5G-Strategie für Deutschland - Eine Offensive für die Entwicklung Deutschlands zum Leitmarkt für 5G-Netze und -Anwendungen - BMVI
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5G-Strategie für Deutschland Eine Offensive für die Entwicklung Deutschlands zum Leitmarkt für 5G-Netze und -Anwendungen
Inhalt 1. Einleitung...................................................................................................................................................................2 2. 5G-Konnektivität für die Gigabitgesellschaft 2025.............................................................................................. 3 3. 5G-Technik ist ab 2020 verfügbar............................................................................................................................ 4 4. Frequenzspektrum für 5G........................................................................................................................................ 8 5. 5G wird Schlüsseltechnologie der digitalen Transformation............................................................................10 6. Fünf Aktionsfelder für den 5G-Leitmarkt Deutschland....................................................................................13 7. Zentrale Meilensteine der 5G-Strategie für Deutschland.................................................................................23 Glossar............................................................................................................................................................................24
1. Einleitung
Die Digitalisierung schreitet so rasch voran, dass Wirtschaft Gerade für Wirtschaft und Verwaltung bietet 5G enor-
und Gesellschaft schon bald vollständig von Informations- me Innovations- und Wertschöpfungspotenziale. Durch
und Kommunikationstechnologien durchdrungen sein vernetzte Produktionsprozesse in unserer dezentralen
werden. Verkaufszahlen mobiler Endgeräte geben hier eine Wirtschaftsstruktur ergeben sich Möglichkeiten für eine
eindeutige Richtung vor: Allein im Jahr 2016 wurden in Produktivitätssteigerung, höhere Ressourceneffizienz und
Deutschland über 25 Millionen Smartphones und sieben geringere Emissionen. Deutschland kann mit einem In-
Millionen Tablets verkauft.1 Rund 66 Prozent der Deut- dustrieanteil von 22,8 Prozent an der Gesamtwirtschafts-
schen nutzen mittlerweile ein Smartphone und 38 Prozent leistung5 stark von einer frühzeitigen Einführung der
ein Tablet für den Internetzugang.2 Der Zugang zum Inter- 5G-Technik profitieren. Für jeden Einzelnen eröffnet die
net erfolgt dabei zunehmend mobil. Das Datenvolumen in technologische Weiterentwicklung außerdem Chancen für
deutschen Mobilfunknetzen soll 2017 erstmalig auf über eine verbesserte Lebensqualität. Hierzu tragen z.B. intel-
eine Milliarde Gigabyte wachsen – dies entspricht einer ligente Gesundheitsdienste, vernetzte Mobilität, mobiles
Verdopplung im Vergleich zu 2015.3 eGovernment und nicht zuletzt die ubiquitäre Verfügbar-
keit eines leistungsfähigen Zugangs zu Informationsquel-
Besonders sichtbar wird die digitale Transformation jedoch len bei.
beim Internet der Dinge (Internet of Things – IoT). Die Anzahl
vernetzter Gegenstände in der Wirtschaft, aber auch im Der Bund hat mit der im Herbst 2016 gestarteten 5G-Initi-
Alltag jedes Einzelnen wächst stetig: Bis 2020 werden allein ative für Deutschland einen Handlungsrahmen entwickelt,
in Deutschland rund 770 Millionen Geräte vernetzt sein.4 um den Netzausbau und die Entwicklung von 5G-Anwen-
Neben mobilen Endgeräten wie Smartphones und Tablets dungen frühzeitig zu unterstützen. Mit der vorliegenden
werden auch Fahrzeuge, Haushaltsgeräte oder Industrie- 5G-Strategie der Bundesregierung werden nunmehr die
maschinen an das Internet angebunden und so ein Daten- Rahmenbedingungen und Aktionsfelder beschrieben, um
austausch ermöglicht. den Rollout von 5G-Netzen in Deutschland bis 2025 zu
realisieren. Unser Anspruch ist: Deutschland soll zum Leit-
Zukünftig kommunizieren weltweit Milliarden Gegenstän- markt für 5G-Anwendungen werden. Dieses Ziel unterstüt-
de, Sensoren oder Maschinen miteinander. Das Konsumen- zen wir gezielt durch Maßnahmen in fünf Aktionsfeldern:
ten-Internet erweitert sich zum Industrie-Internet. Diese
industrielle und intelligente Vernetzung stellt bislang nicht Netz-Rollout forcieren
dagewesene Anforderungen an Konnektivität, Kapazität, bedarfsgerechte Bereitstellung von Frequenzen
Sicherheit und Dienstgüte. Und dies gilt insbesondere für Kooperationsförderung zwischen Telekommunika-
den Mobilfunk, da viele der zukünftigen digitalen An- tions- und Anwenderindustrie; Sicherstellung von An-
wendungen eine funkbasierte, mobile Gigabitanbindung forderungen, Ideen und Lösungen der betroffenen An-
voraussetzen. Die kommende Mobilfunkgeneration (5G) wenderbranchen in die Standardisierung
steht deshalb als Schlüsseltechnologie zur Realisierung der koordinierte und gezielte Forschung
digitalen Transformation im Fokus öffentlicher Wahrneh- frühzeitige Initiierung von 5G in Städten und Kommu-
mung. 5G wird zentraler Bestandteil der Gigabitnetze der nen
Zukunft sein und völlig neue IKT-Architekturen erfordern.
Deutschland und Europa haben die Chance, in einem zen-
tralen Zukunftsfeld eine technologische Innovationsfüh-
rerschaft zu erlangen. Diese Chance wollen und werden wir
nutzen.
1 Vgl. Bitkom (2017): Smartphone-Markt: Konjunktur und
Trends. Nach Prognosen von EITO, IDC.
2 Vgl. ARD/ZDF Onlinestudie 2016.
3 Vgl. Bitkom (2017): Smartphone-Markt: Konjunktur und
Trends. Nach Prognosen von Bitkom.
4 Vgl. Cisco (2016): 2020 gibt es fast 800 Millionen vernetzte 5 Vgl. Weltbank, World Bank Open Data (2014): Manufacturing,
Geräte in Deutschland. Pressemitteilung vom 07.06.2016. value added (% of GDP).
2 1. Einleitung2. 5G-Konnektivität für die
Gigabitgesellschaft 2025
Die mobile Datennutzung ist für viele Bundesbürger zur deshalb, beim Ausbau der digitalen Infrastruktur schnellst-
Selbstverständlichkeit geworden. Die aktuelle Mobilfunk- möglich zu den weltweiten Spitzenreitern aufzuschließen.
generation LTE ist in Deutschland bereits für über 96 Pro- Bis spätestens Ende 2020 sollen die Voraussetzungen für
zent der Haushalte verfügbar.6 den Rollout der 5G-Netze geschaffen werden.
Für die Massenkonnektivität im Bereich des Internets der Wirtschaft und Politik sind sich einig, dass dafür neben
Dinge oder die Realisierung von Echtzeit-Anwendungen dem spezifischen Ausbau der Mobilfunknetze vor allem
muss die Leistungsfähigkeit des Mobilfunks jedoch weiter eine substanzielle Verstärkung des Glasfaserausbaus zur
gesteigert werden. Daher arbeiten die Standardisierungs- Anbindung von Mobilfunkbasisstationen in städtischen
gremien bereits seit 2012 an der Entwicklung der Parame- und ländlichen Regionen erforderlich ist.
ter für neue Funkmodule und Netzarchitekturen für 5G,
um neue Dienste zu realisieren. Damit die Potenziale einer mobil nutzbaren Gigabit-
Infrastruktur vollständig ausgeschöpft werden, ist es
Mit der letzten Weltfunkkonferenz im Oktober 2015 hat unser Ziel, bis 2025 eine 5G-Konnektivität zu erreichen
der globale Wettlauf um die Einführung von 5G offiziell be- und zugleich die Mobilfunkkapazitäten in zentralen Or-
gonnen. Insbesondere Südkorea, Japan und die USA stehen ten und in ländlichen Räumen substanziell auszubauen.
schon in den Startlöchern. Südkorea hatte schon im Früh- Deshalb sollen zusätzlich zu den Bundesautobahnen und
jahr 2015 angekündigt, zu den olympischen Winterspielen ICE-Trassen zumindest auch Bundes- und Landesstraßen,
2018 erste Anwendungen auf Basis der 5G-Technik zeigen Bahntrassen und größeren Wasserwege mit der qualitativ
zu wollen. In Japan wird an einer Inbetriebnahme von 5G notwendigen 5G-Konnektivität versorgt sein. Künftige
zu den Olympischen Spielen 2020 gearbeitet. Eine weitere Versorgungsauflagen werden die Erreichung dieser Ziele
Präsentation soll es bei den Winterspielen 2022 in Peking in angemessenem Umfang sicherstellen.
geben.
