4G vs. 5G: Entdecken Sie die Vor- und Nachteile der Netzwerktechnologien in der industriellen Automatisierung.
Der Welotec-Leitfaden zur Auswahl der richtigen Technologie
In der sich rasant entwickelnden Welt der industriellen Automatisierung stellt sich eine entscheidende Frage: Welche Netzwerktechnologie ist die richtige Wahl? Derzeit befinden wir uns in einer Übergangsphase, in der beide Technologien ihre eigenen Stärken und Schwächen haben. Überraschenderweise sind die Datenübertragungsraten in einigen Regionen sogar der etablierten Technologie überlegen. Dieser Blogbeitrag beleuchtet die wichtigsten Faktoren, die bei der Entscheidung zwischen den beiden Netzwerktechnologien berücksichtigt werden sollten. Wir werden die Vor- und Nachteile beider Optionen im Detail besprechen, um Ihnen diese komplexe Entscheidung zu erleichtern.
Frequenzen, Geschwindigkeiten und Reichweiten: Die Entwicklung der Netzwerktechnologien
Die Wahl der richtigen Netzwerktechnologie ist nicht nur eine Frage des aktuellen Bedarfs, sondern auch eine Frage der technologischen Entwicklung. Beginnend mit 2G, das hauptsächlich für die Sprachübertragung und einfache Textnachrichten entwickelt wurde, haben sich die Netzwerktechnologien stetig weiterentwickelt. 3G brachte höhere Datenraten und ermöglichte erstmals mobiles Internet, aber es war 4G/LTE, das die Tür zur industriellen Automatisierung weit öffnete. Mit Frequenzen meist im Bereich von 700 MHz bis 2,5 GHz bietet 4G Geschwindigkeiten, die für die meisten industriellen Anwendungen ausreichen. Ein spezielles Untersegment von 4G ist LTE 450, das auf niedrigeren Frequenzen arbeitet und daher eine größere Reichweite und bessere Durchdringung bietet, ideal für kritische Infrastrukturen. 5G hingegen ist ein Gamechanger, der Frequenzen von bis zu 28 GHz oder sogar höher nutzen kann. Diese höheren Frequenzen ermöglichen nicht nur hohe Datenraten, sondern auch eine viel geringere Latenz. Allerdings ist die Reichweite bei höheren Frequenzen oft begrenzt, was die Netzwerkplanung komplexer macht. Insgesamt zeigt die Entwicklung von 2G zu 5G einen klaren Trend zu höheren Frequenzen, schnelleren Geschwindigkeiten und spezialisierten Anwendungen, aber auch komplexere Herausforderungen bei der Abdeckung und Durchdringung. Frequenzen unter 3 GHz bleiben auch für die 5G-Technologie relevant, um eine flächendeckende Abdeckung zu gewährleisten.
4G: Eine bewährte Wahl für industrielle Netzwerke?
Im Rahmen der industriellen Automatisierung ist die Entscheidung für die geeignete Netzwerktechnologie eine zentrale Herausforderung. 4G, auch als LTE bekannt, bietet hier einige überzeugende Vorteile. Einer der Hauptgründe für die Beliebtheit von 4G ist die Kosteneffizienz. Die Hardware ist im Vergleich zu neueren Technologien wie 5G deutlich günstiger, was insbesondere für Unternehmen mit begrenztem Budget ein entscheidender Faktor sein kann. Darüber hinaus ist 4G für seinen geringeren Stromverbrauch an Endpunkten bekannt, was nicht nur umweltfreundlich ist, sondern auch zu langfristigen Kosteneinsparungen führen kann. Die weit verbreitete Verfügbarkeit von 4G macht es zu einer zuverlässigen Option für Anwendungen, die eine breite geografische Abdeckung erfordern. Darüber hinaus ist die Latenz in den meisten Fällen ausreichend niedrig, um eine breite Palette industrieller Anwendungen zu unterstützen. Ein konkretes Beispiel ist LTE 450, ein Frequenzband, das sich durch hohe Reichweite und Durchdringung auszeichnet und besonders für kritische Infrastrukturen geeignet ist.
Trotz dieser Vorteile gibt es auch einige Nachteile, die nicht außer Acht gelassen werden sollten. Zum einen könnte 4G in etwa einem Jahrzehnt veraltet sein, was langfristige Investitionen riskant machen könnte. Zum anderen verfügt 4G über ein begrenztes Frequenzspektrum, was die Kapazität zur Datenübertragung und die Anzahl gleichzeitig verbundener Geräte einschränken könnte.
