Deep Dive #9: 5G in Berlin

Was in Deutschland noch etwas dauert, hat in Berlin bereits Einzug gehalten: Die Bundeshauptstadt gilt als Modellregion für die fünfte Mobilfunkgeneration 5G. Ein Innovationsvorsprung, den Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft für sich zu nutzen verstehen.

„Wir warten nicht auf die Bundesregierung, sondern machen Tempo beim 5G-Ausbau“, mit diesen Worten läutete Ramona Pop, Senatorin für Wirtschaft, Energie und Betriebe die vielversprechende Zukunft Berlins ein: Die deutsche Hauptstadt soll zur Modellregion für die fünfte Mobilfunkgeneration 5G werden! Während das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur in seiner 5G-Strategie für Deutschland 2017 bis Ende 2020 die Voraussetzungen für den Rollout der 5G-Netze schaffen möchte, hat der Ausbau in Berlin schon in diesem Jahr begonnen: Die Senatsverwaltung hat mit der Deutschen Telekom vereinbart, die Mobilfunkstationen rasch auszubauen. Im Gegenzug ermöglicht die Stadt die Nutzung von öffentlicher Infrastruktur und stellt speziell auch Trägerstrukturen für Basisstationen geringer Sendeleistung, sogenannter Small-Cells zur Verfügung. Außerdem werden die Zustimmungs- und Genehmigungsverfahren beschleunigt, um in erster Linie Zukunftsorte wie den Wissenschafts- und Technologiepark Adlershof, das Siemens-Innovationscampus, die Messe Berlin, aber auch die Berliner U-Bahn mit dem neuen Standard zu versorgen.

Das war im Januar 2019. Seither geht der Ausbau Schlag auf Schlag: Die drei 5G-Antennen der Telekom, die bereits seit Mai 2018 unter realen Bedingungen im 5G-Testfeld in der Berliner Innenstadt senden und mit denen deutschlandweit die erste 5G-Datenübertragung in einem Wirknetz erfolgte, haben kräftigen Zuwachs bekommen. Allein 66 Antennen funken mit Bandbreiten von 1GBits und mehr in Berlins Mitte. Sie bilden das mit sechs Quadratkilometern größte zusammenhängende 5G-Gebiet Deutschlands. Damit hat Berlin den höchsten Anteil am 5G-Netz der Deutschen Telekom, die bei der Internationalen Funkausstellung IFA von 129 Antennen der neuen Generation sprach. Neben Berlin, Bonn, Darmstadt, Köln und München sollen bis Jahresende Hamburg und Leipzig folgen. Ende 2020 möchte der Anbieter die 20 größten Städte Deutschlands mit 5G-Netz-Cluster versorgen.

Cluster versus Einzelstandorte

Während die Deutsche Telekom auf die Versorgung von zusammenhängenden Gebieten, sogenannten 5G-Netz-Clustern, setzt, fährt der Mitbewerber Vodafone eine andere Strategie: Er funkt in 38 Städten und damit in mehr Städten als die Telekom, hat dort aber oft nur eine Basisstation aktiviert. Dass da Berlin nicht fehlen darf, versteht sich von selbst: Im August diesen Jahres aktivierte Vodafone in Adlershof ihren ersten 5G-Standort. Dort also, wo Universitäten, Wirtschafts- und Forschungseinrichtungen zu fin-den sind. Mit Bernau und Steglitz, dem Firmensitz des Traditionsunternehmen Osram und einem Kraftwerk des Stromanbieters Vattenfall, folgten weitere Standorte. Sie sollen nur der Anfang sein, schließlich möchte Vodafone Deutschland bis Ende 2020 10 Millionen Menschen mit dem neuen Standard erreichen. Ende 2021 soll sich die Anzahl auf 20 Millionen Nutzer verdoppelt haben.