Damit Deutschland zum Leitmarkt für 5G-Anwendungen
Deutschland und Europa werden sich im Wettbewerb mit wird, fördern wir die Entwicklung nachhaltig wettbewerbs-
diesen Ländern nicht abhängen lassen. Unser Anspruch: orientierter Märkte und setzen zur Stärkung der Inno-
Deutschland soll Leitmarkt für 5G-Anwendungen werden. vationskraft auf nutzergerechte Dienste- und Angebots-
Zahlreiche Testfelder7 für diverse Industriezweige ermög- vielfalt. Gerade auch Start-Ups sowie kleine und mittlere
lichen bereits heute eine Erprobung 5G-naher Anwendun- Unternehmen sollen deshalb aktiv und frühzeitig in die
gen in Realumgebung. Damit bestehen für die deutsche Entwicklungen integriert werden.
Wirtschaft gute Voraussetzungen, frühzeitig den Einsatz
von 5G-Technik z.B. in den Bereichen automatisiertes und Deutschland wird zudem Erfahrungen und Wissen auf
vernetztes Fahren, Produktion, Logistik und Dienstleistung internationaler Ebene einbringen und im Rahmen von
zu testen, um sie mit Start der kommerziellen Verfügbar- bestehenden Wirtschafts- und Entwicklungskooperatio-
keit in die Arbeitsprozesse zu implementieren. Für dieses nen aktiv als erfahrener Partner bei der Umsetzung von
Ziel müssen jedoch die heute auf den Testfeldern beste- 5G-Konnektivität unterstützen. Damit wird die Verbreitung
henden optimalen infrastrukturellen Bedingungen überall von 5G-Netzen weltweit gefördert und Zugang zu neuen
in Deutschland vorzufinden sein. Besonders wichtig ist Märkten für 5G-basierte Produkte erschlossen.
6 Vgl. Bund (2017): Aktuelle Breitbandverfügbarkeit in Deutsch-
land (Stand Ende 2016).
7 Bspw. Digitales Testfeld Autobahn A 9 und weitere innerstäd-
tische Mobilitätstestfelder (Förderrichtlinie: Automatisiertes
und vernetztes Fahren) sowie 5G-Testbeds in Dresden (5G Lab
Germany), Berlin (Fraunhofer FOKUS und HHI) oder München
(5G Vertical Industry Accelerator).
2. 5G-Konnektivität für die Gigabitgesellschaft 2025 33. 5G-Technik ist
ab 2020 verfügbar
Wesentliche Arbeiten für die Einführung von 5G werden Die IMT-2020-Beschreibung bildet die Basis für Anwen-
derzeit in Gremien des Funksektors der Internationalen dungsszenarien zum Beispiel in vernetzten Fahrzeugen,
Fernmeldeunion (ITU-R) einer Sonderorganisation der in der Industrie 4.0, bei intelligenten Transportsystemen
United Nations (UN), und des 3rd Generation Partnership und Versorgungsnetzen, für Smart Cities, sowie im Bereich
Projects 3GPP als Standardisierungsorgan der Mobilfunk- E-Health. Zunehmend bedeutsame Anwendungen wie
industrie vorangetrieben. In beiden Organisationen sind Augmented Reality, Holographie und Wearables werden
europäische und nationale Standardisierungsinstitute, na- auf diesen Festlegungen aufsetzen. Für IMT-2020 werden
tionale Regierungs- und Behördenvertreter, Netzbetreiber, von der ITU-R die folgenden drei Anwendungsgruppen
Ausrüster und Anwenderindustrien eingebunden. definiert:
Die ITU-R setzt die wesentlichen Ziele und Anforderungen 1. Enhanced Mobile Broadband (eMBB): Hochbitratige
(Mindest-Leistungsparameter) fest, die eine neue Mobil- Anwendungen wie ultrahochaufgelöstes Videostrea-
funkgeneration erfüllen soll, um in entsprechend ausge- ming sind bei vielen Nutzern in einer Zelle auf hohe
wiesenen Frequenzbereichen eingesetzt werden zu können. Bandbreiten pro Nutzer und hohe Kapazitäten in einer
3GPP entwickelt hierfür bis 2020 die technischen Spezifika- Zelle angewiesen. Die Bereitstellung solcher Datenraten
tionen zur Umsetzung der Ziele, die dann von den Gremien basiert auf Technologien zur signifikanten Steigerung
der ITU-R bewertet und zugelassen werden. der spektralen Effizienz und erfordert breite Frequenz-
bereiche.
Bei der ITU-R werden seit Februar 2016 die konkreten An- 2. Massive Machine Type Communication (mMTC):
forderungen und Bewertungskriterien für die zukünftige Durch die Vernetzung von Alltagsgegenständen wird
5G-Funktechnik unter der Bezeichnung IMT-2020 (Inter- das Internet der Dinge Realität. Die dadurch mögliche
national Mobile Telecommunications) erarbeitet. Die ITU-R Kommunikation mit Steuerungszentralen stellt hohe
hat je Anwendungsfall folgende Mindestanforderungen an Anforderungen an die Netzkapazität für das Manage-
die Leistungsfähigkeit von 5G festgelegt, welche durch die ment mehrerer hunderttausend angemeldeter Gerä-
Standardisierung der 3GPP erbracht werden sollen: te pro Zelle. Zudem muss die Funkübertragung mit
höchster Energieeffizienz erfolgen, um Batterielaufzei-
Peak-Downlink-Rate: 20 GBit/s ten vernetzter Sensoren von zehn Jahren und mehr zu
Peak-Uplink-Rate: 10 GBit/s ermöglichen.
Mindest-Datenrate für den Endnutzer im Downlink: 3. Ultra-Reliable and Low-Latency Communication
100 Mbit/s (URLLC): Sicherheitskritische Anwendungen z. B. aus
Mindest-Datenrate für den Endnutzer im Uplink: 50 dem Fertigungsbereich sind auf höchste Verbindungs-
Mbit/s qualität, Verfügbarkeit und Störfestigkeit (Quality of
gebäudeinterne Flächenkapazität für Enhanced Mobile Service) angewiesen. Zudem benötigen sie taktile Netze,
Broadband: 10 Mbit/s/m² die missionskritische Daten in Echtzeit übertragen.
Verzögerungszeit für Enhanced Mobile Broadband:
nicht mehr als 4 ms Die technischen Anforderungen8 an IMT-2020 werden
Verzögerungszeit für Ultra-Reliable and Low-Latency nach derzeitigem Stand im November 2017 von der ITU-R
Communication: nicht mehr als 1 ms verabschiedet. Diese Vorgaben sollen bis 2020 mit der Ent-
Verbindungsdichte: bis zu 1 Mio. Endgeräte pro km² wicklung der Spezifikationen durch 3GPP umgesetzt wer-
Senkung des Energieverbrauches auf 1/10 der heutigen den.
Systeme
Steigerung der relativen Bewegungsgeschwindigkeit
auf 500 km/h
Die Leistungsfähigkeit der 5G-Technik wird jedoch in zu- 8 Draft new Report ITU-R M.[IMT-2020.TECH PERF REQ] -
künftigen Ausbaustufen über diese Mindestanforderungen Minimum requirements related to technical performance for
IMT-2020 radio interface(s). Online unter: https://www.itu.int/
hinaus weiter gesteigert werden.
md/R15-SG05-C-0040/en.
