Noch ist 5G nicht großflächig in Deutschland verfügbar, doch schrittweise wird der neue Mobilfunkstandard zur Realität. Nach jahrelanger Entwicklung und endlosen Marketing-Versprechen rückt die nächste Mobilfunkgeneration nun in greifbare Nähe.

Was ist 5G überhaupt und was passiert mit 4G, 3G und 2G?

5G ist der neueste Mobilfunkstandard und löst 4G beziehungsweise LTE ab. 4G bleibt für lange Zeit weiterhin bestehen, da 5G anfangs nicht ohne die gewisse Infrastruktur von 4G funktioniert (NSA = Non-Standalone-Modus). Sofern der grundlegende Ausbau von 5G erfolgt ist, kann auch ein alleinstehender Betrieb erstrebt werden (SA = Standalone-Modus). Während die Netzbetreiber 3G im Zuge des 5G-Ausbaus im Jahre 2021 hierzulande schrittweise abschalten werden, bleibt 2G weiterhin als notwendiger Fallback bestehen.

Gegenüber 4G bietet 5G weitaus höhere Datenraten beziehungsweise Geschwindigkeiten im Up- und Download sowie niedrigere Latenzzeiten. Während das Geschwindigkeitsplus im Vergleich zu LTE zu Beginn wohl meist gering ausfällt (mit Sub 6 und NSA), erreicht der neue Standard theoretisch Gigabit-Geschwindigkeiten (mit mmWave und SA). Letztere lassen sich allerdings nur auf einer besonders hohen Sendefrequenz erreichen, was zur Folge hat, dass die Reichweite dann entsprechend gering ausfällt.

Zudem erfordert ein neuer Funkstandard natürlich auch die nötige Empfangsunterstützung in Form von neuen Modems und Antennenlösungen. Für den normalen Nutzer bedeutet dies in erster Linie die Anschaffung eines neuen Smartphones, das 5G unterstützt. Stand 2020 gibt es bereits zahlreiche Optionen auf dem Markt, wenngleich die Verbreitung dieser 5G-Handys aktuell nur langsam voranschreitet. Mittlerweile gibt es immerhin günstige Optionen, wie etwa das Moto G 5G Plus. Alleine in der ersten Jahreshälfte 2020 haben wir bereits zahlreiche Smartphones mit 5G-Unterstützung getestet. Wir haben euch folgend die entsprechenden Testberichte aufgelistet:

Merkmale von 5G

5G ist auf drei verschiedenen Funkfrequenzspektren einsetzbar: in einem kleinen Bereich unter 1 GHz, im Bereich unter 6 GHz (Sub 6) und im Mikrowellenbereich weit über 6 GHz, konkret ab etwa 24 GHz.

  • Im Niedrigfrequenzbereich (< 1 GHz) sind Geschwindigkeiten von circa 100 Mbps möglich, doch dafür ist die Reichweite besonders hoch.
  • Im mittleren Spektrum unter 6 GHz liegen die Datenraten bei circa 1 Gbps, doch bereits in diesem Frequenzbereich nimmt die Signalstärke durch Hindernisse wie Gebäude deutlich ab. Durch Massive MIMO und Beamforming kann diesem Signalverlust etwas entgegengewirkt werden.
  • 5G erreicht im Hochfrequenzspektrum die höchsten Datenraten von bis zu 10 Gbps und die niedrigste Latenz. Aufgrund der hohen Sendefrequenz fällt die Reichweite allerdings sehr gering aus.

Die Latenzzeiten liegen im Optimalfall bei nur einer Millisekunde. Außerdem steigt die Kapazität im Vergleich zu 4G immens. Pro 5G-Zelle können bis zu einer Million Geräte abgedeckt werden – bei 4G sind gerade mal 200 gleichzeitig  verbundene Geräte möglich. Theoretisch können sogar intelligente, autonome Fahrzeuge über 5G mit anderen Fahrzeugen und einer smarten Infrastruktur (etwa Ampeln) in Echtzeit kommunizieren. Für die Industrie dürfte abseits der hohen IoT-Freundlichkeit auch die niedrige Latenz zum Fernsteuern großer Maschinen wichtig sein.