5G Ausbau und Geräteverfügbarkeit: Rascher als gedacht

Um dieses ambitionierte Ziel zu erreichen, steigen Mobilfunkanbieter beim Ausbau des 5G-Netzes kräftig aufs Gas. Und sie sind nicht allein: Auch die Entwicklung von Prozessoren, Chipsätzen und RF-Fontends für mobile Endgeräte, die 5G-Mobilfunknetze unterstützen, verläuft rasant. Dementsprechend kommt die Markteinführung von 5G-fähigen Endgeräte wie Smartphones und Router schneller als gedacht in die Gänge. Waren die-se vor wenigen Jahren noch kühlschrankgroß und unpraktisch, sind mit dem Samsung Galaxy S10 5G, dem Huawei Mate X20 5G und dem LG V50 ThinQ 5G seit Juli die ersten Geräte sowie Verträge für den Alltagsgebrauch auf dem Markt. Weitere, vor allem preis-günstigere Modelle wie das Samsung Galaxy Fold 5G und Samsungs erstes 5G-kompatibles Mittelklasse-Smartphone, das Samsung Galaxy A90 sollen folgen. „Im kommenden Jahr wird 5G dann noch stärker an Bedeutung gewinnen. Dann werden auf dem Markt weitere 5G-Smartphones verfügbar sein“, erklärt Gerhard Mack, Technik-Chef bei Vodafone Deutschland, „zu Beginn ist 5G vor allem bei Technik-Fans beliebt, und bei denjenigen, die vorne mit dabei sein wollen. Das Interesse zum ersten Mal im 5G-Netz zu surfen ist schon jetzt vorhanden.“

Schnell, verlässlich, energieeffizient, …

Netflix-Filme in Echtzeit zu streamen oder in Sekundenschnelle herunterzuladen - bis zu 100-mal schnellere Übertragungsgeschwindigkeit als beim heute gebräuchlichen LTE (4G) sollen das künftig möglich machen. Doch 5G bringt nicht nur im Alltag annehmliche Vorteile, er ist für Unternehmen erfolgsentscheidend. Der Überzeugung sind zumindest 71% der deutschen Gründer, die 5G für ihr Business perspektivisch als sehr wichtig oder wichtig. Das ergab eine Umfrage von Startup-Verband und Internet Economy Foundation unter über 200 Startups. Neben dem latenz- und verzögerungsfreien Daten-Transfer in Echtzeit, gilt der Mobilfunkstandard außerdem als stabil, verlässlich und punktet mit einer deutlich höheren Verbindungsdichte - mehr Geräte in einem bestimmten Gebiet sind gerade bei einer Zunahme von IoT-Geräten und Machine-to-Machine (M2M)-Kommunikation entscheidend. Dazu kommt, dass Endgeräte wie Sensoren nur geringe Datenraten verbrauchen und somit wenig Energie benötigen. Laut der Studie „5G - Wie Startups die Zukunft gestalten“, die der Bundesverband Deutsche StartUps mit Vodafone erstellt hat, verbirgt sich aber der zentrale Vorteil von 5G hinter dem Begriff „Net-work Slicing“: Man sei zu jedem Zeitpunkt darüber informiert, welche Netzeigenschaften unterschiedliche Anwendungen benötigen und stellt Smartphones, Autos oder Roboter das jeweils optimale Teilnetz zu Verfügung. Das mache sich bei kritischen Anwendungen wie in smarten Fabriken oder der Telemedizin bezahlt.