4 3. 5G-Technik ist ab 2020 verfügbarDie Techniken, die die Leistungsmerkmale von 5G maßgeb- sondern auch die bislang getrennten Standardisierungs-
lich bestimmen, entfalten ihre übergreifende Wirkung nur welten. Eine der zentralen industriepolitischen Heraus-
durch interoperable Schnittstellen, Standards und die Eini- forderungen ist es daher, die Anforderungen, Ideen und
gung auf gemeinsame Anforderungen und Anwendungs- Lösungen der betroffenen Anwenderbranchen erfolgreich
fälle. Allerdings wachsen bei 5G nicht nur die Branchen in die Standardisierung einzubringen.
(Mobilfunk, IKT und „klassische“ Industrie) zusammen,
Enhanced Massive Machine Ultra-Reliable and
Mobile Broadband Type Communications Low Latency
eMBB mMTC Communications
URLLC
MB/s
E-Health-Anwendungen
Verbesserte Nutzungserfahrung Industrie-4.0-Anwendungen Car-to-X-Kommunikation
Hohe Gerätekonnektivität Intelligente Logistik Paketdrohnensteuerung
Hohe mobile Datenraten Umwelt-Monitoring Monitoring von Vitaldaten
Mobile Virtual- und Augmented- Intelligente Versorgungsnetze Smart Manufacturing
Reality-Anwendungen Smart Farming
Abbildung 1: Drei zentrale Anwendungsgruppen für 5G: emBB, mMTC, URLLC
Quelle: Bundesregierung auf Basis Ofcom 2017: Update on 5G spectrum in the UK
Anders als bei den bisherigen Mobilfunkgenerationen, bei Im September 2018 wird 3GPP zum ersten Mal 5G-spezifi-
denen eine neue Generation die alte ersetzt hat, werden sche Leistungsparameter verabschieden. Dabei werden u.a.
bei 5G eine Reihe existierender Merkmale weiterentwickelt die ersten Spezifikationen festgelegt, mit denen Enhanced
und verbessert sowie neue Leistungsmerkmale hinzuge- Mobile Broadband (eMBB) ermöglicht werden soll. Ab März
fügt. Beispielsweise werden Internet-of-Things-Services, 2020 werden dann alle 5G-Anforderungen umgesetzt sein.
wie das erst vor kurzem eingeführte „Narrow Band IoT“, Der Zeitplan sieht vor, ab 2018 erste Versuchsinstallatio-
durch 5G eine Weiterentwicklung erfahren. Darüber hinaus nen mit Vor-5G-Technik durchzuführen. Der kommerzi-
werden jedoch für 5G auch neue Technologien eingeführt. elle Start wird ab 2020 erwartet.
3. 5G-Technik ist ab 2020 verfügbar 52016 2017 2018 2019 2020
WRC-19
IMT 2020 Vorschläge der Industrie und IMT-2020
ITU Anforderungen Evaluation durch ITU-R Spezifikationen
Finalisierung LTE Release Release Release
3GPP Release 13 14 15 16
LTE Evolution LTE Evolution
RAN RAN
Anforderungen Evaluation / Spezifikation der Lösungen
5G Entwicklung
SA System Work
Abbildung 2: Zeitplan des globalen Standardisierungsprozesses von 5G nach ITU und 3GPP
RAN: Radio Access Network mit neuer Neue Funkschnittstelle (New Radio), SA: Services and Architecture
Quelle: Bundesregierung (2016) nach ITU und 3GPP
Charakteristisch für 5G in der Umsetzung der IMT- den, die für die jeweilige Anwendung erforderlich ist. Darü-
2020-Vorgaben sind die konsequente Virtualisierung von ber hinaus können parallel in getrennten Netzabschnitten
Netzwerkfunktionen und die Re-Konfigurierbarkeit der (Network Slices) differenzierte Zugangsmöglichkeiten für
Funkschnittstelle. Damit kann in jeder Funkzelle genau die unterschiedliche Anforderungen in Bezug auf Datenrate,
Funktechnologie und die Servicequalität angeboten wer- Latenz und Verbindungsdichte bereitgestellt werden.
Softwaredefinierte Plattform mit
virtuellen Netzabschnitten (Slices)
flexibel und dynamisch einsetzbar
Ende‐zu‐Ende abgesichert
Abbildung 3: Funktionsweise des Network-Slicings in 5G-Netzen
Quelle: Bundesregierung
6 3. 5G-Technik ist ab 2020 verfügbarWichtige Komponenten der neuen 5G-Funkschnittstelle ne Nutzer mit eigenen Funkstrahlen bedient, innerhalb der
(New Radio) sind miniaturisierte Mehrantennensysteme Funkzelle begleitet und Störquellen ausgeblendet werden.
(Massive MIMO), welche die räumliche Ausbreitung der Durch beide Methoden wird die spektrale Effizienz, d. h. die
Funksignale berechnen und das Sendesignal entsprechend Kapazität einer Frequenz, substantiell gesteigert.
anpassen. Zudem können mittels sog. Beamforming einzel-
Basisstation mit Massive
MIMO Antennensystem
Abbildung 4: Funktionsweise von Massive MIMO mit Beamforming
Quelle: Bundesregierung
Weitere zentrale technische Aspekte von 5G, die auch im Die Vorgaben der Standardisierungsgremien sind entschei-
Rahmen der LTE-Evolution eine Rolle spielen, umfassen dend für die Entwicklung der Chipsätze, die zur Verar-
die Signalübertragung im Voll-Duplex-Modus (eine Fre- beitung der Daten in den Funkmodulen und Endgeräten
quenz wird gleichzeitig für Up- und Downlink verwendet), verbaut werden. Die Entwicklung einer neuen Chipgene-
die Weiterentwicklung bestehender Multiplexing-Tech- ration dauert 1 bis 2 Jahre. Damit die Chipsätze rechtzeitig
nologien für die Massenkonnektivität mehrerer hun- zum Rollout der 5G-Technik ab 2020 zur Verfügung stehen,
derttausend Geräte in einer Zelle oder die Nutzung von muss eine frühzeitige weltweite Harmonisierung der Fre-
Edge-Cloud-Servern für minimale Latenzzeiten durch Ver- quenzbänder erfolgen, auf denen die 5G-Technik umge-
ringerung der Distanz zwischen Endgerät und Server. setzt werden soll.
3. 5G-Technik ist ab 2020 verfügbar 74. Frequenzspektrum für 5G
Die Einführung von 5G wird es ermöglichen, steigende An- trum in etwas höheren Frequenzbereichen (z. B. im Bereich
forderungen an Kapazität, Bandbreite, Verfügbarkeit und bei 3,5 GHz) bietet dagegen größere Bandbreiten und liefert
Latenz digitaler Funkinfrastrukturen zu erfüllen. Zur Reali- die Kapazitäten dafür, eine große Geräteanzahl mit höhe-
sierung dieser Anforderungen bedarf es sowohl für die Ver- ren Datenraten zu versorgen. Außerdem wird Spektrum in
sorgung in der Fläche als auch für hochkapazitive Anwen- sehr hohen Frequenzbereichen (oberhalb 24 GHz) benötigt,
dungen ausreichend geeigneter Funkfrequenzen. um Dienste mit sehr großer Bandbreite und großer Kapazi-
tät anbieten zu können. Anders als Spektrum aus niedrigen
So wird für eine Versorgung in der Fläche wegen der guten Frequenzbereichen haben diese Frequenzen allerdings nur
Ausbreitungsbedingungen insbesondere Spektrum in nied- eine sehr begrenzte Reichweite, so dass sich diese Netze auf
rigen Frequenzbereichen (unterhalb 1 GHz) benötigt. Spek- lokale Gebiete beschränken werden.
