Der mobile Datenhunger steigt exponentiell – von Jahr zu Jahr um durchschnittlich 50 Prozent. Aufgrund der stetig wachsenden Begeisterung von mobilem Videostreaming und anderen datenintensiven Diensten ist ein Ende dieser Entwicklung nicht absehbar. Zudem stehen neue Technologien, ob im Transportsektor mit autonomem Fahren (selbstfahrende Autos), Flugtaxis, Industrie 4.0, in den Startlöchern, die über mobile Internetanbindungen realisiert werden. Die neueste Generation des Mobilfunks 5G bietet noch höhere Übertragungsraten und ist daher aktuell in aller Munde.
Die neue Netztechnologie bietet jedoch nicht nur höhere Frequenzen bzw. Geschwindigkeiten zur Datenübertragung als LTE, sondern auch extrem schnelle Reaktionszeiten (Latenz). Damit gibt es mit 5G für Smartphone-Nutzer neue Potentiale und Nutzungsszenarien, wie zum Beispiel bei der Augmented Reality. Doch nicht nur dort, sondern vor allem in der Maschinenkommunikation (M2M) und der Vernetzung von Alltagsgegenständen (IoT – Internet of Things) wird der neue Standard der Netzzukunft eine zentrale Rolle spielen. So wird das Internet der Dinge mit 5G endgültig Wirklichkeit.
Doch was zeichnet die neue Mobilfunktechnologie aus und wie werden die Anwender davon profitieren? Im Folgenden geben wir einen Überblick über die technischen Chancen und Möglichkeiten von 5G.
Die höhere Bandbreite der 5G-Technologie wird durch die Bündelung mehrerer Frequenzbereiche erreicht. So können dem Nutzer mehr Raum für die Datenübertragung zur Verfügung gestellt werden und die Datenrate steigt. Durch das sogenannte Networkslicing können dem einzelnen Nutzer auf die persönlichen Bedürfnisse ausgerichtete Datenraten zur Verfügung gestellt werden. Das Mobilfunknetz wird so gewissermaßen in verschiedene Scheiben (Slices) geschnitten und kann flexibel eingesetzt werden. Dadurch wird es möglich, dem Endverbraucher passgenaue Kapazitäten zuzuweisen und auf Leistungsspitzen individuell zu reagieren. Mithilfe der sogenannten Multi-User-Beachforming-Technologie können die verschiedenen Teilantennen der 5G-Station gezielt angesteuert und dem User zur Verfügung gestellt werden.
Diese Flexibilität bei der Netznutzung spielt bei 5G eine zentrale Rolle, da neben der Vernetzung von Privatkunden auch die Kommunikation zwischen verschiedensten Geräten und Maschinen (M2M) mit dem neuen Netz gewährleistet werden soll. Hierfür sind niedrige Latenzzeiten maßgeblich, die sich in der neuen Technologie niederschlagen. So bietet 5G Reaktionszeiten von unter einer Millisekunde (bei 3G waren es noch ca. 100 Millisekunden), was zu einer schnellen Datenübertragung in Echtzeit führt. Vor allem bei Prozessen, die auf eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung angewiesen sind, wie zum Beispiel beim autonomen Fahren hat die neue Technologie großes Potential.
Um ein 5G Netz aufbauen zu können, ist die Nutzung neuer, bisher ungenutzter Frequenzbänder die wesentliche Voraussetzung. Die Frequenzen hierfür wurden von der Bundesnetzagentur an die vier großen Netzbetreiber versteigert: 1&1, Telekom, Vodafone und o2.
Besonders wichtig sind hierbei die Frequenzblöcke im Bereich 3,6 GHz der Bundesnetzagentur. Über diese Frequenzbänder werden die hohen Geschwindigkeiten realisiert. Die ebenfalls von der Bundesnetzagentur versteigerten Frequenzen im Bereich 2 GHz werden hingegen aktuell auch noch für die UMTS-Technologie (3G) genutzt. Die Frequenzbänder sind teilweise erst ab 2026 verfügbar. Alles zur 3G-Abschaltung erfährst du im verlinkten Artikel.
Als Faustregel gilt: Je höher die Frequenz, desto niedriger die Reichweite. Da die 5G-Frequenzen im Vergleich zu LTE, das auch über das 800 MHz Band funkt, hoch sind, erfolgt der Ausbau des neuen 5G-Mobilfunknetzes zunächst im städtischen Raum. Hier ist es deutlich einfacher viele Menschen auch mit geringen Sendereichweiten zu erreichen, da die Populationsdichte deutlich höher ist. Bis Ende 2022 planen die Netzbetreiber, dass 5G dem Großteil Deutschlands zur Verfügung steht. Da es vor allem auch für industrielle Anwendungen geeignet ist, wird der Nachfolger der vierten Generation parallel zum aktuellen Mobilfunkstandard – dem bestehenden LTE-Netz – von den Netzbetreibern betrieben und sukzessive ausgebaut werden.
Eine weitere Voraussetzung beim 5G-Netzaufbau der Netzbetreiber ist die Anbindung der Mobilfunkzellen an das Glasfasernetz, da nur so die notwendigen Geschwindigkeiten realisiert werden können. Zudem ist eine höhere Antennendichte als bei der bisher im Einsatz befindlichen Mobilfunk-Technik erforderlich, da die Reichweite der Funkmasten geringer ist.
Datengeschwindigkeiten je Mobilfunkstandard in MBit/s
Bisher stellte ein neuer Mobilfunkstandard eine Weiterentwicklung bereits bestehender Technologien dar. So können mit LTE weitaus höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten als noch bei 3G erzielt werden; insgesamt basiert 4G aber auf den Strukturen der Vorgängertechnologie 3G. Nutzer profitieren hauptsächlich von der schnelleren und stabileren Performance der Netze und können mobil ähnlich schnell wie im Breitbandnetz surfen.
Mit dem 5G-Netz ergeben sich über die schnellere Performance hinaus zahlreiche neue Anwendungsfelder, die großes Potential haben. Nachdem bisher in erster Linie Menschen miteinander vernetzt wurden, ist es bei 5G das Internet der Dinge und damit Gegenstände bzw. Maschinen, die kommunizieren können. Insofern ist 5G weit mehr als die nächste Generation des Mobilfunks und eröffnet völlig neue Geschäftsfelder für Unternehmen und Anwendungen für Endverbraucher. Denkbare Anwendungen der neuen Technologie, die die Netzbetreiber ermöglichen, sind das autonome Fahren, die Medizintechnik und industrielle Anwendungen und das Internet der Dinge.
Die Erfahrung zeigt: Neue Technologien werden kurzfristig meist überschätzt, der langfristige Effekt aber gern unterschätzt.
Anders als bei LTE wird der Endverbraucher vermutlich in erster Linie indirekt profitieren. Die Vorreiterrolle werden im ersten Schritt Unternehmen aus der Industrie bei der Nutzung der neuen technologischen Möglichkeiten dank 5G-Netz einnehmen. Von den dort entwickelten Anwendungen und Geschäftsmodellen, z.B. beim autonomen Fahren oder in der Medizin werden auch Privatkunden Vorteile erhalten.
Sicher ist aber, dass Endverbraucher nicht nur von der höheren Geschwindigkeit des mobilen Internets zur Nutzung datenintensiver und beliebter Anwendungen wie Video-Streaming profitieren werden, sondern auch von der Vernetzung der Geräte und Maschinen.