Früher Zugang zu 5G vorausgesetzt

„Für urbane Mobilitätskonzepte, Smart City, innovative Industrieanlagen oder klima-freundliche Verkehrswende ist der Mobilfunkstandard 5G notwendig“, bestätigt Wirtschaftssenatorin Ramona Pop. „Ein früher 5G-Mobilfunkausbau erlaubt es der Vielzahl unserer innovativen Berliner Unternehmen 5G-Anwendungen zu entwickeln und in ei-nem realen Umfeld mit realen Nutzern zu erproben“, begründet sie, warum der Berliner Netzausbau auf Industrie und Wirtschaft fokussiert. Das ist ganz im Sinn des Bundesver-bands Deutsche StartUps. Schließlich herrsche zwar Einigkeit darüber, dass 5G ein zentraler Wirtschaftsfaktor und Innovationstreiber sein werde. Wie genau die Produkte und Geschäftsmodelle dazu aussehen, das sei hingegen weitergehend unklar. Hier könnten besonders Startups aufgrund ihrer Kreativität, Flexibilität und Technologie-Affinität Antworten liefern. „Damit Startups ihre volle Innovationskraft entfalten können, müssen sie einen besseren Zugang zur 5G-Technologie erhalten – bereits heute. Ihnen müssen die notwendigen Experimentierfelder eröffnet werden“, heißt es in der Startup-Studie. Genau hier liege aber die Herausforderung: Momentan fehlen vielerorts noch die technischen Möglichkeiten und die erforderliche Expertise, neue Anwendungen für 5G zu entwickeln und zu testen. Hier solle die Zusammenarbeit zwischen unterschiedlichen Akteuren - von Startups über Hochschulen bis zu etablierten Unternehmen - die Lücke schließen.

^{OTB-5G+ © Fraunhofer HHI}

Offenes Testfeld Berlin eröffnet

Eine dieser Kooperation ist das „Offene Testfeld Berlin“ (OTB-5G+), das vom Fraunhofer Heinrich-Herzt-Institut (Fraunhofer HHI) koordiniert wird. In Partnerschaft mit der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe Berlin, TU Berlin sowie Unter-nehmen wie NVIDIA ARC GmbH Berlin und Cisco Systems sowie Cisco Optical soll die neue Netzarchitektur für 5G und nachfolgende Mobilfunksysteme untersucht werden: Zu den Schwerpunkten des noch jungen Projekts zählt die Entwicklung von verteilten Rechenressourcen, die durch Nähe zu den Zugangsknoten eine geringe Verzögerung bei der Verarbeitung von Daten gewährleistet - eine Grundvoraussetzungen beim autonom vernetzten Fahren wichtig. Dafür sollen im Projekt, das bis 2022 läuft, Sensordaten aus Fahrzeugen und Sensoren etwa an Straßenlaternen gewonnen und zu einem zentralen Lagebild vernetzt werden, um Fahrzeugen ein genaues Abbild ihrer Umgebung zu liefern. Aus den Ergebnissen sollen Lösungen entstehen, die zuerst in einem Testfeld auf dem Campus der TU Berlin sowie den umliegenden Straßen demonstriert werden und später von Unternehmen umgesetzt werden können. Davon könnten besonders regionale kleinen und mittelständische Unternehmen profitieren, hoffen die Partner des 6.7 Millionen Euro-Projekts, das zu 76,8 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird.