5G-Funkzellen 5G-Funkzellen Kleine 5G-Funkzellen
im Frequenzbeich 700 MHz im Frequenzbereich 3,4-3,8 GHz im Frequenzbereich 26 GHz
Großveranstaltungen Car-to-X-Kommunikation Smart Cities und Hauptverkehrswege Verbesserte Indoor-Versorgung
mit tausenden von Nutzern Städtische Umwelt-Monitoring Straßen und Schiene & Intelligente Versorgungsnetze
Trägerinfrastruktur
Abbildung 5: Einsatz der 5G-Frequenzbereiche für verschiedene Anwendungsszenarien
Quelle: Bundesregierung auf Basis Ofcom 2017: Update on 5G spectrum in the UK
Schon heute ist den Mobilfunknetzbetreibern in Deutsch- nisierten Frequenzbändern in Europa und unterstützt die
land Spektrum im Umfang von mehr als 1000 MHz zuge- Harmonisierung der auf der Weltfunkkonferenz 2015 fest-
teilt. Dieses Spektrum kann ab dem Zeitpunkt der Verfüg- gelegten 5G-Kandidatenbänder. Sie liegen zwischen 24 GHz
barkeit von 5G-Sende- und Empfangstechnik sofort auch und 86 GHz und werden bis zur nächsten Weltfunkkonfe-
für 5G-Dienste genutzt werden. renz 2019 auf ihre weltweite 5G-Eignung hin untersucht.
Die Weltfunkkonferenz 2019 wird anhand der Studiener-
Um auch Dienste mit besonders hohen Datenraten (bis zu gebnisse entscheiden, welche Frequenzen für eine Nutzung
20 GBit/s) realisieren zu können, müssen dem Mobilfunk für 5G identifiziert werden.
jedoch zusätzlich auch neue Frequenzbereiche zugewie-
sen werden, die es ermöglichen, auf Kanalbandbreiten von Auf Ebene der Europäischen Post- und Telekommunika-
mehreren 100 MHz oder sogar GHz aufzusetzen. Hierfür tionsverwaltungen (CEPT), in der Verwaltungen aus 48
sind Frequenzen im Bereich oberhalb von 24 GHz, dem sog. Ländern vertreten sind, hat man sich für Europa bereits auf
Millimeterband, sehr gut geeignet. Die deutsche Frequenz- eine Untersuchung der Bänder 24,25-27,5 GHz, 31,8-33,4
politik fördert die frühzeitige Identifizierung von harmo- GHz und 40,5-43,5 GHz festgelegt. Die Radio Spectrum
8 4. Frequenzspektrum für 5GPolicy Group (RSPG – EU-Beratungsgremium zu frequenz- Eine wichtige Rolle bei der Einführung von 5G spielt zu-
politischen Fragen) und der Funkfrequenzausschuss der dem der Frequenzbereich von 3,4-3,8 GHz. In diesem Fre-
europäischen Union (RSC) streben mit Unterstützung der quenzband bestehen gute Chancen, dass Mobilfunkun-
deutschen Frequenzpolitik an, das Kandidatenband 24,25- ternehmen Kanalbandbreiten von bis zu 100 MHz nutzen
27,5 GHz (kurz 26-GHz-Band) bereits im Jahr 2018 europa- können, so dass der Bereich grundsätzlich für dateninten-
weit zu harmonisieren. Ziel ist eine möglichst frühzeitige sivere und kleinzelligere Anwendungen, z.B. in städtischen
Nutzbarkeit dieses 5G-Pionierbandes. Die entsprechen- Regionen, geeignet ist. Daneben bieten die in Deutschland
den Verträglichkeitsuntersuchungen und Verhandlungen bereits zugeteilten Frequenzen im 700-MHz-Band auf-
mit den derzeitigen Nutzern in diesem Band und den zu grund ihrer günstigen Ausbreitungsbedingungen für die
schützenden Nutzern in den benachbarten Bändern haben Netzbetreiber die Möglichkeit, auf Basis ihrer bestehenden
bereits begonnen. Netzstruktur frühzeitig eine weitflächige 5G-Versorgung
aufzubauen.
4. Frequenzspektrum für 5G 95. 5G wird Schlüsseltechnologie
der digitalen Transformation
Auf dem Weg zur Gigabitgesellschaft kommt der 5G-Tech- teils wird es darauf ankommen, Datenströme unterbrech-
nik eine Schlüsselrolle zu. Sie eröffnet vor allem im Bereich ungsfrei und mit zunehmenden Volumen zu verarbeiten,
der vertikalen Industrien großes Innovationspotenzial: Für teils wird eine flächige Erreichbarkeit notwendig. Hierfür
die Vision vom vollständig vernetzten Fahren, Effizienz- müssen frühzeitig zumindest alle relevanten Verkehrswe-
steigerungen in der Logistik, dem Management dezentraler ge mit 5G versorgt werden – und zwar sicher, schnell und
Energienetze oder den Weiterentwicklungen im Medi- zuverlässig.
zin- oder Mediensektor sind hochleistungsfähige mobile
Kommunikationsinfrastrukturen unverzichtbar. 5G wird Industrie 4.0: In der industriellen Fertigung wird der
die dafür notwendigen Anforderungen auch bei sehr hoher durchgängige Datenaustausch zwischen Maschinen, An-
Nutzer- und Gerätedichte sicherstellen. Darüber hinaus lagen, Mensch und Robotern zunehmend an Bedeutung
ermöglicht 5G die durchgängige Vernetzung von Weara- gewinnen. Mit 5G kann die Anzahl qualitätsgesicherter
bles, Assistenzsystemen, Haushaltselektronik sowie einer und energieeffizient verbundener Geräte oder Werktei-
Vielzahl von Sensoren und Aktoren im Internet der Dinge le auf mehrere hunderttausend pro Basisstation gestei-
über konvergente Datennetze. Die unterschiedlichen An- gert werden. Durch vom jeweiligen Anwender organisier-
forderungsprofile und teilweise nur temporären Nutzungs- te 5G-Netze in Fabrikumgebungen bietet 5G neben der
szenarien erfordern hierfür flexible Netze, die je nach Si- Massenkonnektivität auch großes Potenzial für die bislang
tuation die erforderlichen Leistungsparameter kombiniert leitungsgebundene Anlagensteuerung. Mobile Steue-
bereitstellt. rungssysteme von Industrierobotern können auf Basis von
5G-Technik in Echtzeit adressiert werden. Damit werden
Folgende Beispiele zeigen, welche strategischen Entwick- Fehlerwahrscheinlichkeiten auf ein Minimum reduziert
lungen der digitalen Transformation durch 5G ermöglicht und (fahrerlose) Kurierdienste sind just-in-time an den
oder zentral unterstützt werden: jeweiligen Be- und Entladestationen. Auch ein dateninten-
siver Upload von 3D-Modellen zur Anlagensteuerung oder
Intelligente Mobilität: Bei Transport und Verkehr stehen -testung kann mobil erfolgen. 5G stellt so eine zentrale
wir am Beginn einer Revolution, die vor keinem Bereich Grundlage für eine durchgängige vertikale Vernetzung al-
der Mobilität haltmacht. Mit dem automatisierten und ver- ler betrieblichen Prozesse wie Anlagen-, Ressourcen- und
netzen Fahren erhöhen wir die Sicherheit im Straßenver- Warenflusssteuerung dar. Diese Entwicklung bietet auch
kehr und verbessern den Verkehrsfluss, so dass Ressourcen große Potentiale für umweltverträgliches Wirtschaften,
geschont und schädliche Emissionen verringert werden. insbesondere für Ressourceneffizienz und die Senkung von
Intelligente Mobilität bietet zudem zusätzliche Möglichkei- Emissionen.
ten für die Optimierung der Parkraumbewirtschaftung, z.
