Komponenten für die neue Welt der Datenverarbeitung und Kommunikation

Auf dem Weg zur nächsten (5.) Generation

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Die globale Halbleiterindustrie ist stets auf der Suche nach dem „Next Big Thing“(NBT): der Massenmarkt-App, die die nächste Welle des Marktwachstums in dieser Branche antreiben wird. Während es viele Möglichkeiten gibt – dank der kontinuierlich wachsenden Zahl von Anwendungen, die Technologien wie flexible Sensoren und Augmented Reality nutzen (z. B. fortgeschrittene Navigations-Displays), entwickelt sich das neue NBT zur nächsten Generation hocheffizienter 5G-Mobilfunknetze. Seit langem versprochen und schließlich an der Schwelle zur Marktreife, wird 5G die aktuelle 4G LTE-Technologie sowohl in ihren Höhen (Geschwindigkeit) als auch in ihren Tiefen (Latenz) weit übertreffen.

Judy Davies, Vice President of Global Marketing Communications, Advantest

Mit über 14 Milliarden verbundenen Bauteilen, die gemäß Prognose in diesem Jahr zum Einsatz kommen sollen (laut Gartner, Inc.), werden moderne 5G-Netzwerke die Skalierbarkeit und Energieeffizienz bieten, die für die schnell wachsende Anzahl von Verbindungen notwendig sind. Automobilsektor, Medizin, Einzelhandel, Mobilkommunikation und Big Data umfassen die fünf wichtigsten Bereiche, die Advantest zufolge die Entwicklung und Einführung der 5G-Technolgie vorantreiben. Jeder dieser Bereiche wird erheblich von den Vorteilen der 5G profitieren, zu denen eine breitere Konnektivität, schnellere Reaktionszeiten, mehr Speicherkapazität und eine längere Akkulaufzeit gehören.

Die neuen Anwendungen wie mobiles Breitband und massive Internet of Things (IoT)-Verbindungen, die 5G ermöglichen wird, erfordern jedoch neue Ansätze. Das Network Slicing, bei welchem mehrere Netzwerkinstanzen (z. B. 4G LTE und 5G) über eine einzige gemeinsame Infrastruktur bereitgestellt werden, ist dabei eine wichtige Anforderung. Diese Technik wird die Flexibilität und Kosteneffizienz bieten, welche die Kunden fordern. Gleichzeitig wird die Technik die Betriebskosten senken und die Entwicklung neuer Netzwerkprodukte und -dienste fördern.

Ein weiterer großer Vorteil ist, dass 5G nicht nur viel höhere Signalgeschwindigkeiten über größere Bandbreiten bietet, sondern auch die Vorteile eines langsameren Betriebs optimiert – sozusagen eine „Geschwindigkeit nach Bedarf“ bereitstellt. Im Falle von IoT-Bauteilen ermöglicht 5G den Betrieb im Schmalbandbereich, um die Konnektivität über größere Entfernungen zu erreichen und gleichzeitig den Stromverbrauch zu senken. Angeschlossene Geräte, die beispielsweise keine ständige Überwachung benötigen, können sich bei Bedarf im Netzwerk anmelden, so dass sie nicht ständig Strom verbrauchen. Diese Effizienz wird wesentlich zur Erhaltung und Verlängerung der Akkulaufzeit beitragen.

Wenn 5G vollständig implementiert ist, wird die Signallatenzzeit unter 10 Millisekunden sinken. Das führt zu einer bis zu 100-fach höheren Netzwerkbetriebsgeschwindigkeit als sie heute zur Verfügung steht. Diese geringe Latenzzeit wird nicht nur den aktuellen Anwendungen zugutekommen, sondern auch zahlreiche unternehmenskritische Anwendungen der nächsten Generation ermöglichen. Dazu zählen Industrieautomation, Virtual und Augmented Reality, Online-Gesundheits- und medizinische Dienste sowie Luft- und Raumfahrt- und Militärsysteme.

Die Frage nach Industriestandards gehört zu den Aspekten von 5G, die noch ausgearbeitet werden müssen. Dank der großen Anzahl vernetzter IoT-Bauteile müssen sich die Konnektivitätsstandards weiterentwickeln, um wesentlich höhere Verbindungsdichten als je zuvor zu ermöglichen. Die Spezifikationen deuten darauf hin, dass 5G-Netzwerke in der Lage sein werden, bis zu 1 Million angeschlossene Bauteile auf einer Fläche von einem Quadratkilometer unterzubringen, verglichen mit den etwa 2.000 Bauteilen in heutigen Netzwerken.

Auch beim Edge Computing müssen Fortschritte gemacht werden, um Datenüberlastung zu vermeiden und die Latenzzeiten zu reduzieren. Dabei geht es um die Datenverarbeitung am Rande des Netzwerks auf Smart Devices statt in einer zentralen Cloud-Umgebung. Durch die Anwendung von Edge Computing für Informationen, die von IoT-Sensoren gesammelt werden, können die Ergebnisse vorverarbeitet und nur ausgewählte Daten zur zentralen Verarbeitung weitergeleitet werden. Dies wird dazu beitragen, den immensen Datenzuwachs, der mit 5G einhergeht, zu bewältigen.

Trotz dieser verbleibenden Hürden ist ein Ziel in Sicht. Die Gewinner in der 5G Welt werden diejenigen sein, die mit ihren Kunden zusammenarbeiten und gemeinsam 5G-Komponenten entwickeln, die den Anforderungen der schnell wachsenden neuen Welt der Datenverarbeitung und Kommunikation gerecht werden.

Semicon Europa, Stand B1-151

www.advantest.com



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