Der Mobilfunkstandard 5G ist aktuell in aller Munde. Wir klären auf, was 5G eigentlich ist und welche Vorteile die Mobilfunktechnologie mit sich bringt.

Eine kurze Mobilfunkgeschichte

Mithilfe der ersten Generation des Mobilfunks (1G) war es erstmals möglich von unterwegs aus zu telefonieren. Durch 2G konnten wir zum ersten Mal per SMS mit anderen Nutzern kommunizieren. 3G erlaubte schnellere Übertragungsraten und erlaubte somit unter anderem Videotelefonie. Mit 4G wurde die Datengeschwindigkeit nochmals stark erhöht, sodass wir heute unterwegs problemlos hochauflösende Videos auf unseren Smartphones betrachten können. Doch was kann die fünfte Generation der Mobilfunktechnologie?

Was ist 5G und welche Vorteile bietet es?

5G ist die fünfte Generation der Mobilfunktechnologie und soll eine Reihe von Verbesserungen mit sich bringen. Im Gegensatz zu Smartphones und anderen elektronischen Geräten nutzt die Technologie nicht nur die Frequenzen von 3 KHz bis 6 GHz, sondern setzt auf einen Hochfrequenzbereich von bis zu 300 GHz.

Technologie1G2G3G4G5G
Beginn / Einsatz1970/19841980/19991990/20022000/20102014/2020
BandbreitekAbis zu 220 kBit/sbis zu 42,2 MBit/sbis zu 1.000 Mbit/sbis zu 10.000 Mbit/s
Frequenzbereich (Deutschland)450 MHz900-1.880 MHz890-2.170 MHz700-2.600 MHz3.400-3.800 MHz, 26 GHz

Im Grunde soll die neue Mobilfunktechnologie vor allem in den Bereichen Geschwindigkeit und Latenzzeit eine wesentliche Verbesserung darstellen. Zwar können wir bereits unterwegs in der Regel problemlos Full HD-Filme streamen, allerdings wären mit einer zehn Mal so schnellen Verbindung mit bis zu 20 Gbit/s deutlich mehr Einsatzzwecke denkbar: Filme in Sekunden herunterladen, Live-Events in VR anschauen und Multiplayer Gaming ohne spürbare Verzögerung sind nur einige Möglichkeiten, die mit 5G Realität werden dürften.

5G TechnologieDie neue Technologie soll eine Vielzahl an Vorteilen mit sich bringen (Bild: Qualcomm)

Eine weitere wichtige Verbesserung sind die geringen Latenzzeiten von 5G. Es sollen Pings von einer Millisekunde möglich sein, die zum einen Gamer erfreuen werden, aber auch in vielen anderen Bereichen neue Möglichkeiten schaffen werden. Selbstfahrende Autos könnten in Echtzeit miteinander kommunizieren, Events können live in VR mitverfolgt werden und smarte Geräte arbeiten ohne Verzögerung miteinander. Nicht nur das Autofahren könnte automatisiert werden, auch das komplette Cockpit wäre interaktiv und würde sich den Wünschen und Bedürfnissen der Passagiere anpassen, wie in dem untenstehenden Bild dargestellt. Außerdem könnte auch der Gesundheitsbereich durch die neue Mobilfunktechnologie revolutioniert werden. Beispielweise könnten Diabetiker über ein spezielles Armband ihren Blutzuckerspiegel in Echtzeit angezeigt und anschließend empfohlenen Maßnahme aufgeführt bekommen.

5G TechnologieSo könnte das Cockpit der Zukunft mit Hilfe von 5G aussehen (Bild: Qualcomm)

Smartphones und andere elektronischen Geräte nutzen aktuell einen sehr spezifischen Frequenzbereich von 3 kHz bis 6 GHz. Dieser Frequenzbereich stößt langsam an seine Grenzen, da täglich neue Geräte hinzukommen, die ebenfalls diesen Bereich nutzen. Aus diesem Grund nutzt die 5G-Mobilfunktechnologie einen anderen Frequenzbereich als die meisten Geräte.

