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Die Einführung privater 5G-Netzwerke stellt einen bedeutenden Fortschritt für Unternehmen dar, die eine dedizierte, sichere und leistungsstarke Konnektivität benötigen. Diese Netzwerke sind speziell auf die Anforderungen einzelner Organisationen zugeschnitten und bieten im Vergleich zu öffentlichen 5G-Netzwerken oder Wi-Fi eine verbesserte Kontrolle, extrem niedrige Latenzzeiten und eine erweiterte Abdeckung. Insbesondere in Branchen wie der Fertigung, Logistik und Energieversorgung, wo Automatisierung und Echtzeitbetrieb von entscheidender Bedeutung sind, erweisen sich private 5G-Lösungen als transformative Technologie. Die Implementierung dieser fortschrittlichen Netzwerke in Umgebungen mit begrenztem Platzangebot und eingeschränkter Stromversorgung birgt jedoch spezifische Herausforderungen, die innovative Lösungsansätze erfordern.
Die Bereitstellung privater 5G-Netzwerke in räumlich beengten Umgebungen erfordert oft einen Kompromiss zwischen Leistung und physischem Platzbedarf. Während die Industriestrategie häufig private 5G-Netzwerke zur Unterstützung von Automatisierung und Datensouveränität vorsieht, stoßen viele Rollouts an ihre Grenzen, wenn Rechenzentrums-Hardware in Einzelhandelsfilialen oder kleinen Produktionsstätten untergebracht werden muss. Die Herausforderung liegt nicht nur in der Konnektivität selbst, sondern auch im erforderlichen Infrastruktur-Overhead. Zweigstellen und abgelegene Industriestandorte verfügen selten über die nötige Fläche oder das Energiebudget, um herkömmliche Server-Racks aufzunehmen. Betreiber sind daher bestrebt, den Stromverbrauch zu minimieren, um Kühlkosten zu kontrollieren, während sie gleichzeitig die niedrige Latenz liefern, die für moderne Anwendungen unerlässlich ist.
Ji-Yun Seol, Executive VP und Head of Product Strategy, Networks Business bei Samsung, beschreibt diese Problematik: „Wenn Sie an der Bereitstellung und dem Betrieb privater Netzwerke für Unternehmen beteiligt sind, kennen Sie möglicherweise diese Kluft zwischen Versprechen und Praktikabilität – eine Herausforderung, der Systemintegratoren, Managed Service Provider und Betreiber oft begegnen.“ Um diese Lücke zu schließen, bewegen sich Unternehmen von proprietären Hardware-Stacks hin zu virtualisierten Architekturen, die mit bestehenden Computerressourcen koexistieren können.
Als Antwort auf die Herausforderungen der Dichte hat Samsung eine "Network in a Server" (NIS)-Konfiguration entwickelt. Diese Lösung konsolidiert private Netzwerkfunktionen – einschließlich des mobilen Kerns, des Funkzugangsnetzes (RAN), des Transports und von KI-Agenten – auf einer einzigen Plattform. Diese Architektur verzichtet auf spezialisierte Telekommunikationshardware zugunsten eines softwaregesteuerten Modells, das auf handelsüblichen (COTS) Servern läuft. Durch die Virtualisierung containerisierter Netzwerkfunktionen entfällt die Notwendigkeit separater physischer Geräte. Stattdessen werden Standard-Computerressourcen genutzt, um Netzwerkoperationen und Edge-KI-Dienste gleichzeitig auszuführen.
Dieser Übergang zu Allzweck-Hardware verändert die Wirtschaftlichkeit der Bereitstellung. Eine Reduzierung der physischen Ausrüstungsanzahl senkt die Logistikkosten für den Versand, den Bedarf an Rack-Platz und den gesamten Stromverbrauch. Für Unternehmen führt diese Konsolidierung zu geringeren Betriebskosten und einem vereinfachten Support-Modell mit einem einzigen Ansprechpartner. Samsung nutzt dabei seine Erfahrung in der Virtualisierung von Makrozellenkomponenten für diese unternehmensgerechte Implementierung.
Die Leistung eines privaten 5G-Netzwerks auf einem einzelnen Server hängt von der zugrunde liegenden Siliziumtechnologie ab. Samsung hat hierfür mit AMD, Supermicro und Wind River zusammengearbeitet, um das NIS-Ökosystem zu entwickeln. Die Plattform nutzt eine AMD EPYC 8000 Server-CPU. Diese Integration markiert die kommerzielle Einführung von Samsungs virtualisiertem Portfolio auf AMD-Prozessoren. Die Serverkonfiguration unterstützt GPUs neben der CPU, wodurch die Hardware spezifische vRAN-Verarbeitungslasten bewältigen und gleichzeitig Kapazität für KI und Echtzeitanalysen reservieren kann.
