Warum ist eine geringe Latenz für 5G wichtig?

Wenn wir über 5G sprechen, ist der meistdiskutierte Parameter die enorme Upload- und Downloadgeschwindigkeit, die erreicht werden kann. 5G-Dienste werden weltweit eingesetzt, und die Betreiber versprechen Datenübertragungsraten von Hunderten von Megabit pro Sekunde. Eine sehr wichtige Verbesserung, die jedoch selten diskutiert wird, betrifft die Latenz. Latenz ist die Zeit, die ein Signal benötigt, um von der Quelle zum Ziel und wieder zurück zu gelangen.

Bemühungen zur Verbesserung der Latenz begannen mit der Einführung von 4G, waren aber nie das Hauptziel. Dies ist jedoch bei 5G nicht der Fall, wo die Latenz ein integraler Bestandteil der Entwicklung der 5G-Technologie war. Im Idealfall sollte die Zeit, die ein von einem Mobilgerät in einem 5G-Netz gesendetes Signal von einer Basisstation empfängt, 1–2 Millisekunden betragen! Dies ist eine wesentliche Verbesserung gegenüber 4G LTE, das bereits eine deutliche Verbesserung gegenüber der vorherigen 3G-Technologie darstellte. Verizon hat berichtet, dass sein 5G-Netz eine Latenz von weniger als 30 ms erreicht, was einer Verbesserung von etwa 23 ms gegenüber dem bestehenden 4G-Netz entspricht, das über 53 ms benötigt.

Nun stellt sich die Frage: Wenn wir Hunderte von MBit/s oder nur wenige GBP/s erreichen, warum brauchen wir dann eine geringe Latenz? Eine geringe Latenz ist heutzutage für eine Vielzahl von Anwendungen wichtig. In vielen Fällen ist sie wichtiger als eine höhere Datenrate.

Autonome Fahrzeuge sind ein gutes Beispiel dafür, dass die Latenz von größter Bedeutung ist. Fahrzeuge, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen, benötigen nahezu Echtzeitinformationen aus ihrer Umgebung. Bei der Entwicklung von 5G wurden selbstfahrende Fahrzeuge berücksichtigt.

Auch Smart Factories sind ein Anwendungsfall, in dem niedrige Latenzzeiten von Vorteil sind. Niedrige Latenzzeiten bedeuten, dass keine kabelgebundene Verbindung mehr nötig ist, um die Latenz zu verbessern. Die Möglichkeit, drahtlos zu arbeiten, erspart nicht nur viel Aufwand, sondern erhöht auch die Mobilität von Robotern, was wiederum deren Nutzen und Effizienz steigern kann. Weitere Branchen, in denen niedrige Latenzzeiten wichtig sind, sind das IoT, die Telemedizin und der Gesundheitssektor im Allgemeinen. IoT-Geräte (Sensoren) senden kleine Datenmengen über 5G-Netze. In diesem Fall benötigen sie keine hohe Datenrate, sondern möchten Signale schneller senden und empfangen.

Ein weiterer Anwendungsfall für niedrige Latenzzeiten ist Online-Gaming. Online-Gaming erfordert keine hohen Datenübertragungsgeschwindigkeiten. Die empfohlene Internetverbindung für Online-Gaming sollte mindestens 3 Mbit/s Download- und 1 Mbit/s Upload-Geschwindigkeit aufweisen. Die Latenz hat beim Online-Gaming eine höhere Priorität als die tatsächliche Netzwerkgeschwindigkeit.

Es ist zu beachten, dass Latenz und Signalfrequenz direkt miteinander verbunden sind. Um die bestmögliche Latenz zu erzielen, können höhere Frequenzbänder oder mm-Wellen-5G verwendet werden, d. h. je höher die Frequenz, desto geringer die Latenz. Mit zunehmender Frequenz werden jedoch die Signalausbreitung und -durchdringung zu einer Herausforderung. Dies kann die Signalleistung erheblich reduzieren und somit die Netzabdeckung beeinträchtigen.

Latenzverbesserungen in 5G sind ein enormer Vorteil für Anwendungen, die Echtzeitkommunikation erfordern. mm-Wave 5G bietet die beste Latenz und Datenraten, die es in der drahtlosen Kommunikation bisher nicht gab. Mit der digitalen Transformation der Welt sind schnellere Reaktionszeiten und sofortiges Feedback zur neuen Norm geworden, und 5G soll diese Anforderungen erfüllen.