B. durch automatisierte Parkanzeigesysteme. Smart Farming: Wenig wahrgenommen wird bislang noch,
dass die landwirtschaftlichen Prozesse bereits heute zum
5G sorgt zudem für eine höhere Vernetzung der verschie- Teil hersteller- und organisationübergreifend intelligent
denen Verkehrsträger untereinander. Dies erleichtert die vernetzt sind. Dadurch können Dienste wie die Einstel-
intermodale Verkehrsnutzung, wenn Informationen zur je- lungsoptimierung an Maschinen, optimale Dünge- und
weils schnellsten Verbindung durch Wechsel oder Kombi- Erntestrategien und eine weitgehende Automatisierung der
nation von Verkehrsmitteln für jeden sofort verfügbar sind Prozesskette erreicht werden. Pflanzen-, feld- und hofindi-
und die Reisekette online buchbar ist. Zudem kann ein ver- viduell ausgerichtete Anwendungstechnik in der Land-
netzter öffentlicher Nahverkehr schneller reagieren, wenn wirtschaft benötigen eine alle verfügbaren Kommunika-
es eine erhöhte Nachfrage zur Personenbeförderung gibt tionstechniken effizient und intelligent nutzende digitale
oder eine Route aktuell nicht befahren werden muss. In der Infrastruktur. Das bietet 5G, indem es intelligente Netz-
Logistik wird durch eine hocheffiziente Routen- und Trans- werkschaltungen erlaubt und die Einbindung externer Da-
portplanung das Verkehrsaufkommen reduziert. Hierfür tenquellen mit hohem Datendurchsatz (bspw. Wetterdaten
sind mit 5G teils Echtzeit-Anforderungen umzusetzen, und quadratzentimetergenaue Zuordnung) ermöglicht.
10 5. 5G wird Schlüsseltechnologie der digitalen TransformationIntelligente Versorgungsnetze: Das Stromnetz muss so- E-Health: 5G verbessert die qualitätsgesicherte Akut- und
wohl ausgebaut als auch intelligent ertüchtigt und gesteu- Regelversorgung durch mobilfunkgestützte Telemedizin-
ert werden, um dem vornehmlich auf unteren Spannungs- Anwendungen und stärkt die gleichwertige Gesundheits-
ebenen stattfindenden Zubau an dezentralen erneuerbaren und Pflegeversorgung in städtischen und ländlichen Regio-
Energiequellen eine entsprechende Aufnahmekapazität nen. Hierzu zählen z. B. die Vernetzung der Rettungswagen
bieten zu können. Hierfür werden zunehmend automa- zur Übertragung von Vital-Daten an das Krankenhaus,
tisierte Verbrauchseinrichtungen (z. B. Stromheizung mit Fernbehandlung und Telemonitoring von Langzeitpatien-
Wärmepumpe) in Anspruch genommen. Der Strommarkt ten, videobasierte Arztsprechstunden und telemedizinische
wird flexibler und echtzeitnäher. Die den Stromnetzen Beratungen zwischen Ärzten in kleineren Akutkranken-
zugrundeliegende Infrastruktur muss mit dieser Flexibi- häusern und Spezialisten in anderen Kliniken (Telekonsile)
lität Schritt halten und ist bspw. auf Zustandswerte und unabhängig von der leitungsgebundenen Krankenhausin-
Prognosen (Wetter, Verbrauch etc.) angewiesen. Zur Erfas- frastruktur.
sung von Verbrauchs- und Einspeisewerten ist eine flächige
Ausrüstung mit intelligenten Messsystemen erforderlich. Medien der Zukunft: Entwicklungen wie ultrahochauf-
Zunehmend entstehen zudem Konzepte, über die Erzeu- lösende Inhalte oder neue Dienste im Bereich der rea-
ger, Speicher und Verbraucher virtuell zusammengeschal- litätserweiternden oder auch virtuellen Anwendungen
tet werden (sog. virtuelle Kraftwerke). 5G ermöglicht die (Augmented- und Virtual Reality) werden den Bedarf an
Vernetzung von Erzeugern, Netzbetreibern und Verbrau- hochbitratiger mobiler Datenübertragung um ein Viel-
chern innerhalb lokaler und regionaler Strukturen. Darü- faches erhöhen. Interaktive Teilnahme und Mitgestal-
ber hinaus befördert 5G die einfachere Implementierung tung bieten insbesondere an Tourismus-Hotspots und bei
intelligenter Gebäudetechnik wie Smart-Metering, Heiz- Massenveranstaltungen einen bislang nicht erlebbaren
anlagensteuerung oder auch die Überwachung von Ver- Mehrwert. Bei den angekündigten 5G-Feldtests zur Winter-
sorgungsinfrastrukturen wie Wasser- und Abwasser- oder olympiade 2018 und zur Fußballeuropameisterschaft 2020
Belüftungssystemen. wird der Fokus unter anderem auf Augmented- und Virtual
Reality-Anwendungen liegen, die den Zuschauern vor Ort
Perspektivwechsel ermöglichen oder das Sporterlebnis an-
derweitig individualisieren.
5. 5G wird Schlüsseltechnologie der digitalen Transformation 11Intelligente
E‐Health Versorgungs‐
netze
Medien der Smart
Zukunft 5G Farming
Intelligente Industrie 4.0
Mobilität
Abbildung 6: Anwendungsdomänen der 5G-Netze
Quelle: Bundesregierung
Die 5G-Technik transportiert zukünftig einen großen Teil Schlüssel für den Schutz der Infrastruktur. Mittels vertrau-
der Daten in der digitalen Industrie. Von der Sicherheit der enswürdiger Public Key Infrastrukturen auf nationaler,
Daten hängt somit in hohem Maße die Wertschöpfung in europäischer und internationaler Ebene kann dieser Schutz
Deutschland ab. Um die neue 5G-Infrastruktur angemessen erreicht werden. Die Sicherheit der übertragenen Infor-
zu schützen, dürfen im Design Sicherheitsfunktionen zur mationen im 5G-Netz sollte durch die Verwendung von
Absicherung der Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbar- dem Stand der Technik entsprechenden Verschlüsselungs-
keit nicht fehlen. technologien gewährleistet werden. Das Bundesamt für
Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) steht mit seiner
Die 5G-Infrastruktur muss daher robust ausgelegt wer- Expertise und internationalen Vernetzung zur Verfügung,
den, um gegen IT-Angriffe oder vor Ausfällen wirksam um Informationssicherheit der zukünftigen 5G Netzinfra-
geschützt zu sein. Zugangs- und Zugriffskontrollen, ver- strukturen und in den Anwendungsdomänen zu begleiten
bunden mit starker Authentisierung, sind ein wichtiger und zu fördern.
12 5. 5G wird Schlüsseltechnologie der digitalen Transformation6. Fünf Aktionsfelder für den
5G-Leitmarkt Deutschland
Innerhalb der digitalen Transformation von Gesellschaft pazitäten in zentralen Orten und in ländlichen Räumen
und Wirtschaft wird die flächendeckende Verfügbarkeit di- substanziell auszubauen. Um die volle Leistungsfähig-
gitaler Infrastrukturen in Städten und ländlichen Regionen keit von 5G-Netzen ausschöpfen zu können, ist hier eine
zum entscheidenden strategischen Standortfaktor. Dies gilt rechtzeitige substanzielle Verstärkung des Glasfaseraus-
insbesondere für die erfolgreiche Einführung und Verbrei- baus erforderlich.