UPLIFT für 5G-Startups

Doch nicht nur Politik, Wissenschaft und Forschung sind gefragt, wenn es darum geht, 5G den (jungen) Unternehmen zugänglich zu machen: „Es liegt in der Natur der Sache, dass besonders die Mobilfunk-Anbieter in der Pflicht stehen“, zieht die Startup-Studie ebendiese in die Verantwortung. Eine Aufforderung, die auf offene Ohren zu stoßen scheint. So hat etwa Vodafone das Accelerator-Programm UPLIFT initiiert: „Wir möchten eine Win-win-Situation für unsere Partner und für Vodafone schaffen“, beschreibt Michael Reinartz, Director Innovation & Consumer Services bei Vodafone. Mit dem Programm habe man deshalb „eine zentrale Schnittstelle zwischen dem Startup-Ökosystem und Vodafone Deutschland geschaffen, um reibungslose und zielgerichtete Kooperation zu fördern.” Das Startup bekomme Zugang zu den Geschäftskunden und profitiere von der Konnektivität sowie dem Know-how des Telekommunikation-Unternehmens. Zusätzliche Unterstützung bieten Marketing- und PR-Aktivitäten und der Zugang zum Innovationsnetzwerk des Mobilfunkanbieters. So werde die Sichtbarkeit und die Präsenz der Lösung auf dem globalen Markt erhöht. „Doch unsere Zusammenarbeit soll das Startup auch ganz praktisch voranbringen“, betont Reinartz, „daher können UPLIFTs Kooperationspartner ihre IoT-Anwendungen in unseren exzellent ausgestatteten Forschungslaboren und Einrichtungen für 5G und Narrowband-IoT weiterentwickeln und testen.“ Schließlich werde der Ausbau des 5G-Standards neue, bahnbrechende und bisher noch wenig erkundete Handlungsräume eröffnen sowie Anwendungsfälle möglich machen, die mit dem bestehenden LTE-Netz nicht realisierbar sind.

Vision: rollendes Büro

Die Vision von „Blacklane“ ist ein eben solcher Anwendungsfall, bei dem die fünfte Mobilfunkgeneration einen entscheidende Rolle spiel: Der Chauffeurdienst möchte ein rollendes Büro werden. Innovationen und Technologie-Affinität liegen dem Unternehmen, das 2011 in Berlin gegründet wurde, sozusagen im Blut. Schon früh hat es auf Digitalisierung gesetzt, um sich von Mitbewerbern abzugrenzen. Erfolgreich: Mithilfe einheitlicher Standards, transparenter Preise sowie unkomplizierter Buchung per App konnte sich Blacklane, das vor allem im Business-Bereich tätig ist, einen großen Kundenstamm in 300 Städten und 60 Ländern aufbauen. Durch 5G verspricht sich das Team rund um Frank Steuer einen weiteren Wachstumsschub: „Mit 5G werden unsere Fahrzeuge zu rollenden Büros“, ist der Co-Gründer und Geschäftsführer überzeugt. „Dank hoher Band-breite und Sicherheit können unsere Kunden die Zeit im Wagen noch produktiver nutzen und sich vor allem auf das Netz verlassen.“ Die Gäste verbringen im Schnitt eine gute Stunde in den Limousinen und Business-Vans. Damit in dieser Zeit geschäftskritische Prozesse wie Videotelefonie oder gleichzeitiges Arbeiten in der Cloud möglich werden, ist ein 100%ig schnelles und stabiles Internet Grundvoraussetzung. Was derzeit noch an der fehlenden Flächendeckung scheitert, wäre technisch durch den Einsatz mobiler 5G-Hotspots schon heute machbar. So müsste nicht jeder Kunde ein 5G-kompatibles Telefon besitzen, sondern könnte das Leistungspotenzial auch mit seinem älteren Endgerät auskosten. Es ist ein „vielversprechendes Anwendungsszenario“ des neuen Standards, schreibt Michael Reinarzt von Vodafone Deutschland, der für die Startup-Studie Blacklane als eines von 10 Erfolgsunternehmen ausgewählt hat. Das Unternehmen steige „gemeinsam mit Innovationen in die konkreten Umsetzung“ ein, lässt er darauf hoffen, dass ein rollendes Büro in nicht allzu ferner Zukunft die Straßen Deutschlands erobert. 

