios and moving on to concrete requirements, as well as the standardization at ITU and especially 3GPP, including regulation.

In this context, the 5G system design, the 5G access networks with their high-performance transmission technology, and the core network with the innovative concepts of Service Based Architecture and Network Slicing play a significant role. A 5G system is presented here in an integrated view, rounded off by an overview of all relevant IT security aspects.

The overall view is concluded by looking at the environmental influences of electromagnetic radiation and the energy and raw material resources requirements. Furthermore, the future development of 5G up to 6G is outlined.

The book's main objective is to provide people interested in 5G technology and application scenarios with a well-founded knowledge for an introduction to 5G and encourage further discussion of this topic. The target audience is generally technically interested persons, mostly employees of public and private network operators. This book should be of particular interest, especially within the IT departments of potential 5G user companies, and of course, among computer science and electrical engineering students.

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Produktdetails

• Verlag: Walter de Gruyter
• Seitenzahl: 294
• Erscheinungstermin: 22. Februar 2021
• Englisch
• ISBN-13: 9783110724622
• Artikelnr.: 61148840

Autorenporträt

Ulrich Trick, Frankfurt University of Applied Sciences

Rezensionen

Frankfurter Allgemeine Zeitung | Besprechung von 10.05.2021

Mehr Chance als Gefahr
Einführende Bücher über den Mobilfunkstandard 5G

Über den neuen Mobilfunkstandard der fünften Generation - nach den Vorgängern 2G (GSM), 3G (UMTS) und 4G (LTE) - sind viele Missverständnisse im Umlauf. Weder schädigt 5G die Gesundheit, noch braucht jede Milchkanne 5G. Außerdem benötigt man für die Nutzung keine Mobilfunkunternehmen, wie diese gerne suggerieren. Konzerne wie Mittelständler können Campusnetze selbst aufbauen, autonom nutzen und neue Geschäftsmodelle ohne Intermediäre entwickeln. Das hat die Bundesnetzagentur möglich gemacht. Verbrauchern wird der neue Standard dagegen weniger Nutzen bringen als gemeinhin erwartet.

Für die Nutzung von 5G braucht es Glasfaserverbindungen zu den Basisstationen, aber wer einen Glasfaseranschluss hat, braucht eigentlich kein 5G mehr. Hohe Datenraten im ländlichen Raum setzen zudem viel mehr Funkmasten voraus. Diese werden wahrscheinlich so schnell nicht gebaut. Auch deshalb bezeichnet der Technologiefachmann Dean Bubley 5G als ein "wichtiges, letztendlich ziemlich langweiliges Upgrade". Es werde von der Mobilfunkbranche und von Technologieanbietern überzeichnet. Für ihn ist 5G einfach wie 4G, aber schneller und mit zusätzlicher Kapazität. Auch der Experte für Kommunikationstechnik Georg Fischer von der Universität Erlangen-Nürnberg meint, der Übergang von 4G zu 5G sei, technisch gesehen, viel weicher als der von 3G zu 4G.

Das ist wohl wahr. 5G ist zudem ein schwammiger Begriff und letztendlich ein Sammelsurium von Technologien. Es ist auf jeden Fall zu begrüßen, wenn der Hype um 5G nun auf die technischen Fakten fokussiert wird. Verständliche und unabhängige Literatur darüber ist selten. Die im September 2020 erschienene Neuauflage des Bandes "5G NR: The Next Generation Wireless Access Technology" von Erik Dahlman, Stefan Parkvall und Johan Skold (Verlag Elsevier) ist zwar umfassend, aber ohne technisch-akademischen Hintergrund nicht zu verstehen.

Das erste deutschsprachige Buch zu 5G hat der Hochschullehrer Ulrich Trick geschrieben. Es wurde jüngst auch in die englische Sprache übersetzt. Trick leitet die Forschungsgruppe Telekommunikationsnetze an der Frankfurt University of Applied Science. Er will vor allem technisch Interessierte ansprechen. Schon der Rückklappentext strotzt vor Abkürzungen und englischen Fachtermini. Trotzdem sind weite Teile seines Werkes verständlich, vor allem seine Ausführungen zu den praktischen Anwendungsbereichen.

Wie in fast allen Veröffentlichungen zu 5G wird auch hier das berühmte Dreieck der Szenarien für den IMT-2020-Standard der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) gezeigt. In diesem Dreieck tauchen etwa die Anforderungen für Smart City oder Industrieautomation auf. Daraus ergeben sich Anforderungen an die 5G-Technik, die nie in Summe, sondern entsprechend der Anwendung nur in Teilen erfüllt sein müssen. Diese Anforderungen sind Basis für die Standardisierung, vor allem bei der weltweiten Kooperation von entsprechenden Gremien namens 3GPP ("3rd Generation Partnership Project"). All das klingt erst einmal schwierig, wird in dem Buch aber genau erläutert.

Ebenso wird gezeigt, dass deutsche Unternehmen und ihre Ingenieure beim Thema 5G an vorderster Front mitmischen. Das ist auch notwendig, denn Standardisierungen werden international festgelegt und bilden die Grundlage für künftige technische Innovationen. Dazu gehört auch das viel diskutierte und von Trick anschaulich erklärte "Network Slicing". Dies bedeutet, dass man die "Quality of Service" für jede Scheibe einer Netzkapazität (Slice) individuell setzen kann. Einen Slice für die Industrie würde man so konfigurieren, dass geringe Verzögerungen, also Latenzen, angeboten werden.

In einem Slice für Videoübertragung würde man dagegen höchste Datenraten erlauben. Problematisch bleibt jedoch immer der hohe Energieverbrauch. Hier verweist Trick auf die Technik der Massive-MIMO-Antennen, bei der die Mehrwegeausbreitung geschickt für die Übertragung auf mehreren parallelen Streams ausgenutzt wird. Langfristig könnte 5G energieärmer als 4G sein. Kurzfristig aber wird der Energiebedarf von Rechenzentren steigen. Das gilt auch für mobile Endgeräte, die leistungsfähigere Prozessoren benötigen. Damit werden die Geräte teurer.

Trick blickt in seinem Buch zudem auf die Zeit nach 2030. Dreidimensionale Betrachtungen von Hologrammen ohne Brille werden ebenso möglich wie die holografische Telepräsenz von Personen in einem Raum für eine Sitzung. Man spricht dann von digitalen Zwillingen. Auch Sinne wie Schmecken und Riechen werden einbezogen. Ein Beispiel ist der digitale Lutscher, ein elektronisches Gerät, das durch Anregung der menschlichen Zunge mit elektronischen Strömen einen Geschmack synthetisch erzeugt. Das aber wird schon als "6G" diskutiert. Das Buch "Understanding 5G Mobile Networks" der englischen Wissenschaftler Peter Curwen und Jason Whalley erklärt kompakt die wichtigsten Merkmale der Technologie. Es kann insofern als ergänzendes Lexikon dienen, da es die wissenschaftliche Diskussion und die politischen Entscheidungen zusammenträgt und die derzeitige Situation der Frequenzzuweisungen in den wichtigsten Ländern der Erde, inklusive Deutschland, kompetent darstellt. Spätestens nach den Änderungen bei der nächsten Weltfunkkonferenz 2023 braucht es aber eine Neuauflage.

JOCHEN ZENTHÖFER

Ulrich Trick: 5G, Verlag de Gruyter, Berlin 2020. 292 Seiten. 50 Euro.

Peter Curwen und Jason Whalley: Understanding 5G Mobile Networks, Bingley 2021. 216 Seiten. 90 Euro.

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