tung von 5G. Ein schneller Aufbau der 5G-Netze bietet den
Unternehmen die notwendige Basis, um neue digitale An- Im Rahmen der im Herbst 2016 gestarteten 5G-Initiative
wendungen frühzeitig in die Wertschöpfung zu integrieren. für Deutschland wurden erste Maßnahmen für einen ra-
Damit bilden 5G-Netze auch die Grundlage für weitere In- schen Aufbau der 5G-Infrastrukturen und eine breite In-
novationen, die zu ökonomischen, ökologischen und sozia- tegration der Technik in die Wertschöpfungsprozesse prä-
len Entwicklungssprüngen führen können. sentiert und mit den Stakeholdern diskutiert. Als Ergebnis
dieses Konsultationsprozesses wird der Bund im Rahmen
Um hierfür die erforderlichen infrastrukturellen Voraus- der verfügbaren Haushaltsmittel folgende fünf Aktionsfel-
setzungen zu schaffen, ist es unser Ziel, bis 2025 5G-Kon- der im Rahmen seiner 5G-Strategie umsetzen:
nektvität zu erreichen und zugleich die Mobilfunkka-
1 Netzrollout forcieren
2 Bedarfsgerechte Bereitstellung von
Frequenzen
3 Kooperationsförderung zwischen Tele-
kommunikations- und Anwenderindustrie
4 Koordinierte und gezielte Forschung
5 5G für Städte und
Kommunen initiieren
Abbildung 7: Fünf Aktionsfelder zum Aufbau des 5G-Leitmarkts in Deutschland
Quelle: Bundesregierung
6. Fünf Aktionsfelder für den 5G-Leitmarkt Deutschland 131 Netzrollout forcieren
Glasfaseranbindung von Basisstationen erleichtern
Mitnutzbarkeit passiver Trägerinfrastruktur für den Aufbau von 5G‐Zellen forcieren
Netzrollout unterstützen – Gesundheitsschutz beibehalten
Ziel: Infrastruktur und Genehmigungsverfahren für 5G‐Rollout vorbereiten
Um die volle Leistungsfähigkeit von 5G-Netzen zu errei- Glasfaseranbindung von Basisstationen erleichtern:
chen, werden massive Infrastrukturinvestitionen der Netz- Zur Realisierung der vollen Leistungsfähigkeit von 5G geht
betreiber erforderlich sein. Dies unterstützen wir durch der Bund davon aus, dass die Netzbetreiber, sofern bislang
investitionsfördernde Rahmenbedingungen für den opera- nicht der Fall, ihre Investitionen in Glasfaser zur Anbin-
tiven Netz-Rollout. Hierzu zählen insbesondere der Ausbau dung von Basisstationen signifikant steigern und so insbe-
der Glasfasernetze zur Anbindung von Basisstationen und sondere bei Makrozellen die Anbindungen über Richtfunk
die Verfügbarkeit von Antennenstandorten für die notwen- bis 2020 deutlich reduzieren. Der Bund erwartet, dass die
dige Netzverdichtung. Netzbetreiber dazu verstärkt von den bereits nach derzei-
tiger Rechtslage (DigiNetz-Gesetz) bestehenden Mitnut-
Um die IMT-2020-Anforderungen an Durchschnitts- und zungsmöglichkeiten passiver Infrastrukturen Gebrauch
Spitzendatenraten bis in den Gigabit-Bereich für eine Viel- machen. In Abhängigkeit von diesen Entwicklungen wird
zahl von Teilnehmern und Endgeräten sowie an geringe der Bund untersuchen, ob und mit welchen zusätzlichen
Latenzzeiten gewährleisten zu können, müssen die Basis- gesetzlichen oder regulatorischen Maßnahmen eine wei-
stationen und Konzentrationspunkte vollständig mit Glas- tere Steigerung der Glasfaseranschlussquote bei Basissta-
faser erschlossen werden. Dies gilt sowohl für die Macrozel- tionen durch die Netzbetreiber sinnvoll und erforderlich
len (Zellradius bis zu 50 km) im ländlichen und suburbanen ist. In diesem Zusammenhang ist auch eine Förderung
Raum als auch für die Metro-/Microzellen (Zellradius bis 2 der Glasfaseranbindung von Basisstationen insbesondere
km) in den Innenstädten. in sehr dünn besiedelten Gebieten zu erwägen. Dabei sind
auch mögliche Wechselwirkungen mit etwaigen Versor-
Zudem müssen für die intensive Nutzung von 5G an loka- gungsauflagen zu berücksichtigen.
len Hotspots wie Stadien oder Fußgängerzonen Kleinzel-
len (Pico-Zellen) mit Zellradien zwischen 20 und wenigen Mitnutzbarkeit passiver Trägerinfrastruktur für den
100 Metern aufgebaut werden. Der Grund: Für die lokale Aufbau von 5G-Zellen forcieren:
Bereitstellung sehr hoher Bandbreiten werden zukünftig Beim Aufbau von Kleinzellennetzen in Innenstädten wird
insbesondere Trägerfrequenzen oberhalb von 24 Gigahertz die Mitnutzung von bestehender Trägerinfrastruktur eine
genutzt, die nur über eine sehr begrenzte Reichweite und zentrale Rolle spielen. Insbesondere Straßeninfrastruktur,
Objektdurchdringung verfügen. Das Mobilfunknetz muss die schon heute über Stromanschlüsse verfügt, wie z. B.
daher an den Hotspots entsprechend verdichtet werden. Ampelanlagen und Straßenlaternen, können kosteneffizi-
ent für den Ausbau von Pico-Zellen genutzt werden.
Der Bund unterstützt den Netzausbau mit folgenden Maß-
nahmen:
14 6. Fünf Aktionsfelder für den 5G-Leitmarkt DeutschlandMit dem im November 2016 in Kraft getretenen Gesetz zur Zur Unterstützung der Standortakquise und der Planungen
Erleichterung des Ausbaus digitaler Hochgeschwindigkeits- ausbauender Unternehmen prüft der Bund zudem, welche
netze (DigiNetz-Gesetz) wurden daher bereits Vorgaben Standortdaten als Open Data zur Verfügung gestellt wer-
erlassen zu den können. Ziel ist es, seitens der öffentlichen Hand ein
bundesweit einheitliches, schlankes Genehmigungsverfah-
a) der Mitnutzung öffentlicher Versorgungsinfrastruktu- ren zur kostenangemessenen Bereitstellung vorhandener
ren für Glasfaser und der Mitverlegung von Glasfaser Infrastruktur zu etablieren, um einen umfassenden dyna-
im Rahmen öffentlicher Straßenbaumaßnahmen und mischen Netzaufbau zu ermöglichen, von dem auch der
b) der Nutzung öffentlicher Trägerstrukturen zur Errich- professionelle Mobilfunk profitieren kann.
tung von Antennen für Micro- und Picozellen.
Netzrollout unterstützen – Gesundheitsschutz bei-
Für die Mitnutzung öffentlicher Versorgungsinfrastruk- behalten:
tur im Rahmen des Glasfaserausbaus wurde bereits eine Mit dem Aufbau von Kleinzellennetzen in Innenstädten,
Arbeitsgruppe aus Vertretern der Länder, der kommuna- der steigenden Zahl privater Mobilfunkendgeräte sowie der
len Spitzenverbände und der Telekommunikationsbranche Entwicklung von „Smart Cities“ / „Smart Villages“ und dem
eingerichtet, die Hinweise zu technischen Umsetzungs- Internet der Dinge steigt die Anzahl der Geräte, die in der
fragen sowie Verfahrensfragen des DigiNetz-Gesetzes Nähe von Menschen elektromagnetische Felder aussenden.
erarbeitet. Im Rahmen dieser Arbeitsgruppe wird unter- Deshalb werden die erforderlichen Genehmigungsverfah-
sucht, welche der vom DigiNetz-Gesetz umfassten passi- ren an Komplexität zunehmen.
ven Trägerinfrastrukturen wie Ampeln, Verkehrsschilder,
Stadtmöbel, Leitplanken, Gullideckel in besonderer Weise Wir untersuchen deshalb den Optimierungsbedarf bei den
für den 5G-Rollout für eine Mitnutzung geeignet sind. Wir derzeitigen Genehmigungs- und Entscheidungsprozessen
streben an, standardisierte Genehmigungsverfahren für auf kommunaler Ebene und bei der Bundesnetzagentur.
eine zeitnahe Bereitstellung dieser Infrastrukturen mit den Wir prüfen insbesondere, ob Anpassungsbedarf hinsicht-
kommunalen Spitzenverbänden zu vereinbaren. Zudem lich geltender Abstandsregelungen für Antennenstandor-
sollen in der Bund-Länder-Arbeitsgruppe die technischen te im sog. Standortbescheinigungsverfahren besteht. Für
Sicherheitsvorgaben zur Nutzung dieser Trägerstrukturen den Aufbau kleinzelliger Mobilfunknetze (sog. Small Cells)
bspw. in Bezug auf Montagenormen, Stromanbindung oder schaffen wir frühzeitig verlässliche Rahmenbedingungen.