5G Bands

Bild: Qualcomm

Der Nachfolger von LTE kann sehr viel schneller Daten übertragen – theoretisch bis zu 100x schneller. Die Geschwindigkeit variiert allerdings stark und kann aktuell zuweilen auch nur etwas schneller als 4G sein. Auch als Ersatz für Kabel-Anschlüsse ist 5G in ländlichen Regionen denkbar.

Jede Mobilfunkgeneration brachte einen deutlichen Fortschritt mit sich. Während die erste Generation die Analog-Telefonie einführte, erlaubte 2G Digital-Telefonie und SMS. Mit 3G folgte dann der mobile Datenempfang und 4G brachte mobiles Internet, wie wir es heute kennen, mitsamt Musik- und Videostreaming. Welchen besonderen Nutzen 5G abseits der höheren Geschwindigkeiten bringen wird, ist zurzeit noch unklar. Im Fokus stehen aktuell beispielsweise Cloud-Gaming und Cloud-Computing.

Alles rund um 5G in Deutschland

Im Juni 2019 wurde die von der Bundesnetzagentur ausgeführte Auktion der 5G-Frequenzen abgeschlossen. Frequenzblöcke zwischen 2 und 3,6 GHz wurden an die Deutsche Telekom, Vodafone, Telefónica (O2) und 1&1 Drillisch für insgesamt 6,5 Milliarden Euro versteigert. Die entsprechenden Frequenzen im 2-GHz-Bereich können für 5G allerdings erst zwischen 2020 und 2025 genutzt werden, da sie aktuell noch von UMTS (3G) belegt sind.

Das gesamte Mobilfunknetz Deutschlands wird für 5G um- beziehungsweise ausgebaut, was voraussichtlich mehrere Jahre in Anspruch nehmen wird, bis ein flächendeckender 5G-Empfang gewährleistet ist. Aufgrund der höheren Übertragungsgeschwindigkeiten wird in der Regel auch der Datenverbrauch bei 5G-Nutzung drastisch steigen, weshalb es im Zuge dessen neue Tarife mit unbegrenztem Datenvolumen geben wird / gibt.

Die Auktion für das mmWave-Spektrum (24-100 GHz) steht noch aus. Im mittleren Frequenzbereich beträgt die Reichweite pro Funkmast aktuell 700 bis 1.000 Meter. Bestehende Antennen werden aufgerüstet, aber die Netzbetreiber müssen auch viele neue Funkzellen bauen.

Dynamic Spectrum Sharing: Die großflächige Lösung

Mit DSS (Dynamic Spectrum Sharing) können LTE und 5G gleichzeitig in einem Frequenzband genutzt werden. Zudem lässt sich die Technologie auch bei bestehenden Antennen und Sendemasten kostengünstig implementieren. Damit soll sich der neue Mobilfunkstandard flächendeckend ausbreiten, vor allem in ländlichen Gebieten. Leichte Verbesserungen des LTE-Signals gibt es dadurch ebenfalls. Somit wird 3G auch auf dem Land obsolet. Durch DSS wird außerdem in einigen Gemeinden per 5G-Hotspots (etwa GigaCube) sogar eine schnellere Internetverbindung ermöglicht.

Die Deutsche Telekom setzt DSS bei 2,1 GHz ein und nutzt zum Teil dafür bestehende 3G-Frequenzen. Gegenüber 5G im 3,6-GHz-Bereich (n78) bietet der 2,1-GHz-Bereich (n1) zwar keine sonderlich schnelle Geschwindigkeiten (circa 60 MBit/s), dafür aber eine höhere Reichweite von über zwei Kilometern pro Sendemast. Im Peak sind zuweilen max. 300 Mbit/s möglich.

Vodafone nutzt hingegen das LTE-Band 28 für DSS bei 700 MHz (das entspr. 5G-Band heißt dann n28). Im Vergleich zu 5G bei 3,5 GHz spricht das Unternehmen von einer fünfmal höheren Reichweite. Zwischen fünf und acht Kilometer soll ein Sendemast mit DSS im 5G-Netz abdecken. Bestenfalls sei laut Vodafone eine Download-Geschwindigkeit von 200 Mbit/s möglich.

DSS lässt sich nicht mit jedem 5G-Handy nutzen. Aktuell (Stand: Juli 2020) geht dies nur bei Geräten mit einem Snapdragon 865(+), Snapdragon 765(G) oder einem Exynos 990-Prozessor.


Quellen :

Bundesnetzagentur
Telekom
Vodafone


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