5G: Hype oder Allheilmittel?Informationsveranstaltung zum Förderwettbewerb 5G.NRW

04.12.2019– 2 –

5G: Explosion der digitalen MöglichkeitenNeue Leistungsniveaus?

Quelle: Nokia - The 5 Keys to 5G (2016).

5G: Leistungsmerkmale

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eMBBEnhanced Mobile

Broadband

Weiträumiges Internet der Dinge

Energie und Versorgung

Smart Home

Vernetztes Fahren (V2X)

Industrie 4.0Private Netzwerke

Vernetzte Produkte

Quelle: Eigene Darstellung aufbauend auf Telefonica Deutschland (2019).

AR / VR in Healthcare

Logistik 4.0

Mobile FULLHD Videos

URLLCUltra-reliable

and Low LatencyCommunications

mMTCMassive Machine

Type Communications

▪ eMBB: Datenraten von bis zu 20 Gbit/s pro Sekunde im Download und bis zu 10 Gbit/s im Upload

▪ URLLC: Geringe Latenz von unter 1 Millisekunde

▪ mMTC: Extreme Dichte von Endgeräten mit bis zu 1 Millionen Endgeräten pro km²

5G: weltweit 4,3 Billionen US-Dollar zusätzliches Wertschöpfungspotential bis 2026

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Time horizon for commence of value unlocking (years).

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Manufacturing 605 Mrd. $

Technology 373 Mrd. $

Utilities 67 Mrd. $

Healthcare 405 Mrd. $

Pharma 20 Mrd. $

Retail 850 Mrd. $

Transport / Mobility 348 Mrd. $

Logistics 390 Mrd. $

Finance 606 Mrd. $

Insurance 226 Mrd. $

Sonstige Branchen: 0,41 Billionen US-Dollar.

2019Campus Use-Cases City Use-Cases

Quelle: Eigene Darstellung aufbauend auf KPMG (2019).

5G: zwischen Prognose und Hype

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▪ Der Gartner Hype Cycle for Emerging Technologies aus dem Jahr 2017 prognostizierte, dass 5G noch fünf bis zehn Jahre bis zum Plateau der Produktivität benötigen würde.

▪ Im Gartner Hype Cycle von 2018 reduzierte sich diese Zeitspanne auf zwei bis fünf Jahre während 5G auf den Gipfel der überzogenen Erwartungen zusteuerte.

▪ 2019 behielt Gartner die Prognose von 2018 bei, wenngleich 5G den Gipfel der überzogenen Erwartungen bereits überquert hat.

Quelle: Gartner Hype Cycle for Emerging Technologies 2017, 2018, 2019.

04.12.2019– 6 –

Reifegrad von 5G-Use-Cases: Was kommt wann?

Bandbreite: 1-5 Gbps

Latenz: < 20 ms

Zuverlässigkeit : > 10 Jahre Batterie

Endgeräte: bis zu 1 Millionen per km²

Urbane Ballungsgebiete Urbane und suburbane Gebiete Ausgewählte ländliche Gebiete

2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Extreme mobile

Broadband

Smart Home

Consumer AR / VR (Retail)

AR / VR in Healthcare

Smart Factory (Real time remote control)

Energy and Utility

ConnectedCars (V2X)

Widespread IoTs(Smart Cities and Smart Agriculture)

Abdeckung

Bandbreite: 10 Gbps

Latenz: < 10 ms

Zuverlässigkeit: 99,99%

Latenz: < 5 ms

Zuverlässigkeit: 99,999%

Latenz: < 1 ms

Fleet and inventory management

& Tracking

Fixed wirelessaccess

Public SafetyComms.

Quelle: Eigene Darstellung angelehnt an PwC and World Economic Forum (2019).