Statik erarbeitet werden. Dabei bleibt gewährleistet, dass die Akzeptanz der Bevöl-
kerung und die bestehenden hohen Sicherheitsstandards
Darüber hinaus werden wir gemeinsam mit den Ländern beim vorbeugenden Gesundheitsschutz in allen Entwick-
untersuchen, mit welchen rechtlichen Maßnahmen eine lungsphasen erhalten bleiben. Parallel wird der Bund die
Erweiterung der klassischen Sendemastinfrastruktur mög- Einführung von 5G gegenüber der Öffentlichkeit mit trans-
lich ist. Wir suchen zudem nach Lösungen, wie öffentliche parenten Informationen begleiten.
Liegenschaften von Bund, Ländern und Kommunen für
Mobilfunkantennen leichter zugänglich gemacht werden
können.
6. Fünf Aktionsfelder für den 5G-Leitmarkt Deutschland 152 5G-Frequenzen bereitstellen
Globale und europäische Harmonisierung von 5G‐Spektrum vorantreiben
Bereitstellung von Spektrum unterhalb 6 GHz
Frühzeitig Planungssicherheit für Spektrum im 26‐GHz‐Band schaffen
Versuchsfrequenzen bereitstellen
Ziel: Mit moderner Frequenzpolitik Investitionen in 5G‐Netze unterstützen
Eine weitere Voraussetzung für den Rollout von 5G-Netzen Mitarbeit derzeit die technischen und regulatorischen
ist, dass frühestmöglich ausreichend geeignetes Frequenz- Bedingungen einer technischen Harmonisierung für das
spektrum bereitgestellt wird, um Investitionen, Innovatio- 3,5-GHz-Band und das 26-GHz-Band in der Europäischen
nen und Wettbewerb bei der Entwicklung von 5G-Diensten Union. Wir werden uns auch weiterhin für eine zügige
anzureizen. europaweite Nutzung der in Deutschland bereits bereitge-
stellten 700-MHz-Frequenzen für den Mobilfunk einsetzen.
Von der Bereitstellung von Versuchsfunkfrequenzen bis zur
rechtzeitigen Bereitstellung von Frequenzen für den kom- Bereitstellung von Spektrum unterhalb 6 GHz:
merziellen Rollout unternimmt der Bund eine Reihe von 5G-Netze benötigen sowohl für die Flächen- als auch für
Maßnahmen, um einen frühestmöglichen Einsatz der 5G- die Kapazitätsversorgung ausreichend geeignetes Fre-
Technik in Deutschland zu ermöglichen. quenzspektrum. Auslaufende Frequenznutzungsrechte
müssen deshalb angemessen frühzeitig dem Markt wie-
Globale und europäische Harmonisierung von 5G- der bereitgestellt werden. Dies betrifft aktuell das 2-GHz-
Spektrum vorantreiben: Spektrum (das sog. UMTS-Spektrum) sowie das 3,5-GHz-
Der Bund setzt sich auf internationaler und europäischer Spektrum. Die Bundesnetzagentur strebt deshalb an, das
Ebene intensiv dafür ein, frühzeitig harmonisiertes Spek- Verfahren zur Spektrumsbereitstellung bereits 2018 durch-
trum für 5G zu identifizieren und hierfür harmonisierte zuführen.
Nutzungsbedingungen festzulegen. Dabei werden auch
künftig die Interessen und Frequenzbedarfe anderer Nut- Den mit der technischen Entwicklung stetig wachsenden
zergruppen berücksichtigt. Frequenzbedarfen aller Nutzergruppen (z. B. auch Bedarfe
der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufga-
Welche Frequenzbereiche zukünftig international für ben, der Bundeswehr sowie Nutzer in industriellen Um-
Mobilfunk nutzbar werden, wird im Rahmen der Welt- gebungen) trägt der Bund mit einer zukunftsorientierten
funkkonferenz der ITU im Jahr 2019 abschließend fest- vorausschauenden Frequenzpolitik und -verwaltung Rech-
gelegt. Durch unsere Aktivitäten in den maßgeblichen nung.
europäischen Gremien konnte bereits Einigkeit über drei
in Europa favorisierte Pionier-Bänder – das 700-MHz- Frühzeitig Planungssicherheit für Spektrum im
Band, das 3,4-3,8-GHz-Band (sog. 3,5-GHz-Band) und das 26-GHz-Band schaffen:
24,25-27,5-GHz-Band (sog. 26-GHz-Band) – hergestellt Um frühzeitig Investitions- und Planungssicherheit zu
werden. Die CEPT entwickelt unter intensiver deutscher schaffen, strebt der Bund eine rasche Festlegung der auf
16 6. Fünf Aktionsfelder für den 5G-Leitmarkt Deutschlandnationaler Ebene nutzbaren Frequenzen aus dem 26-GHz- Als ergänzende Maßnahme untersuchen wir zudem, in-
Band an. Ziel ist gleichzeitig, diese auch frühestmöglich wiefern in Deutschland für 5G-Anwendungen unter Be-
bereitzustellen, um schon ab 2020 erste Nutzungen zu achtung von Schutz- und Verträglichkeitsanforderungen
ermöglichen. Um dies zu realisieren, ist auch ein schritt- anderer Dienste zusätzlich auch eine Nutzung von Spekt-
weises Vorgehen denkbar. Der Bund verfolgt deshalb die rum in sonstigen Frequenzbereichen – zum Beispiel durch
Absicht, zumindest den Frequenzbereich 26,5 bis 27,5 GHz Schaffung flexibler Nutzungsmöglichkeiten – möglich und
unter Berücksichtigung der Schutz- und Verträglichkeits- sinnvoll sein kann.
anforderungen bestehender Dienste als ersten Teilbereich
des 26-GHz-Bands für 5G-Anwendungen zu öffnen. Mit Versuchsfunkfrequenzen bereitstellen:
einem solchen Vorgehen kann Deutschland auch an der Bei der Bundesnetzagentur können bereits heute Versuchs-
5G-Entwicklung auf anderen Märkten (insb. Südkorea und funkfrequenzen beantragt werden, die unabhängig von den
USA) partizipieren. Vorgaben des Frequenzplans eine Nutzung zu Testzwecken
ermöglichen. Ein Beispiel hierfür ist etwa das Digitale Test-
feld auf der Autobahn A9.
3 Kooperationsförderung zwischen
Telekommunikations- u. Anwenderindustrie
Dialogforum 5G fortführen
Standardisierungsprozess aktiv unterstützen
Ziel: Alle Branchen müssen Potenziale erkennen und ihre Anforderungen einbringen
In mehreren Anwenderbranchen wurden bereits interna- Dialogforum 5G fortführen:
tionale Konsortien gegründet, um die Interessen der Bran- Zur Intensivierung des Dialogs mit den Anwenderbranchen
chen in den Standardisierungs- und Entwicklungsprozess wurde im September 2016 das „Dialogforum 5G“ eingerich-
von 5G einzubringen.
4 5G-Forschung unterstützen
In Deutschland wird die Einführung der 5G-Technik bran-
tet. Das Forum unterstützt den aktiven Austausch und die
Vernetzung zwischen Telekommunikationssektor und ver-
tikalen Industrien. Das Dialogforum bereitet in Workshops
Forschung
chenübergreifend unterstützen
durch die „Fokusgruppe 5G“ des natio- die Potenziale und den aktuellen Stand der Entwicklung
nalen Digitalgipfel-Prozesses (ehemals: IT-Gipfel-Prozess) von 5G für die verschiedenen vertikalen Industrien auf. Es
Forschung
begleitet. Der nationale zielorientiert
Digitalgipfel fördern,
und sein Testfelderfungiert
ganzjähriger unterstützen
als Türöffner für die Unternehmen, um sich in Ko-
Prozess bilden die wichtige Plattform für die Zusammenar- operationsprojekten aktiv an der Entwicklung 5G-basierter
Forschungsaktivitäten
beit von Politik, Wirtschaft, Wissenschaftin Deutschland
und Gesellschaft vernetzen und koordinieren
Anwendungen zu beteiligen.
zur Gestaltung des digitalen Wandels.