Die Technologie hinter dem neuen Mobilfunkstandard

5G nutzt im Grunde zwei Frequenzbereiche ober- und unterhalb von 6 GHz. Im Niedrigfrequenzbereich können die bereits bestehenden Mobilfunk- und WLAN-Bänder genutzt werden. In diesem Bereich soll 5G 25 bis 50 Prozent schneller sein als LTE. Außerdem können diese Netzwerke einen gleich großen Bereich abdecken und benötigen daher keine zusätzlichen Funkmaste.

 

5G BandsHohe Frequenzen über 6 GHz sind als Millimeterwellen bekannt (Bild: Qualcomm)

Um das volle Potenzial von 5G zu entfachen, werden Frequenzen in viel höheren Bereichen bis zu 300 GHz benötigt. Diese sind auch als Millimeterwellen (mmWave) bekannt. In den unteren Frequenzen sind relativ schmale Kanäle vorhanden, da der Bereich sehr stark genutzt wird. In hohen Frequenzbereichen, beispielweise von 28 Gigahertz und 39 Gigahertz, ist hingegen noch ein breites Spektrum an großen Kanälen mit sehr hohen Geschwindigkeiten vorhanden.

5G AuktionDieses Jahr werden die Frequenzen für 5G in Deutschland versteigert (Bild: Qualcomm)

Diese Frequenzen wurden zwar bereits in der Vergangenheit für kommerzielle Zwecke verwendet, konnten aber bislang durch den Mangel an Rechenleistung und passenden Antennen noch nicht für die breite Masse bereitgestellt werden. Das Problem bei den Millimeter-Wellen ist jedoch, dass das Signal nur eine geringe Distanz abdeckt, wodurch eine höhere Anzahl an speziellen Sendemasten vonnöten ist.

5G BasisstationenDie Reichweite von Millimeterwellen ist wesentlich kürzer als LTE (Bild: Qualcomm)

Zusätzlich können Millimeterwellen nur sehr schwierig durch Hindernisse gelangen, wodurch das bisherige System mit wenigen, hohen Sendemasten bei 5G nicht mehr funktionieren würde. Die Mobilfunkanbieter müssen daher eine große Anzahl an kleineren und niedrigeren Basisstationen installieren, um die Nutzer mit der neuen Mobilfunktechnologie zu versorgen.

Voraussetzungen für 5G

Um 5G nutzen zu können, muss das Smartphone den Mobilfunkstandard untersützen. Erste Smartphones wurden bereits angekündigt, darunter das Xiaomi Mi Mix 3 in der 5G-Variante. Motorola hat hingegen ein 5G-Modul für das Moto Z3 angekündigt. Qualcomm hat mit dem Snapdragon 855 bereits einen 5G-fähigen Smartphone-Prozessor sowie passende Antennenmodule vorgestellt.

Das Moto Z3 benötigt ein zusätzliches Modul, um im 5G-Mobilfunknetz funken zu können.

Zusätzlich können Hersteller das XR50-Modem einbauen, um ein Gerät jetzt schon 5G-fähig zu machen. Die ersten 5G-Smartphones werden voraussichtlich Anfang 2019 erscheinen, allerdings wird das Privileg wohl vorerst nur den Top-Modellen der Hersteller vorbehalten bleiben.

Wann startet die neue Mobilfunktechnologie in Deutschland?

Die 5G-Mobilfunktechnologie hat ein riesiges Potenzial und könnte unser Leben in vielen Bereichen revolutionieren. Einige Hersteller von Smartphones haben bereits angekündigt, dass sie im kommenden Jahr Geräte mit 5G-Unterstützung auf dem Markt bringen wollen. Auch Mobilfunkanbieter wie die Telekom haben bereits verkündigt, dass sie 5G aktuell testen und bis 2020 ein funktionierendes Netz fertigstellen wollen. Fraglich ist jedoch, wie schnell der Ausbau gerade in Deutschland wirklich stattfinden wird und welche Datenpläne die Mobilfunkanbieter anbieten werden. Durch die geringe Reichweite dürfte die neue Mobilfunkgeneration daher vorerst primär in den Städten ausgebaut werden.


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