VDMA: Warum ist 5G für die Industrie so wichtig? „5G ist nicht die Neuerfindung des Rades. Für viele Anwendungen werden die jetzigen Mobilfunknetze weiterhin ausreichen. Aber mit dem 5G-Netz und intelligenten Geräten bieten sich völlig neue Möglichkeiten, die nicht nur die Umsetzung der vernetzten Produktion in weit größerem Maße als bisher erlauben. Beispiele dafür sind hochpräzise Just-in-Time Verfahren, ebenso wie die verbesserte vorausschauende Wartung und Instandhaltung (PredictiveMaintenance), die als Service-Option für den Verkauf von Maschinen immer wichtiger wird. Das Gleiche gilt für störungssichere und überwachte Kommunikation. 5G wird zum internationalen Standard im immer anspruchsvolleren Wettbewerb des Maschinenbaus.“

VDA: Ein wesentliches Anwendungsfeld des neuen Mobilfunkstandards in Deutschland ist die Automobilbranche. „Nicht erst auf der Straße, sondern schon bei der industriellen Fertigung von Fahrzeugen wird eine leistungsfähige digitale Infrastruktur benötigt. Einhergehend mit dem ‚Internet der Dinge‘ (Internet of Things – IoT) werden automatisierte und effizientere Produktionsprozesse bspw. für die Echtzeitkontrolle und –steuerung zwingend notwendig. Zur Unterstützung der agilen Fertigung sind flexible leitungsungebundene Kommunikationstechnologien mit den durch die 5G-Technologie bereitgestellten Eigenschaften notwendig. (Quellen 1-3: Stellungnahmen zum Antragsverfahren 3,7-3,8 GHz der Bundesnetzagentur 2018 und 2019).

04.12.2019– 7 –

VDMA: Vor allem sehr große Unternehmen dürften zum Treiber werden„Das zeigt die jüngste Umfrage des VDMA (10/2019) über „5G im Maschinenbau“ unter seinen Mitgliedsfirmen. Mit einer großen Mehrheit von 69 Prozent planen Maschinen- und Anlagenbauer, ihre Produkte mit einer 5G-Schnittstelle auszurüsten. 35 Prozent der Befragten planen, ein Campusnetz einzuführen. Weitere 21 Prozent sind dabei noch unentschlossen. Bislang plant nur ein geringer Anteil autonome Campusnetze mit eigener 5G-Infrastruktur aufzubauen. Gut die Hälfte der Befragten planen dies in Zusammenarbeit mit nationalen Netzbetreibern.“ (VDMA-Umfrage Oktober 2019).

VCI: Für die Chemie- und Pharmaindustrie sind unter anderem die lokalen Netze von großem Interesse. „Diese ermöglichen es Unternehmen, eigene campusbezogene und von der restlichen Mobilfunkinfrastruktur getrennte Netze aufzubauen. Sensible Prozessdaten bleiben so auf dem Campus und die Unternehmen können die Netze so ausbauen, wie es benötigt wird.“

ZVEI: Viele Mitgliedsunternehmen planen schon heute – ohne die konkreten Vergabebedingungen zu kennen – eigene 5G-Netze in ihren Produktionsstätten. Einige werden diese selbst betreiben, andere sehen sich nach Partnern um, darunter aus der Telekom-und Ausrüsterindustrie. (ZVEI_NEWS: 5G für die Industrie - Vergabebedingungen für lokale Netze festlegen vom 16. Juli 2019).

Wird Industrie 4.0 zur Killerapplikation für 5G?

Regionale und lokale 5G NetzeVolle Potentialausschöpfung nur mit leistungsfähiger Festnetzanbindung

5G Campusnetz

Sekundärstandort

Externe Clouddienste

Software as a Service(SaaS)

Predictive Maintenance(Hersteller 1)

Predictive Maintenance(Hersteller n)

…

Anbindung weiterer Standorte und externe Datenquellen erfordert Breitbandanbindung(Agile Produktentwicklung kann tägliche Systemupdates notwendig machen)• Glasfaser• DSL• DOCSIS• Broadband Fixed Wireless Access‚X‘ as a Service

(XaaS)

Lokale Prozessautomation(auch autark, ohne externen Breitbandanschluss denkbar)

Standortübergreifendes, gesichertes Firmennetz

(Firewall, VPN etc.)