5G-Technologie: Ein Gamechanger für die Industrie?
Während 4G in der industriellen Automatisierung durchaus seine Berechtigung hat, bringt die fortschreitende Implementierung von 5G eine Fülle von Vorteilen mit sich, die nicht außer Acht gelassen werden sollten. An erster Stelle steht die deutlich höhere Bandbreite, die eine schnelle Datenübertragung ermöglicht und so Prozesse effizienter macht. Ein weiterer revolutionärer Vorteil sind die vielfältigen Möglichkeiten der Spektrumpartitionierung, die Network Slices bieten. Mit dieser Technologie können spezifische Netzwerksegmente für unterschiedliche Anwendungen wie IoT erstellt und so garantierte Bandbreiten oder Reaktionszeiten realisiert werden. Darüber hinaus bieten Campus-Netzwerke, die als Ersatz für herkömmliche WLAN-Netzwerke dienen können, die Möglichkeit eines nahtlosen Handovers, was die Netzwerkzuverlässigkeit erhöht. 5G punktet außerdem mit erweitertem Spektrum auf höhere Frequenzen, erhöhter Sender- und Empfängerempfindlichkeit sowie erhöhter Kapazität pro Frequenz. Hinzu kommt die extrem niedrige Latenz, die für Echtzeitanwendungen in der Industrie von unschätzbarem Wert ist. In Zukunft soll auch der Energieverbrauch pro Megabyte geringer sein als bei 4G, was langfristige Kosteneinsparungen verspricht.
Bevor die Vorteile von 5G in der industriellen Automatisierung voll ausgeschöpft werden, sollten die Herausforderungen und Nachteile nicht außer Acht gelassen werden. In industriellen Anwendungen, bei denen Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit oft entscheidend sind, könnte der höhere Stromverbrauch von 5G auf den Endgeräten problematisch sein. Dies ist insbesondere bei batteriebetriebenen Geräten oder Anlagen relevant, die in abgelegenen oder schwer erreichbaren Gebieten eingesetzt werden. Darüber hinaus dürfen die Anschaffungskosten von 5G-Modems und die komplexeren Anforderungen an die Antennentechnologie nicht außer Acht gelassen werden. Diese Faktoren können die Installationskosten erhöhen und stellen erhöhte Anforderungen an das technische Know-how, die bei der Gesamtbetrachtung der Betriebskosten berücksichtigt werden müssen.
Fazit: 4G und 5G in der Industrie – was passt besser?
Beide Netzwerktechnologien, 4G und 5G, haben ihre Stärken und Schwächen, insbesondere wenn es um industrielle Anwendungen geht. Während 4G insbesondere durch Kosteneffizienz, Energieeffizienz und breite Verfügbarkeit punktet, zeichnet sich 5G durch erweiterte Funktionen wie erweiterte Bandbreite, spezialisierte Netzwerksegmentierung und minimierte Latenzzeiten aus.
Überlegungen zur Technologieauswahl: Vergleich der 4G- und 5G-Netzwerkstandards.
Für Organisationen, die eine kurzfristige Einführung mit begrenzten finanziellen Mitteln anstreben, könnte 4G eine bewährte Technologie sein. Es bietet eine robuste Infrastruktur, die in zahlreichen industriellen Anwendungen erfolgreich eingesetzt wurde. Organisationen, die hingegen eine langfristige Technologiestrategie verfolgen und in zukunftssichere Lösungen investieren möchten, sollten die Implementierung von 5G in Betracht ziehen. Die anfänglich höheren Investitionskosten könnten durch die erweiterten Funktionalitäten und die potenzielle Kosteneffizienz im langfristigen Betrieb ausgeglichen werden.
Auswahl als kritischer Erfolgsfaktor
Die Wahl zwischen 4G und 5G hängt stark von den spezifischen Betriebsanforderungen und langfristigen Zielen der Organisation ab. Beide Technologien bieten valide Lösungsansätze in der industriellen Automatisierung und können je nach Anwendungsfall und Betriebskriterien als optimale Technologieauswahl fungieren. Die Entscheidung für eine Netzwerktechnologie stellt im Rahmen der digitalen Transformation der Industrie einen kritischen Erfolgsfaktor dar und erfordert eine umfassende Bewertung.
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