Die direkte Einbettung von KI-Funktionen in den Netzwerkserver ermöglicht die lokale Datenverarbeitung. Diese Architektur ist für Umgebungen, die sofortige Reaktionsfähigkeit erfordern, unerlässlich, da sie die Latenz durch die Vermeidung von Datenrundreisen zu einer zentralen Cloud reduziert. Die lokale Datenspeicherung unterstützt zudem die Einhaltung von Vorschriften für Regierungsbehörden und Institutionen mit strengen Sicherheitsauflagen vor Ort.
Samsung hat das private 5G-System anhand industrieller Szenarien validiert, die Reaktionszeiten im Millisekundenbereich erfordern. Diese Anwendungsfälle basieren auf sofortiger Analyse, bei der Latenz ein operatives Risiko darstellt:
Mit der Beschleunigung der KI-Einführung in industriellen Umgebungen werden diese Dienste zu zentralen Bestandteilen der nächsten Generation von Operationen. Das Betreiben physischer KI und anderer Anwendungen auf derselben Infrastruktur, die für die Konnektivität genutzt wird, ermöglicht es Unternehmen, Geschäftsmodelle jenseits der Standardzugangsgebühren zu erkunden. Die Kombination von Netzwerk- und Computerressourcen bietet eine Methode zur Bereitstellung von privatem 5G an Standorten, die zuvor aufgrund von Platz- oder Energiebeschränkungen ausgeschlossen waren. Die Reduzierung der physischen Komplexität ermöglicht es Organisationen, sich auf Anwendungen zu konzentrieren, die die Effizienz steigern, anstatt die unterstützende Hardware zu verwalten.
Die Konvergenz von RAN- und KI-Computing auf einem einzigen Server verändert die ROI-Berechnung für privates 5G. Sie reduziert die Bereitstellungshemmnisse, die durch Platz- und Energiebeschränkungen an Edge-Standorten wie Einzelhandelsfilialen oder kleinen Fabriken verursacht werden. Eine erfolgreiche Implementierung erfordert jedoch die Bewertung, ob eine Einzelserver-Architektur eine ausreichende Redundanz für geschäftskritische Operationen bietet, verglichen mit traditionellen Multi-Node-Setups.
Private 5G-Netzwerke transformieren die Konnektivität in Unternehmen, indem sie dedizierte, sichere und leistungsstarke Mobilfunksysteme bereitstellen, die auf die individuellen Anforderungen zugeschnitten sind. Im Gegensatz zu öffentlichen 5G-Netzen oder Wi-Fi bieten private 5G-Netzwerke eine deutlich höhere Kontrolle, extrem niedrige Latenzzeiten und eine verbesserte Abdeckung.
Ein wesentliches Merkmal privater 5G-Netzwerke ist die Fähigkeit, sensible Daten innerhalb der Unternehmensgrenzen zu halten. Der Nutzer-Plane, über den der eigentliche Datentransfer stattfindet, verbleibt vor Ort, wodurch verhindert wird, dass kritische Informationen über öffentliche Netzwerke übertragen werden. Dies ist besonders wichtig für Unternehmen, die proprietäre Fertigungsdaten, Kundendaten oder Betriebsdaten verwalten, die den Datenschutzbestimmungen entsprechen müssen. Private 5G-Netzwerke verwenden SIM-basierte Authentifizierung, um den Gerätezugriff zu kontrollieren, und alle Signalisierungs- und Datenverkehr werden verschlüsselt. Netzwerkslicing ermöglicht die Schaffung isolierter virtueller Segmente mit maßgeschneiderten Sicherheitsrichtlinien für spezifische Abteilungen oder Anwendungen.
