Wie jeder Platz mit 5G zum besten Platz im Stadion wird

5G ist eine allgemeine Bezeichnung für die 5. Generation drahtloser Mobilfunktechnologien und Mobilfunkstandards, die neue Formen der Datenkodierung in Funkübertragungen, neue Frequenzen zur Übertragung dieser Kodierung und neue Netzarchitekturen zur Verknüpfung der Daten anwenden.

Anfang 2023 wurde 3GPP Release 17, die dritte Version des weltweiten technischen 5G-Standards, fertiggestellt. Release 17 markiert den Abschluss der ersten Phase der 5G-Technologieentwicklung, während Release 18 parallel fortgesetzt und voraussichtlich 2024 ratifiziert wird.

Die 5G-Funktechnologie ist darauf ausgelegt, höhere maximale Datenübertragungsgeschwindigkeiten, eine geringe Latenzzeit, mehr Zuverlässigkeit, höhere Netzkapazität, eine verbesserte Verfügbarkeit und ein einheitlicheres Nutzungserlebnis für mehr Nutzerinnen und Nutzer zu ermöglichen. Latenz ist die Übertragungszeit von Datenpaketen bzw. das, was Nutzerinnen und Nutzer gewöhnlich als Reaktionszeit bei Websites und Systemen wahrnehmen.

Die 5G-Mobilfunktechnologie kann mit schnelleren, einheitlicheren Datenübertragungsraten und niedrigeren Kosten pro Bit den Weg für neue immersive Erlebnisse wie Virtual oder Augmented Reality (VR bzw. AR) ebnen. 5G wird zudem eine treibende Kraft für künstliche Intelligenz sein, da es die Erfassung und Analyse von Daten in Echtzeit ermöglichen wird. Außerdem kann 5G Cloud-Technologien fördern, indem es die Verteilung von Datenverarbeitung und -speicher, wie beispielsweise Edge Computing, über die gesamte Infrastruktur ermöglicht.

Mit einem Wachstum von 500 Millionen in nur einem Jahr wird die Gesamtzahl an 5G-Verträgen im Jahr 2023 voraussichtlich die Marke von 1,5 Milliarden überschreiten. Weltweit wurden etwa 240 kommerzielle 5G-Netze eingerichtet. Es wird außerdem erwartet, dass die Anzahl an 5G-Verträgen bis Ende 2028 weltweit 4,6 Milliarden erreichen wird, was mehr als 50 Prozent sämtlicher Mobilfunkverträge ausmacht.

Ein Gleichgewicht zwischen Innovation, Geschwindigkeit und Sicherheit kann durch Zusammenarbeit in der IEC erreicht werden. Nationale und internationale Gesundheitsorganisationen wie die Weltgesundheitsorganisation (WHO) und die Internationale Kommission zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung (ICNIRP) haben auf der Grundlage jahrzehntelanger wissenschaftlicher Forschung Sicherheitsleitlinien für die Exposition von Personen gegenüber elektromagnetischen Feldern (EMF) entwickelt. Die IEC erarbeitet Normen und Bewertungsverfahren, um zu prüfen, ob Funktechnologien die von den Gesundheitsorganisationen festgelegten Grenzwerte einhalten.

Die von IEC/TC 106 (DKE/K 764) entwickelten Normen werden weltweit von der Mobilfunkindustrie, Rundfunkbehörden, Aufsichts- und Regierungsbehörden sowie dem Automobil- und Energiesektor für die Bewertung der Auswirkungen von elektromagnetischen Feldern auf Menschen genutzt. Dazu gehört die Konformitätsbewertung sämtlicher Mobiltelefone, Tablets, drahtloser Geräte, IoT und Wi-Fi-Geräte sowie drahtloser Netzwerke und Stromverteilung, inklusive drahtlose Energieübertragung und Elektrofahrzeuge.

2022 veröffentlichte das IEC-Team in Zusammenarbeit mit dem Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) neue verbesserte EMF-Prüfverfahren für die neueste 5G-mmWave-Technologie und entsprechende Geräte. Vor kurzem wurden die neuesten EMF-Prüfverfahren für Basisstationen mit Schwerpunkt auf der Bewertung neuer 5G-Netze einstimmig verabschiedet.

IEC 62232 konzentriert sich speziell auf Prüfverfahren, um eine möglichst genaue Bewertung von 5G-Basisstationen zu erreichen. Die Norm empfiehlt die Verwendung der „tatsächlichen maximalen“ Sendepegel im realen Betrieb vor Ort und nicht das „Nennmaximum“, das im Allgemeinen während des Betriebs nicht erreicht wird. IEC/TC 106 verfolgt nun das Ziel, den technischen Bericht TR 62669 mit den entsprechenden Umsetzungsfallstudien zu aktualisieren. 

