Lesedauer ‚5G – State of the Art im Mobilfunk‘: 4 Minuten

Portable Endgeräte ohne mobilen Breitbandzugang? Heutzutage unvorstellbar! Um mobiles Datenvolumen auf Handys, Tablets, Laptops & Co. einsetzen zu können, kommen mittlerweile unterschiedliche Mobilfunktechniken und Mobilfunkstandards zum Einsatz: GPRS, EDGE, UMTS, LTE und 5G. Was die einzelnen Mobilfunknetz-Akronyme bedeuten, wo genau die Unterschiede liegen und welcher Mobilfunkstandard der beste zu sein scheint, lesen Sie im nachfolgenden Beitrag.

Die Internetnutzung von unterwegs ist aus dem Geschäftsleben nicht mehr wegzudenken. Egal ob Kundenanfragen bearbeiten, Dokumente revidieren oder Termine planen: Dank der zunehmenden Verbreitung zeit- und ortsunabhängigen Arbeitens, dem verstärkten Gebrauch dynamischer Endgeräte und der Palette innovativer Office- sowie Produktivitäts-Apps, ist es heutzutage in etlichen Unternehmen gängig, mit mobilem Internet zu agieren.

Die Folge: Der ‚mobile Traffic‘ ist in den letzten zehn Jahren um beinahe das 300-fache gewachsen.

Aktuellen Medienberichten zufolge (u.a. das Handelsblatt sowie das SPIEGEL Netzwerk wurden 2021 allein in Deutschland 1,4 Milliarden Gigabyte Daten über das Vodafone-Netz, rund 1,8 Milliarden Gigabyte über die Telekom-Netze und mehr als zwei Milliarden Gigabyte über Telefónicas O2-Netz befördert.

Doch: Mobiles Internet ist nicht gleich mobiles Internet. Abhängig von Dienstleister, Gegend und Tarif werden die portablen Daten über verschiedene Mobilfunknetze übermittelt, die wiederum auf individuellen Mobilfunktechniken sowie Mobilfunkstandards beruhen – und sich dementsprechend durch unterschiedliche Geschwindigkeiten differenzieren.

5G in Kürze

5G ist der aktuell jüngste Standard für Mobilfunknetze und wird auch als 5. Generation der Mobilfunktechnik bezeichnet. Wie dessen Vorgänger Global System for Mobile Communications (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) und Long Term Evolution bzw. Long Term Evolution Advanced (LTE/LTE+) auch, wurde 5G durch die Standardisierungsorganisation 3rd Generation Partnership (3GPP) fortentwickelt und standardisiert.

Das Ziel von 5G ist es, neue Maßstäbe bezüglich Datengeschwindigkeit, Latenzperiode, Endgerätedichte, Verfügbarkeit, Energieeffizienz, Beständigkeit und Datensicherheit zu setzen. Damit geht der neue Mobilfunkstandard erheblich über digitale Telefonie und schnelles mobiles Internet hinaus. Zum einen gilt er als Antwort auf den weltweit steigenden Traffic, welcher etwa durch das Internet der Dinge, Streamingdienste und ‚Big Data‘ erzeugt wird. Zum anderen stellt er die Weichen in Richtung mobile Gigabyte-Welt.

5G kann mehr als 4G, LTE und Co.

5G bietet im Vergleich zu den Vorgängerstandards LTE (4G) und UMTS (3G) hohe Datenraten von zehn Gbit pro Sekunde sowie Latenzzeiten von unter einer Millisekunde. Dadurch wird erstmalig Echtzeitkommunikation zwischen Personen, Endgeräten, Maschinen und Dingen machbar. Mit dem Ziel, Reichweite zu erhöhen, nutzt 5G ein breites Spektrum an neuen technischen Methoden, wie zum Beispiel:

Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) – Bei OFDM handelt es sich um eine Modulationstechnik, die sehr flexibel funktioniert und die Kombination verschiedener variabler Trägerfrequenzen mit unterschiedlichen Bandbreiten und Intervallen ermöglicht.