Private 5G bietet dank Funktionen wie Mini-Slots, grant-free Transmissions und schnellem HARQ extrem niedrige Latenzzeiten, oft im Millisekundenbereich. Dies ist ideal für Anwendungen wie Automatisierung und Augmented Reality, bei denen die Latenz konstant unter der für effektive Nutzung erforderlichen Schwelle von 33 Millisekunden bleibt. Die Konnektivität für mobile Geräte ist dank Soft Handoffs zwischen Zugangspunkten nahtlos, was für autonome Roboter und Drohnen auf großen Industriegeländen unerlässlich ist. Ein einzelner privater 5G-Zugangspunkt kann Tausende von IoT-Verbindungen unterstützen, was ihn ideal für Umgebungen mit vielen Sensoren macht. Die Einführung von Time-Sensitive Networking (TSN) in 5G Release 16 verbessert die industrielle Automatisierung weiter, indem es synchronisierte Kommunikation sicherstellt.
Private 5G-Netzwerke bieten Unternehmen ein hohes Maß an Kontrolle und Flexibilität. Durch fortschrittliches Slicing und Quality of Service (QoS)-Parameter können geschäftskritische Aufgaben priorisiert werden. Flexible Bereitstellungsmodelle, von vollständig im Besitz befindlichen Netzwerken bis hin zu Hybrid-Setups oder "as-a-Service"-Modellen, bieten Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche IT-Ressourcen und Budgets. Spektrumoptionen ermöglichen die Nutzung von lizenziertem Spektrum für kritische Aufgaben und nicht-lizenziertem Spektrum für weniger kritische Kommunikation. Die Infrastruktur ist zudem hoch skalierbar und kann von kleinen Innenraum-Installationen bis hin zu weitläufigen Außenbereichen reichen. Phasenweise Bereitstellungsstrategien erlauben eine progressive Erweiterung der Abdeckung mit wachsendem Bedarf.
Private 5G-Netzwerke erweisen sich branchenübergreifend als entscheidender Faktor, der zu verbesserter Effizienz, erhöhter Sicherheit und besserem Kostenmanagement führt. Verschiedene Sektoren nutzen diese Technologie, um reale Herausforderungen zu bewältigen.
Fertigungsanlagen profitieren enorm von der Fähigkeit privater 5G-Netzwerke, eine hohe Dichte an Geräten mit extrem niedriger Latenz zu handhaben. Ein einziges Netzwerk kann bis zu 1 Million Geräte pro Quadratkilometer verwalten – von Sensoren und Roboterarmen bis hin zu autonomen Transportfahrzeugen (AGVs) und speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS). Durch den Verzicht auf Kabel können Hersteller die Verkabelungskosten um 95 % senken, die Entscheidungsfindung um 80 % beschleunigen und die Gesamtproduktion um 7–12 % steigern.
Ein herausragendes Merkmal ist das Netzwerkslicing, das es Herstellern ermöglicht, dedizierte virtuelle Kanäle für kritische Operationen zu schaffen. So können beispielsweise Bildverarbeitungssysteme und Robotersteuerungen gegenüber weniger dringenden Kommunikationen priorisiert werden. Prädiktive Wartung ist eine weitere leistungsstarke Anwendung, bei der Sensoren den Zustand von Geräten in Echtzeit überwachen, um potenzielle Ausfälle vor kostspieligen Stillstandszeiten zu erkennen. Für mobile Roboter wie AGVs gewährleistet die deterministische Mobilität reibungslose Übergaben zwischen Abdeckungsbereichen, was in dynamischen Produktionsumgebungen unerlässlich ist.
Private 5G revolutioniert auch die Logistik, insbesondere in großen Lagerhallen und Außenbereichen, wo zuverlässige Konnektivität unerlässlich ist. Ein Beispiel ist CJ Logistics, Südkoreas größter Paketlieferdienst. Im Jahr 2024 ersetzten sie an ihrem Hub in Icheon City rund 300 Wi-Fi-Zugangspunkte durch nur 22 5G-Small Cells. Diese Aufrüstung unterstützte autonome Transportfahrzeuge, mobile Roboter und über 100 Handscanner. Das Ergebnis war eine 15%ige Reduzierung der Infrastrukturkosten und eine 20%ige Steigerung der Scanproduktivität durch die Eliminierung von Verzögerungszeiten. Da weniger Zugangspunkte erforderlich sind, werden sowohl Kapital- als auch Wartungskosten reduziert. Private 5G gewährleistet zudem eine reibungslose Konnektivität für mobile Assets wie automatisierte Gabelstapler und Inventurroboter. Die Echtzeit-Datensynchronisation ermöglicht es Lagerverwaltungssystemen, Bestandszahlen präzise zu halten und Kommissionierrouten sofort zu optimieren.