Für die Gesellschaft bedeutet dies, dass 5G-Netze und neue Geräte schneller entwickelt und zum Einsatz kommen können, während gleichzeitig strenge Sicherheitsprüfungen gewährleistet sind.

Expertengremium DKE/K 764 Sicherheit in elektromagnetischen Feldern

Das Expertengremium ist für die Festlegung von Sicherheitsanforderungen bezüglich der Einwirkung von elektromagnetischen Feldern auf Personen (EMF) im Frequenzbereich von 0 Hz bis 300 GHz zuständig.

Seitens des DKE/K 764 und der entsprechenden internationalen und europäischen Normungsgremien werden vorwiegend messtechnische Festlegungen erarbeitet und international bzw. europäisch vorhandene Grenzwertfestlegungen für elektromagnetische Felder umgesetzt.

Große Infrastrukturen wie vernetzte Stadien, immersive Erlebnisse der Zuschauenden basierend auf VR- und AR-Lösungen und die Leistungsmessung und Leistungsanalyse von Sportlerinnen und Sportlern sind einige der Beispiele, die zeigen, welche Auswirkungen digitale Technologien auf den Sportsektor haben. 5G bietet zahlreiche Vorteile, wie zum Beispiel die Möglichkeit, in Echtzeit auf große Datenmengen zuzugreifen bzw. diese zu verarbeiten, ohne dass dabei Abstriche bei der Qualität oder Zuverlässigkeit der Daten gemacht werden müssen. Dies wird voraussichtlich die Art und Weise verbessern, wie Teams Entscheidungen auf dem Spielfeld treffen, von der Auswechslung von Spielerinnen und Spielern bis hin zu strategischeren Entscheidungen.

Mobile Geräte sind inzwischen ein fester Bestandteil des Fanerlebnisses bei Veranstaltungen. Das ist einer der Gründe, warum mehr als 80 Stadien und Arenen in den USA 5G Ultra Wideband mmWave- Frequenzen verwenden, die eine Breitband-ähnliche Verbindung ermöglichen und den damit verbundenen Nutzerinnen und Nutzern die Möglichkeit geben, Veranstaltungen auf neue Weise zu erleben und mit anderen zu teilen. Die Bedeutung der Konnektivität für wichtige Sportveranstaltungen wächst. Apps ermöglichen Besucherinnen und Besuchern, Essen und Getränke zu bestellen, ohne ihren Platz zu verlassen, oder zu sehen, wie sie im Trikot ihres Teams aussehen.

In Stadien, die mit 5G ausgestattet sind, kann der Dienst sieben HD-Videostreams auf einem Smartphone zur Verfügung stellen, wodurch Fans den Winkel bzw. die Ansicht, die sie sehen möchten, steuern und Video-Feeds zurückspulen können, um eine Wiederholung zu sehen.

Durch die weltweite Einführung von 5G wird die Konnektivität erhöht und die Bandbreite für unterwegs vergrößert. Neben der Tatsache, dass Rundfunkanstalten mehr Interaktivität dank höherer Bandbreite anbieten können, eröffnen sich dadurch Möglichkeiten der Remote-Produktion über Mobilfunknetze, ohne dass die Qualität leidet. Dies ermöglicht es Rundfunkanstalten, ein besseres Unterhaltungserlebnis, inklusive zusätzlicher Kamerawinkel oder spannende Erlebnisse, zu bieten.

Ein weiterer möglicher Vorteil von 5G sind niedrigere Einstiegskosten für neue Sender. 5G bietet Unternehmen genügend Bandbreite, um drahtlose 5G-Kameras zu nutzen, wodurch es keine hunderte Meter Kabel und Übertragungswagen vor Ort mehr braucht. Es wird möglich sein, Filmmaterial von diesen Kameras in ein angeschlossenes Studio hochzuladen und aus der Ferne zu bearbeiten.