▪ viele Anwendungsfälle mit sehr unterschiedlichen und hoch anspruchsvollen Anforderungen

▪ lokale Einsätze in Anlagen in kontrollierten Umgebungen

▪ herausfordernde Rahmenbedingungen, z. B. Reflexionen und potenziell hohe Interferenzen

▪ häufig Brownfield-Installationen, die eine nahtlose Integration in die bestehende Infrastruktur erfordern

▪ Safety und Security sind entscheidend: höchste Anforderungen an Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit

04.12.2019– 9 –

5G + Industrie 4.0: „Perfect Match“?

Bildquelle: Center for Connected Industry (FIR an der RWTH Aachen).

Quelle: Robert Bosch GmbH, 5G Alliance for Connected Industries and Automation (2019).

04.12.2019– 10 –

u.a. Paderborn, Detmold, Bielefeld

5G TechnologielaborDüsseldorf(Fokus: Funkstandard)

5G TestbetriebDuisburg(Fokus: Funkstandard)

5G Testbetrieb und ProjekteDortmund(Fokus: Funkstandard, Antennensysteme, Energie, Mobilität)

Open IOT LabDortmund(Fokus: Logistik)

technische universität

dortmund

5G Application LabAachen(Fokus: Industrie 4.0, Mobilität, Energie)

5G in NRW: Projekte und Initiativen

Industrial IoTAachen (Fokus: Industrie 4.0, Energie)

5G:haus

e.Go Mobile AGAachen

5G Mobility LabAldenhoven

5G: zwischen Prognose und Hype

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▪ Der aktuelle Gartner Hype Cycle von 2019 verortet 5G hinter dem Gipfel der überzogenen Erwartungen

▪ Es beginnt der Sturz ins Tal der Enttäuschungen

▪ Dieses gilt es durch den Pfad der Erleuchtung zu überwinden, um in einer Zeitspanne von zwei bis fünf Jahren auf dem Plateau der Produktivität anzukommen

▪ Das Competence Center 5G.NRW hat das Ziel, diesen Absturz ins Tal der Enttäuschungen abzufedern

▪ Wir wollen dazu beitragen, wirtschaftliche Potenziale für Verticalszu entwickeln, technische Eintrittshürden für Unternehmen zu reduzieren und die Innovationsdiffusion – 5G and beyond – zu beschleunigen

04.12.2019– 12 –

Competence Center 5G.NRW

Unser Angebot:

▪ Analyse von Markttrends, Forschungsergebnissen und

Zukunftsthemen

▪ Anwendungsfälle aufzeigen, Übertragbarkeitspotentiale

identifizieren

▪ Diskussion von gesellschaftlich relevanten Fragestellungen

(z. B. Gesundheit, Klima und Ressourcen, Sicherheit)

▪ Vernetzung und Austausch fördern

▪ Synergien und Kooperationen anstoßen

▪ Begleitung 5G.NRW Wettbewerb

▪ 5G-Testbetrieb vor Ort mit dem mobilen 5G-Labor

▪ Testen industrieller 5G-Anwendungen in der Demofabrik

▪ Entwicklung von Software-Architekturen für 5G-Netze

Bildquellen: FIR an der RWTH Aachen, TU Dortmund, Bergische Universität Wuppertal (2019).

Kontakt

Competence Center 5G.NRW

04.12.2019– 13 –

Lena Weigelin Monika Gatzke

Bergische Universität Wuppertal Bergische Universität Wuppertal

0202/439-1035 0202/439-1055weigelin@uni-wuppertal.de gatzke@uni-wuppertal.de

Umfrage zu 5G Potentialen

www.5G.nrw

04.12.2019– 14 –

Quellenverzeichnis

Bundesnetzagentur (2018). Stellungnahme zum Antragsverfahren 3,7-3,8 GHz. Online verfügbar unter: https://www.bundesnetzagentur.de/DE/Sachgebiete/Telekommunikation/Unternehmen_Institutionen/Frequenzen/OeffentlicheNetze/LokaleNetze/lokalenetze.html, abgerufen am: 04.12.2019.