Im Energiesektor wird private 5G zur Überwachung und Steuerung kritischer Infrastrukturen an abgelegenen oder gefährlichen Standorten eingesetzt. Sensoren an Umspannwerken, Pipelines und Windturbinen senden Echtzeitdaten an Kontrollzentren, was prädiktive Wartung ermöglicht und den Bedarf an riskanten manuellen Inspektionen reduziert. Automatisierte Drohneninspektionen von Stromleitungen und Pipelines – unterstützt durch hochbandbreitiges 5G – bieten erhebliche Kosteneinsparungen. Die Netzautomatisierung profitiert von Ultra-Reliable Low Latency Communication (URLLC), die die sekundenschnellen Reaktionszeiten unterstützt, die für die Fernsteuerung von Schaltern und Aktoren in erneuerbaren Energiesystemen erforderlich sind. Mit der Kapazität, bis zu 1 Million IoT-Sensoren pro Quadratkilometer zu unterstützen, können Versorgungsunternehmen ihre weitläufigen Infrastrukturnetzwerke umfassend überwachen. Datensicherheit hat höchste Priorität für Versorgungsunternehmen, die kritische nationale Infrastrukturen verwalten. Private 5G stellt sicher, dass sensible Betriebsdaten vor Ort verbleiben, geschützt durch SIM-basierte Authentifizierung und End-to-End-Verschlüsselung. Netzwerkslicing erhöht die Zuverlässigkeit weiter, indem es virtuelle Kanäle für den wesentlichen Netzsteuerungsverkehr dediziert und so sicherstellt, dass diese Kommunikationen priorisiert werden.
Die Auswahl des richtigen Bereitstellungsmodells für private 5G-Netze hängt von den technischen Anforderungen und Geschäftszielen Ihrer Organisation ab. Verschiedene Optionen bieten unterschiedliche Grade an Kontrolle, Spektrumszugang und operativer Verantwortung.
Standalone Non-Public Networks (SNPN) bieten vollständige Kontrolle, da Unternehmen alle Geräte, private Clouds und das Spektrum selbst besitzen. Dieses Setup eignet sich besonders für Unternehmen mit robusten IT-Teams und einem starken Fokus auf Datensouveränität. Eine weitere Option sind Public Network Integrated Non-Public Networks (PNI-NPN), die die Infrastruktur von Betreibern nutzen, was die Komplexität reduziert und Roaming vereinfacht. Für Organisationen mit begrenzten IT-Ressourcen ist Private 5G as a Service (NaaS) eine praktische Wahl, bei der Bau und Management des Netzwerks an spezialisierte Anbieter ausgelagert werden, wodurch anfängliche Kapitalinvestitionen entfallen.
Die Wahl des Spektrums spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle für Abdeckung und Leistung:
Nach der Auswahl von Bereitstellungsmodell und Spektrum ist die Integration von privatem 5G in bestehende IT-Systeme der nächste Schritt. Time-Sensitive Networking (TSN), eingeführt in 3GPP Release 16, ist hierbei ein wichtiger Enabler. TSN ermöglicht 5G eine deterministische, latenzarme Kommunikation innerhalb industrieller Ethernet-Netzwerke und überbrückt die Lücke zwischen drahtlosen und drahtgebundenen Systemen. Um bestehende Operationen nicht zu stören, empfiehlt sich ein phasenweiser Ansatz. Private 5G ist als Ergänzung zu bestehenden Wi-Fi-Netzwerken konzipiert, wobei Wi-Fi für allgemeine Bürokonnektivität und 5G für Szenarien mit hoher Dichte, Mobilität oder geschäftskritischen Anforderungen eingesetzt wird.
Für ein effektives Kostenmanagement ist eine technische Machbarkeitsstudie und die Berechnung der Gesamtbetriebskosten (TCO) ratsam. NaaS-Modelle können anfängliche Ausgaben reduzieren, oft mit Abonnementgebühren, die bei null für die Infrastruktur beginnen. Für kritische Operationen sollte lizenziertes Spektrum genutzt werden, während nicht-lizenziertes Spektrum für weniger kritische Kommunikationen kostengünstige Skalierung bietet. Hybrid-Cloud-Modelle reduzieren den Bedarf an umfangreicher lokaler Hardware. Automatisierung spielt ebenfalls eine Rolle im Kostenmanagement, da KI- und maschinelles Lernen-basierte Lifecycle-Management-Tools Vorfälle vorhersagen und verhindern können. Bei Anwendungen, die Mobilität über das Unternehmensgelände hinaus erfordern, ist die nahtlose Interoperabilität mit öffentlichen Netzen entscheidend.