Massive Multiple Input Multiple Output, (MIMO) – MIMO erlaubt durch die geschickte Ausnutzung vieler Sende- sowie Empfangsantennen den Datenaustausch über parallele Verbindungen und sorgt darüber hinaus für einen erhöhten Datendurchsatz.

Beamforming – Mit Beamforming wird die Übertragungsleistung in bestimmte Raumrichtungen gebündelt und verbessert. Folglich lassen sich Signale ganz gezielt in Richtung eines mobilen Endgeräts strahlen.

Small Cells – Small Cells komprimieren vorhandene Antennenstandorte bei äußerst hoher Nachfrage, um ihre Netzwerkkapazität zu erhöhen sowie Netzüberlastungen bei Großveranstaltungen oder in Bahnhöfen, Airports sowie Innenstädten solide zu umgehen.
Network Slicing – Beim Network Slicing wird das Mobilfunknetz bedarfsabhängig in anwendungsspezifische Arten eingeteilt, mit dem Ziel, verschiedene virtuelle Teilnetze parallel zu betreiben. Die Unterteilung gestattet es, unterschiedlichsten Nutzungen genau die passenden Ressourcen bereitzustellen.

Die Vorteile von 5G gegenüber LTE liegen klar auf der Hand.

Für Firmen:

  • Datenraten von bis zu 10 Gbit pro Sekunde
  • Latenzzeiten unter 5 Millisekunden
  • Beständigkeit bis zu 99,999 %
  • Verbesserte M2M (‚Maschine-zu-Maschine#Kommunikation‘) in Echtzeit, z.B. zur Vertigungsautomatisierung
  • Optimierte Verknüpfung und Steuerung von Produktion, Lager und Logistik
  • Garantierte Netzverfügbarkeit über sog. private Campusnetze (z.B. besondere 5G-Subnetze für örtliche Firmengelände)

Für Verbraucher:

  • Schnelleres mobiles Hochgeschwindigkeitsnetz für Kommunikation und multimediale Anwendungen wie zum Beispiel mobiles Gaming, Streaming, 4K-Video
  • Optimierte Netzabdeckung und Netzstabilität
  • Innovative Nutzungsszenarien im Alltag (z.B. Augmented Reality in Echtzeit)
  • Geringere Strahlungsdisposition durch die Verteilung auf viele kleinere Funkzellen
  • Künftig noch bessere Mobilfunktelefonie durch Vo5G (Voice over 5G)

Mobilfunk – eine Ahnengalerie

Rückblickend wird etwa alle zehn Jahre eine neue, maßgebliche Mobilfunkgeneration entwickelt und eingeführt. Anfang der 1990er Jahre wurde mit dem GSM-Standard das allererste digitale Mobilfunknetz ins Leben gerufen. Außer der Telefonie war mit diesem Mobilfunkstandard nun auch mobile Datenübertragung realisierbar. Allerdings dauerte das sehr lange, weshalb GSM zunächst mit dem Mobilfunkstandard GPRS und später mit Edge ergänzt wurde. 2000 wurde mit UMTS die dritte Mobilfunkgeneration etabliert. Mit UMTS war es zum ersten Mal möglich, ‚mobil online‘ zu sein. Mit der Einführung der 4. Mobilfunkgeneration (LTE Advanced) wurden die Innovationen des 3G-Netzes nochmals optimiert und es war möglich, noch größere Informationensmengen zu übertragen.

Der Mobilfunkstandard für die Digitalisierung

Die 5. Mobilfunkgeneration wird allgemein nicht nur als Evolution der bisherigen Mobilfunkstandards betrachtet, sondern stellt vielmehr eine Revolution des Mobilfunksektors dar: Aufgrund riesiger Datenraten, kurzer Latenzzeiten sowie größerem Frequenzspektrum zählt er als elementarer Baustein für die künftige Digitalisierung. Aber nur, weil 5G gerade der aktuelle Mobilfunkstandard ist heißt das keinesfalls, dass nicht schon jetzt an künftigen Technologien gearbeitet wird.

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