Kooperation: Katalysator für 5G-Innovation

Wie sehr Kooperationen dafür prädestiniert sind, neue digitale Technologien wie 5G, AI und IOT voranzubringen und Innovationen zu liefern, das stellt auch „hubraum“, der Tech-Incubator der Deutschen Telekom unter Beweis. Seit 2012 werden hier Startups und Stakeholder im digitalen Ökosystem in Berlin, Krakau und Tel Aviv zusammengebracht: „Wir haben unsere 5G und Edge Infrastruktur bewusst frühzeitig Startups zu Verfügung gestellt“, erklärt Claudia Nemat, Vorstandsmitglied Technologie und Innovation der Deutsche Telekom, „wir haben eine Menge dadurch gelernt, dass wir gemeinsam ihre 5G-Ideen implementiert haben.“ Etwa, welche 5G-Dienstleistungen von größter Relevanz wären. „Besonders im Bereich Bildung und Unterhaltung sind die Möglichkeiten von Virtual und Augmented Reality und Gaming äußert vielversprechend“, hat sie herausgefunden. Startups wiederum profitieren vom speziellen Mentoren- wie Förderprogramm, auch der Zugang zum Netzwerk der Deutschen Telekom kann nützlich sein. Vor allem aber bietet hubraum in seinem Co-Working-Space in Berlin nicht nur die Option, kostenlos zu arbeiten, sondern die Produkte für die fünfte Mobilfunkgeneration live zu testen. Von Letzterem profitieren auch die Teilnehmer am „hubraum 5G-Prototyping“ Programm, das im November 2018 ins Leben gerufen wurde. Acht Monate wurden weltweit Startups gesucht, denen 5G zum Durchstarten verhelfen könnte. 60 Telefongespräche war die Shortlist auf 15 kreative Innovatoren aus aller Welt reduziert: Sie prüften ihre Ideen auf dem 5G-Testfeld in Berlin auf Herz und Nieren. Die Ganzkörper VR-Applikation von „VRee“ aus den Niederlanden, hat den Test genauso bestanden wie die AR-Plattform von „immersiv.io": Sie erlaubt den Zuschauern bei riesigen Sportereignissen, zusätzliche Informationen über das Spiel oder die Spieler in Echtzeit abzurufen. Das Produkt hat sich bereits live bei „Telekom Baskets“-Basketball-Matches bewährt.

^{AR Visualix Demo © Visualix}

Auch das Berliner Startup „Visualix“ macht von der 5G-Testmöglichkeit im hubraum gern Gebrauch: Seine Mapping- und Lokalisierungs-Technologie bindet Augmented-Reality-Content mit Zentimetergenauigkeit innen und außen an jede Position oder jedes Objekt auf der Erde an. „Mit konventioneller Technologie kann man AR nur auf einer 20 Quadratmeter großen Karte platzieren“, erklärt Gründer Darius Pajouh gegenüber hubraum. „Mit Visualix können wir diese Karte auf 20.000 Quadratmeter erweitern. Dies ermöglicht völlig neue Anwendungsfälle, die bisher nicht möglich waren.“ Er stellt fest, dass es erstmals möglich ist, die gesamte physische Welt mit AR-Erfahrungen abzubilden. An-statt ein Lager mit 1000 Beacons für 250.000 € zu verdrahten, könnte so Gabelstapler zu einem Bruchteil der Kosten lokalisiert werden - ohne eine Hardware zu installieren oder Marker und Beacons kostspielig warten zu müssen. Für Pajouh ist es von enormen Vor-teil, die Technologie in einem 5G-Umfeld zu testen - vor allem, weil sie „neue Möglichkeiten mit sich bringt“. War Visualix anfangs hauptsächlich für den Einzelhandel, die Logistik und das verarbeitende Gewerbe gedacht war, prüfte das Team im Juli bereits, wie man die Technologie im Gaming nutzen könnte. Ein paar Monate später ist mit „Congruent AR“, das allen Spielern erlaubt, 3D-Objekten von mehreren Geräten zu sehen, bereits ein entsprechendes Produkt auf dem Markt. Aber das sollte bei dem Tempo, das die 5G-Akteure in Berlin drauf haben, kaum wundern…

In der Themenreihe “Deep Dive” gibt Projekt Zukunft regelmäßig Einblick in aktuelle Technologien der Digital-, Medien- und Kreativwirtschaft und informiert über Akteure, Trends und Anwendungen aus Berlin.