Ziel: Engagement der deutschen Wirtschaft im Bereich der
anwendungsnahen 5G‐Forschung verstärken
6. Fünf Aktionsfelder für den 5G-Leitmarkt Deutschland 17Ein erstes branchenspezifisches Dialogforum wurde im Fe- Zu einer zeitgemäßen Ausstattung der Behörden und Or-
bruar 2017 zu den 5G-Perspektiven für die Automobilindu- ganisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) sowie der
strie durchgeführt, im März gefolgt von einem Austausch Bundeswehr gehört heute auch eine leistungsfähige Daten-
zum Thema Gesundheit. Weitere Veranstaltungen sind kommunikation mit hoher Zuverlässigkeit und Verfügbar-
bereits für die Anwendungsbereiche Logistik, Kultur- und keit. 5G kann grundsätzlich auch Anforderungen der BOS
Kreativwirtschaft, Industrie 4.0, Energie und Landwirt- und der Bundeswehr erfüllen. Deshalb werden in einem
schaft geplant. weiteren Dialogforum die Einsatzmöglichkeiten für die
BOS und die Bundeswehr adressiert.
Dialogforum 5G
Anwender‐ und branchenspezifische Fachworkshops
Behörden und
Kultur‐/
Industrie Landwirt‐ Organisationen
Mobilität Logistik Energie Kreativ‐
4.0 schaft mit Sicherheits‐
wirtschaft
aufgaben
Abbildung 8: Branchenspezifische Fachworkshops des Dialogforums 5G
Quelle: Bundesregierung
Standardisierungsprozess aktiv unterstützen: Unterstützung einer Bündelung der Interessen der An-
Eine Reihe deutscher Forschungseinrichtungen und Un- wenderbranchen („Verticals“) in den einschlägigen
ternehmen ist in den 5G-Standardisierungsgremien bzw. Standardisierungsgremien. Dazu wird vom Bund eine
in Mitgliedsverbänden dieser Gremien aktiv. Die techni- wettbewerbsneutrale Austauschplattform für deutsche
sche Standardisierung wird von allen interessierten Krei- Unternehmen bereitgestellt, die ein koordiniertes Vor-
sen gemeinsam getragen, hauptsächlich von der Industrie gehen (z. B. abgestimmte gemeinsame Beiträge) bei den
durchgeführt und vom Bund in den entsprechenden Nor- Verhandlungen in den relevanten internationalen Gre-
mungsgremien begleitet (insbes. 3GPP, ETSI, ITU, IETF). Ziel mien ermöglicht. Für 5G-Anwendungen im Bereich
muss dabei sein, dass Forschung und Entwicklung zu 5G von Industrie 4.0 wird das Standardization Council In-
in einem offenen internationalen Standard münden. Eine dustrie 4.0 mit Unterstützung der Plattform Industrie
der zentralen industriepolitischen Herausforderungen wird 4.0 die Positionen der Anwenderindustrien sammeln
daher die erfolgreiche Einbringung von Anforderungen, und in die Austauschplattform einspeisen.
Ideen und Lösungen der betroffenen Anwenderbranchen Identifizierung von spezifischen Anforderungen der
in die Standardisierung sein. Bedeutsam ist dabei auch, dass „Verticals“ und Einbringen in die 5G-Standardisierung.
bereits im Entwicklungsstadium der Schutz vor den Aus- Mittels einer bei der Bundesnetzagentur eingerichteten
wirkungen elektromagnetischer Felder im Einklang mit Koordinierungsstelle für IKT-Standardisierung wird die
den internationalen Leitlinien berücksichtigt und so das Berücksichtigung von Anforderungen der Anwender-
hohe Schutzniveau als europaweit anerkannter Maßstab branchen aktiv unterstützt.
beibehalten wird. Das schafft Planungssicherheit und lässt Prüfung, ob und inwieweit Standardisierungsaktivitä-
die Notwendigkeit nationaler Vorgaben entfallen. ten deutscher Unternehmen und Forschungsinstitute
im 5G Bereich, z. B. durch das Förderprogramm WIPA-
Vor diesem Hintergrund wird der Bund folgende Maßnah- NO gefördert werden können, um dadurch eine stär-
men veranlassen: kere Einbringung deutscher Industrieinteressen zu er-
möglichen.
18 6. Fünf Aktionsfelder für den 5G-Leitmarkt Deutschland3 Kooperationsförderung zwischen
Telekommunikations- u. Anwenderindustrie
Dialogforum 5G fortführen
Von zentraler industriepolitischer Bedeutung
Standardisierungsprozess aktiv für den
unterstützen 5G-Patenten, Prognose der Entwicklungen bei markt-
Einsatz von 5G Anwendungen ist weiterhin die Frage, in relevanten 5G-Patenten und Auswirkungen auf die Mo-
welchem Ziel: Allediese
Umfang Branchen müssen
Technologien vonPotenziale
welchen Ak-erkennen und ihre
bilfunk- und Anforderungen einbringen
Industrieunternehmen (als Lizenznehmer)
teuren mit Patenten, insbesondere mit sog. standard- vornimmt. Dabei sind insbesondere Lizensierungsbe-
essentiellen Patenten behaftet sind. Der Bund wird dingungen im Hinblick auf wettbewerbs- und stand-
deshalb ein Gutachten vergeben, das eine Bestands- ortspezifische Rahmenbedingungen zu untersuchen.
aufnahme nebst Analyse der aktuellen Situation bei
4 5G-Forschung unterstützen
Forschung unterstützen
Forschung zielorientiert fördern, Testfelder unterstützen
Forschungsaktivitäten in Deutschland vernetzen und koordinieren
Ziel: Engagement der deutschen Wirtschaft im Bereich der
anwendungsnahen 5G‐Forschung verstärken
Auf europäischer Ebene findet 5G- Forschung vor allem im Forschung zielorientiert fördern, Testfelder unter-
Rahmen des 5G Public-Private Partnership Programms (5G stützen:
PPP) statt. Die 5G PPP geht auf eine Initiative der Europäi- Der Bund fördert in der Initiative „Industrielle Kommu-
schen Kommission, der herstellenden Industrie, sowie von nikation der Zukunft“ in großem Umfang Forschung und
Telekommunikationsnetzbetreibern, Dienstleistern, klei- Entwicklung für innovative 5G-Lösungen. Im Fokus stehen
nen und mittleren Unternehmen und Forschungseinrich- die drei Forschungsschwerpunkte „Zuverlässige drahtlose
tungen zurück. Zweck ist unter anderem die europaweite Kommunikation in der Industrie“, „5G: Industrielles Inter-
Koordination von Forschungs- und Entwicklungsaktivitä- net“ und „5G: Taktiles Internet“, für die bis zu 80 Mio. EUR
ten. In der ersten Phase, die im Juli 2015 gestartet worden bereitgestellt wurden. Zudem fördert der Bund im Rahmen
ist, wurden 19 verschiedene Projekte ausgewählt und geför- verschiedener Programme weitere F&E-Aktivitäten für An-
dert, deren Forschungsergebnisse in die 5G-Standardisie- wendungen, die 5G als wichtigen Treiber zur Realisierung
rung einfließen. Phase 2 ist im Juni 2017 mit insgesamt 21 voraussetzen. So ermöglicht die von der RWTH Aachen
neuen Projekten angelaufen. entwickelte und vom Bund geförderte Kombination aus ei-
nem Fahrsimulator, Testfahrzeugen und dem urbanen Test-
Öffentlich geförderte Forschung zu 5G erfolgt auf nationa- feld „CERMcity“ in Aldenhoven den nahtlosen Transfer von
ler Ebene sowohl zu den Grundlagen als auch zu den An- Forschungsergebnissen aus dem Labor auf die Straße.
wendungen von 5G-Technologien. Ziel ist es, die hiesigen
Forschungsaktivitäten zu 5G zu stärken und deren Koordi- Ein Beispiel für ein anwendungsorientiertes Verbundfor-
nierung zu intensivieren. schungsprojekt im Bereich Industrie 4.0 ist das Vorhaben
6. Fünf Aktionsfelder für den 5G-Leitmarkt Deutschland 19Sie können auch lesen
