Mit der voranschreitenden Digitalisierung der Energiewirtschaft durch z. B. Smart Grids oder Automatisierung, steigt die Notwendigkeit von schneller und zuverlässiger Kommunikation. Die Mobilfunktechnologie 5G spielt dabei eine Schlüsselrolle. Doch 5G ist nicht gleich 5G, denn es gibt verschiedene Varianten der Technologie. Eine wichtige Unterscheidung innerhalb der Funktechnologie muss zwischen dem sogenannten 5G Standalone (auch mal manchmal 5G+ oder 5G Plus genannt).
Was bedeutet 5G Standalone?
Das 5G Standalone (5G SA) beschreibt ein Mobilfunknetz, welches ausschließlich 5G Technologien nutzt und somit komplett unabhänig von anderen älteren 4G-Mobilfunknetzen agiert. Das 5G Standalone wird deswegen auch als das echte 5G bezeichnet. Das 5G SA ragt durch viele technische Vorteile heraus, wie eine schnellere Datenübertragungsrate, eine geringere Latenz und eine bessere Geräteeffizienz heraus.
Was unterscheidet 5G Standalone und 5G Non-Standalone?
Die beiden Betriebsmodi von 5G unterscheiden sich speziell durch ihren Aufbau.
5G Non-Standalone (NSA) benutzt das neue 5G Zugangsnetz, arbeitet aber weiterhin über die bereits bestehenden LTE-Infrastruktur im Kernnetz. Dies ist eine Übergangslösung um eine schnellen Start ins 5G Netz zu ermöglichen, während das neue 5G Netz weiter ausgebaut wird.
Das Zugangsnetz ist der Teil des Mobilfunknetzes, der für die Verbindung zu den Endgeräten zuständig ist. Das beinhaltet z. B. auch Antennen, die Funktechnik und die Anbindung.
Das Kernnetz hingegen ist ein Datenknotenpunkt, in dem alle Kundeninformationen gespeichert werden wie z. B. persönliche Abrechnungskosten der Internet-Nutzung.
Bei 5G Standalone (SA) wird sowohl im Zugangsnetz als auch im Kernnetz die vollständig ausgebaute 5G-Technologie benutzt. Damit können dann auch die technischen Vorteile von 5G vollumfänglich genutzt werden.
Technologische Vorteile von 5G Standalone vs. Non-Standalone
| Merkmal | 5G Non-Standalone (NSA) | 5G Standalone (SA) |
| Kernnetz | 4G/LTE-basiert | Reines 5G-Kernnetz |
| Latenzzeiten | Niedriger als 4G, aber limitiert durch LTE | Sehr gering (uRLLC-fähig) |
| Datenrate | höher als 4G, aber begrenzt durch 4G-Kernnetz | Höher, da komplett 5G-basiert |
| Energieverbrauch (Endgeräte) | Höher, da eine gleichzeitige Einwahl in 4G- und 5G-Netz notwendig ist | Geringer, da sich nur in das 5G Netz eingewählt werden muss |
| Reichweite und Netzkapazität | Begrenzte Reichweite & Netzkapazität | höhere Reichweite, mehr Devices gleichzeitig (Massive IoT) |
5G Standalone für die Energiewirtschaft
Für den breiten Rollout war bereits 5G Non-Standalone attraktiv, da schnell eine gute Verbindung geschaffen werden konnte. Der eigentliche Mehrwert für den Smart Meter Rollout sowie für die gesamte Energiewirtschaft liegt jedoch in der 5G Standalone Variante. Dies ist durch verschiedene Faktoren begründet.
Zunächst ist das 5G Standalone Netz nahezu echtzeitfähig. Die Technologie ermöglicht Latenzen im Millisekundenbereich (häufig als “uRLLC” abgekürzt – ultra-high reliability and low latency communication). Das macht die Steuerung von zeitkritischen Prozessen wie z. B. bei der Regelung von Trafostationen, dem Lastmanagement oder bei Ausfallszenarien möglich. Mit positiven Folgen für die Robustheit der Energienetze.
5G Standalone ist außerdem dafür konzipiert, hohe Gerätedichten energieeffizient zu unterstützen, sowohl in der Stadt als auch in ländlichen Gebieten. Gerade bei Smart Metering Infrastrukturen, die in den kommenden Jahren viele Geräte integrieren müssen, ist dies ein großer Vorteil.
Network Slicing
Bei 5G Standalone wird außerdem das sogenannte Network Slicing (oder häufig nur Slicing) möglich. Dabei lassen sich innerhalb derselben Frequenzbänder virtuelle, von einander getrennte Netzwerke betreiben. Ein Stromnetzbetreiber könnte nun z. B. ein sogenanntes Slice für die Zählerkommunikation und ein weiteres für die Anlagenfernsteuerung nutzen – mit jeweils exklusiv zugesicherten Service-Parametern. Bei 5G Non-Standalone war dieses Feature noch nicht möglich.
5G Standalone im Campusnetz
Zuletzt lassen sich im 5G Standalone Netz auch private Mobilfunknetze aufbauen, z. B. für ein Firmengelände oder einen Universitätscampus (deswegen auch häufig Campus-Netze genannt). Diese Campusnetze bieten eine maximale Kontrolle, Datensouveränität und Sicherheit. Mehr zu diesem Thema können Sie hier nachlesen.
Im Kosmos intelligenter Messsysteme und des Smart Meter Rollouts ermöglicht die 5G Standalone Technologie also die Fernablesung der Zählerdaten nahezu in Echtzeit, ein dynamisches Lastenmanagement, bei dem Netzbetreiber auf Verbrauchsmuster reagieren können, sowie die Integration dezentraler Energieerzeuger, also von den privaten Photovoltaik- oder Windkraftanlagen der Verbraucher. Speziell für den letzten Punkt bietet 5G Standalone die zuverlässige und Kommunikation zwischen Elementen der Netzsteuerung und den Geräten der dezentralen Energieerzeugung.
Die Herausforderungen von 5G Standalone in der Energiewirtschaft
Trotz der Vorteile steht der flächendeckende Rollout von 5G Standalone erst noch am Anfang. Das ist vor allem dadurch bedingt, dass vollständige Ausbau insbesondere im ländlichen Raum mit hohen Kosten verbunden ist. Außerdem müssen viele Lösungen noch standardisiert werden, um sicherzustellen, dass die Lösungen auch langfristig sicher funktionieren. Zuletzt muss für die Übertragung von Mess- und Steuerdaten ein hoher Sicherheitsstandard konsequent umgesetzt werden.
Unser Fazit zu 5G Standalone
Durch den technologischen Fortschritt der 5G Technologie wird speziell 5G Standalone eine zentrale Rolle in der Zukunft der Energiewirtschaft spielen. 5G Standalone kann dort als essenzielles Werkzeug genutzt werden, um die Herausforderungen der Anzahl der Geräte aber auch in den Bereichen der Netzstabilität, Automatisierung und Digitalisierung zu meistern. 5G Non-Standalone kann als Übergangslösung verstanden werden, doch die technologischen Vorteile konzentrieren sich speziell in der alleinstehenden Variante der Funktechnologie – sowohl im Smart Metering als auch in der gesamtheitlichen Netzsteuerung.