Private 5G-Netzwerke gestalten die Zukunft der digitalen Transformation maßgeblich mit. Sie bieten eine beispiellose Zuverlässigkeit, Sicherheit und Flexibilität für Anwendungen der Industrie 4.0. Von der Steuerung autonomer mobiler Roboter bis hin zur Ermöglichung von Echtzeit-Digital-Twins bieten sie Fähigkeiten, die weit über die älterer drahtloser Systeme hinausgehen. Diese technischen Stärken führen zu realen operativen Vorteilen in verschiedenen Branchen.
Unternehmen, die private 5G einführen, berichten von schnelleren Entscheidungen und verbesserter operativer Effizienz, was beeindruckende Renditen ihrer Investitionen zeigt. Die wachsende Bedeutung dieser Technologie hat zur Entwicklung flexibler, servicebasierter Bereitstellungsmodelle geführt. Ansätze wie "Network-as-a-Service" eliminieren anfängliche Kosten und bieten eine vollständig verwaltete und skalierbare Lösung, die einen einst komplexen und kostspieligen Prozess vereinfacht.
Mit ihrem Potenzial, industrielle Abläufe zu revolutionieren und die Effizienz zu steigern, werden private 5G-Netzwerke zu einem unverzichtbaren Bestandteil moderner Unternehmen. Verzögerungen durch veraltete Konnektivität können vermieden werden, indem Unternehmen maßgeschneiderte private 5G-Lösungen erkunden und ihre Betriebsabläufe auf ein neues Niveau heben.
Privates 5G zeichnet sich durch starke Sicherheitsmerkmale aus, da es auf einem dedizierten Spektrum operiert, das vollständig vom Unternehmen verwaltet wird. Durch SIM-basierte Authentifizierung können nur autorisierte Geräte eine Verbindung zum Netzwerk herstellen. Zusätzlich gewährleistet es eine End-to-End-Verschlüsselung, die Daten während der Übertragung schützt. Öffentliches 5G hingegen nutzt gemeinsam genutztes Spektrum, was Netzwerke anfälliger für potenzielle Bedrohungen machen kann. Wi-Fi basiert auf offenen, nicht-lizenzierten Bändern und ist daher anfälliger für Störungen, Abhören und unbefugten Zugriff. Durch die Wahl von privatem 5G erhalten Unternehmen eine strengere Kontrolle darüber, wer auf ihr Netzwerk zugreift und wie ihre Daten geschützt werden, was es zu einer ausgezeichneten Option für Umgebungen macht, in denen Sicherheit Priorität hat.
Private 5G-Netzwerke können auf verschiedene Weisen eingerichtet werden, die jeweils eine einzigartige Mischung aus Kontrolle, Spektrumszugang und operativer Verantwortung bieten:
Diese Bereitstellungsmodelle ermöglichen es Unternehmen, ihre privaten 5G-Netzwerke an spezifische Anforderungen anzupassen, sei es für industrielle Automatisierung, Logistik oder Operationen im Energiesektor.
Privates 5G bietet Unternehmen ein dediziertes Mobilfunknetzwerk, das darauf ausgelegt ist, Zehntausende von IoT-Geräten an einem einzigen Standort zu unterstützen. Im Gegensatz zu Wi-Fi oder älteren 4G-Netzwerken bietet privates 5G einen exklusiven Spektrumszugang, wodurch Störungen durch öffentliche Netze vermieden werden. Dies stellt sicher, dass das Netzwerk eine hohe Gerätedichte bewältigen kann, während es extrem niedrige Latenzzeiten (oft unter 20 ms) beibehält und eine konsistente Bandbreite für Operationen liefert, die Echtzeitreaktion erfordern. Mit integriertem Edge Computing erfolgt die Datenverarbeitung lokal, wodurch die Belastung der zentralen Netzwerke reduziert und schnellere Entscheidungen ermöglicht werden. Dies macht privates 5G ideal für die Verwaltung von IoT-Ökosystemen wie autonomen Fahrzeugen, Drohnen, Robotik und tragbarer Technologie in Umgebungen wie Fabriken, Lagerhäusern oder Energieanlagen. Seine sichere Authentifizierung, End-to-End-Verschlüsselung und 99,99%ige Betriebszeit gewährleisten eine zuverlässige und sichere Verbindung und ebnen den Weg für fortschrittliche Anwendungen wie prädiktive Wartung, Echtzeitanalysen und autonome Logistik.
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