Bundesnetzagentur (2019). Stellungnahme zum Antragsverfahren 3,7-3,8 GHz. Online verfügbar unter: https://www.bundesnetzagentur.de/DE/Sachgebiete/Telekommunikation/Unternehmen_Institutionen/Frequenzen/OeffentlicheNetze/LokaleNetze/lokalenetze.html, abgerufen am: 04.12.2019.

Gartner Inc. (2017). Gartner Hype Cycle for Emerging Technologies, 2017. Online verfügbar unter: , abgerufen am: 04.12.2019.

Gartner Inc. (2018). Gartner Hype Cycle for Emerging Technologies, 2018. Online verfügbar unter: https://www.gartner.com/smarterwithgartner/5-trends-emerge-in-gartner-hype-cycle-for-emerging-technologies-2018/, abgerufen am: 04.12.2019.

Gartner Inc. (2019). Gartner Hype Cycle for Emerging Technologies, 2019. Online verfügbar unter: https://www.gartner.com/smarterwithgartner/5-trends-appear-on-the-gartner-hype-cycle-for-emerging-technologies-2019/, abgerufen am: 04.12.2019.

KPMG International (2019). Unlocking the Benefits of 5G for Enterprise Customers. Online verfügbar unter: https://assets.kpmg/content/dam/kpmg/xx/pdf/2019/04/unlocking-the-benefits-of-5g-for-enterprise-customers.pdf, abgerufen am: 04.12.2019.

Nokia (2016). The 5 Keys to 5G. Online verfügbar unter: https://networks.nokia.com/sites/content/files/17417-nokia-5g-infographic-vfinal-phase1v2.pdf, abgerufen am: 04.12.2019.

PwC (2019). Making 5G Pay. Online verfügbar unter: https://www.strategyand.pwc.com/gx/en/reports/making-5g-pay.pdf, abgerufen am: 04.12.2019.

04.12.2019– 15 –

Quellenverzeichnis

PwC (2019). To build or not to build? Making a case for 5G: Challenges for Australian mobile network operators . Online verfügbar unter: https://www.strategyand.pwc.com/au/en/reports/to-build-or-not-to-build.pdf, abgerufen am: 04.12.2019.

Robert Bosch GmbH/5G Alliance for Connected Industries and Automation (2019). 5G for Connected Industries and Automation. Online verfügbar unter: https://www.5g-acia.org/fileadmin/5G-ACIA/Publikationen/Whitepaper_5G_for_Connected_Industries_and_Automation/WP_5G_for_Connected_Industries_and_Automation_Download_19.03.19.pdf, abgerufen am: 04.12.2019.

Telefonica Deutschland (2019). Anwendungsfelder von 5G. Online verfügbar unter: https://www.telefonica.de/netze/5g.html, abgerufen am: 04.12.2019.

VDMA (2019). Bundesregierung darf 5G-Vorsprung nicht verspielen – Umfrage Oktober 2019. Online verfügbar unter: http://ea.vdma.org/viewer/-/v2article/render/42587492, abgerufen am: 04.12.2019.

World Economic Forum (2019). 5G for the Fourth Industrial Revolution. Online verfügbar unter: https://www.gsma.com/spectrum/wp-content/uploads/2019/05/1-Isabelle-Mauro-Director-Head-of-Telecoms-Digital-Communications-Industry-WEF.pdf, abgerufen am: 04.12.2019.

ZVEI (2019). 5G für die Industrie - Vergabebedingungen für lokale Netze festlegen vom 16. Juli 2019. Online verfügbar unter: https://www.zvei.org/themen/industrie-40/5g-fuer-die-industrie-vergabebedingungen-fuer-lokale-netze-festlegen/, abgerufen am: 04.12.2019.

Danke für Ihre Aufmerksamkeit!