Einer der vielversprechendsten Mechanismen in 5G-Standalone-Netzen sind sogenannte „Slices”. Dabei handelt es sich im Wesentlichen um die Fähigkeit, autorisierten Nutzerinnen und Nutzern eine möglichst hohe Leistung (QoS) konsistent innerhalb des Mobilfunk- und Kernnetzes zu bieten. Das bedeutet, dass QoS-orientierte Anwendungen, wie Live-Uplink-Videoübertragungen für Nachrichten- und Sportübertragungen, eine höhere Wahrscheinlichkeit haben, die benötigte QoS für maximale Signalstabilität vor Ort zu erhalten. Rundfunkanstalten haben bereits die Vorteile von 5G und Network Slicing für die Remote-Übertragung von wichtigen Veranstaltungen kennengelernt. Die Technologie entwickelt sich weiter und Network Slicing wird es Rundfunkanstalten ermöglichen, mehr zu übertragen und dafür weniger zu bezahlen. Im Stadion ermöglicht Network Slicing eine bessere Verbindung in einer festgelegten Qualität, da die Übertragung über reservierte Bandbreite verfügt.

Rundfunkanstalten aus sechs europäischen Ländern haben eine Absichtserklärung unterzeichnet, um gemeinsam an einem Plan zur Entwicklung von Geschäftsmodellen und Broadcast-Anwendungen rund um 5G Broadcast zu arbeiten. France Télévisions (Frankreich), RAI (Italien), SWR, BR (Deutschland), NPO (Niederlande), RTÉ (Irland) and ORF/ORS (Österreich) planen laut eigenen Angaben, gemeinsam entwickelte 5G-Broadcast-Anwendungen und kommerzielle Anwendungsfälle während der Olympischen Sommerspiele 2024 in Paris und der UEFA Fußball-Europameisterschaft in Deutschland zu präsentieren.

Mit unserem DKE Newsletter sind Sie immer top informiert! Monatlich ...

• fassen wir die wichtigsten Entwicklungen in der Normung kurz zusammen
• berichten wir über aktuelle Arbeitsergebnisse, Publikationen und Entwürfe
• informieren wir Sie bereits frühzeitig über zukünftige Veranstaltungen

Der Technologiepartner der Tour de France und Tour de France Femmes, NTT, nutzte während der Rennen 2023 Edge Computing, um die Fahrerinnen bzw. Fahrer in Echtzeit zu verfolgen und ihre Leistung mit Grafiken und prädiktiven Analysen für soziale Medien, Übertragungen und Displays von Mobiltelefonen lebendig werden zu lassen. NTT nutzte künstliche Intelligenz und Machine Learning, um das Fan-Erlebnis durch Einblicke in das Rennen zu verbessern, egal ob die Fans die Übertragung ansahen oder über andere digitale Plattformen daran teilnehmen.

2023 erweiterte NTT das sogenannte "größte vernetzte Stadion der Welt", indem es einen digitalen Zwilling der Tour de France entwickelte, der sämtliche verfügbaren Daten sammelte, um eine digitale Nachbildung der Veranstaltung zu schaffen, sodass die Veranstalter jede Etappe genau planen und das Rennen in Echtzeit beobachten konnten.

ISO/IEC JTC 1/SC 41, das Subkomitee von IEC und ISO, das Normen für das Internet of Things and digitale Zwillinge entwickelt, arbeitet an mehreren Normen, die die Nutzung digitaler Zwillinge in vielen verschiedenen Bereichen erleichtern sollen. Eine Priorität wird dabei die Veröffentlichung einer Norm zur Referenzarchitektur für digitale Zwillinge in den nächsten anderthalb Jahren sein. 

Rundfunkanstalten werden weiter die Umsetzbarkeit der Einführung von 5G in den nächsten Jahren beobachten, mit dem Ziel, ein europäisches 5G-Broadcast-Ökosystem zu ermöglichen, sodass öffentliche Medien, Kulturschaffende und Content Provider Mobilfunkgeräte über direkten Empfang erreichen können.

Redaktioneller Hinweis:

Der englischsprachige Originalartikel erschien erstmals auf etech.iec.ch in der Ausgabe 04/2023.
Zu finden unter: https://etech.iec.ch/issue/2023-04/making-every-seat-the-best-seat-in-the-stadium-with-5g

Die im Text aufgeführten Normen und Standards können Sie beim VDE VERLAG erwerben.

Core Safety & Information Technologies umschließt alle Aspekte der Sicherheit: grundlegende  Sicherheitsanforderungen, funktionale Sicherheit, Informationssicherheit sowie deren Wechselwirkungen. Außerdem befasst sich Core Safety mit wichtigen Querschnittsthemen und definiert grundlegende Anforderungen die allgemein einzuhalten sind – zum Beispiel für Elektromagnetische Verträglichkeit, Umwelt- und Ressourceneffizienz, Schadstoffe, Größen, Einheiten und Kennzeichnungen. Weitere Inhalte zu diesem Fachgebiet finden Sie im