Bild 01: Die Konnektivität im Augsburger Werk von Kontron wird über ein 5G-Netz sichergestellt. (Quelle: Kontron)
Stand Februar 2025 waren in Deutschland rund 450 Lizenzen für Campusnetze für den Frequenzbereich 3 700 MHz bis 3 800 MHz vergeben. Bislang stagniert die Entwicklung – nicht zuletzt, weil es noch an 5G-Devices fehlt. Es wird jedoch immer deutlicher, dass private 5G-Netze als zukunftssichere Technologie für eine sichere Konnektivität für immer mehr Unternehmen eine wichtige Rolle spielen werden. Erwartet wird, dass 5G in den kommenden Jahren immer öfter mit Wi-Fi koexistieren oder es sogar ersetzen wird.
Profiteur von privaten 5G-Netzen
Doch für wen kommen private 5G-Netze überhaupt infrage? Besonders spannend sind sie für automatisierte Lagerhäuser und Logistikzentren. Auch in der Echtzeitüberwachung und Steuerung von Energienetzen (Smart Grids) und der Automotive-Fertigung spielen sie eine Rolle. Erste G-Campusnetze sind an Flug- und Seehäfen, aber auch im Gesundheitswesen installiert. Im Rahmen eines Pilotprojekts mit einem großen Medizintechnikhersteller wird derzeit erarbeitet, wie dessen Maschinen drahtlos statt wie bisher kabelgebunden über LAN vernetzt werden können. Forschungseinrichtungen wie die TH Rosenheim setzen ebenfalls auf ein privates 5G-Netz [1].
Industrielle Automatisierung mit 5G
Sowohl bei Robotersystemen (Cobots), die Hand in Hand mit Menschen arbeiten, als auch bei autonomen Transport- und Lagersystemen muss eine Echtzeitsteuerung und im Gefahrenfall eine sofortige Notabschaltung möglich sein. Hier stößt Wi-Fi an seine Grenzen. Handover zwischen Zugangspunkten sind bei 5G deutlich stabiler als bei anderen Technologien, was eine nahtlose Mobilität ermöglicht.
In der industriellen Vernetzung ermöglicht die Verbindung aus 5G-Campusnetz und Time Sensitive Networking (TSN) eine Technologie, die sich als Real-Time-Ethernet via 5G bezeichnen lässt. TSN ist Teil der 5G-Roadmap und eine Ethernet-basierte Funktionalität, die eine synchronisierte, deterministische Echtzeitkommunikation zwischen Maschinen, Robotern und Sensoren ermöglicht: ein entscheidender Aspekt, um das Thema Industrie 4.0 mit neuen technologischen Möglichkeiten weiter voranzubringen. Mit einem Private Mobile Network lässt sich neben höchsten Safety-Standards in der Arbeitssicherheit etwa auch Geofencing umsetzen – beispielsweise um in hochsensiblen Bereichen der Fabrik zusätzliche Sicherheitsanforderungen abzudecken.
Sowohl in Szenarien in der Fabrik als auch im Krankenhaus-OP geht es meist vor allem um Flexibilität. In der mit 5G ausgestatteten Fabrik von Kontron [2] in Augsburg ist erkennbar, dass – wenn Geräte, Maschinen und Anlagen ohne Verkabelung auskommen – man bei Veränderung und Planung deutlich unabhängiger und fexibler wird (Bild 1). Das spielt zum Beispiel dort eine wirtschaftlich wichtige Rolle, wo es um Kleinserien geht, denn 5G hebt bestehende Grenzen beim Design von Produktionszellen auf.
Nicht komplexer als Wi-Fi
Der Prozess zum Aufbau eines Mobile Private Networks beginnt immer mit einer Standortanalyse und Netzsimulationen, um die optimale Signalausbreitung zu ermitteln. Ein ideales Nutzungsszenario für 5G ist die Versorgung großer Outdoor-Flächen, wie es für Chemieindustrie typisch ist. In Slowenien hat Kontron das erste kommerzielle 5G-Privatnetz für den Chemiekonzern Cinkarna Celje d.d. [3] errichtet, dessen Gelände sich über eine Fläche von 1,6 km Länge und 800m Breite erstreckt (Bild 2). Im Vorfeld wurde eine Vergleichsrechnung zwischen der Versorgung mit Wi-Fi oder mit 5G erstellt. 5G erwies sich als deutlich wirtschaftlicher, denn mit Wi-Fi wären schlicht unzählige Access-Punkte nötig gewesen. Die Entscheidung fiel aufgrund der klaren Kostenvorteile und der übergreifenden, sicheren Konnektivität auf das 5G-Campusnetz.
Auch der Global Data Industrial Digitalization Report 2024 zeigt, dass sich 5G-Campusnetze überdurchschnittlich schnell amortisieren: Von den Unternehmen mit privatem 5G-Netz konnten 79 % den Return of Invest (ROI) in unter sechs Monaten erreichen, zusammen mit einer Total-Cost-of-Ownership-Reduktion um 6 % bis 10 %. Ein Viertel der Befragten erreichte ihr ROI-Ziel sogar innerhalb eines Monats, das restliche Fünftel benötigte weniger als zwölf Monate.