5G-Anbieter.info

5G Frequenzen

Welche Bänder sollen für 5G genutzt werden?


Das weltweit generierte Datenaufkommen in den mobilen Funknetzen wächst seit Jahren stetig, teils um 50 Prozent per annum. Maßgeblich befeuert durch mobile Videostreaming-Dienste. Bereits in 2022 erwarten Experten zudem 20-30 Milliarden vernetzte Endgeräte – Stichwort Internet of Things (IoT). Um dieser anschwellenden Traffic-Flut Herr zu werden, setzten die Mobilfunkprovider weltweit enorme Hoffnung auf den LTE-Nachfolger „5G“. Doch wie schon bei 4G/LTE, benötigt man für den Betrieb von Funknetzen in erster Linie freie Frequenzbänder. Jene sind jedoch global immer Mangelware. Wir zeigen, welche Frequenzbereiche für 5G nach aktuellen Planungen zur Disposition stehen und auf welche Bandbereichen wahrscheinlich bald gefunkt wird.

Mangelware Funkspektrum

Hierzulande werden für die aktuelle 4G-Mobilfunktechnik vor allem Frequenzbereiche bei 800, 1800 und 2600 MHz genutzt. Jeder Mobilfunkprovider, also Deutsche Telekom, O2 und Vodafone, haben bei zwei Auktionen in den letzten Jahren mehrere Spektralbereiche zum Betrieb von LTE ersteigert. Im Segment von 800 MHz kann die Telekom zum Beispiel den Bereich 811-821 MHz für den Downstream und 852-862 MHz für den Upstream nutzen. Dabei steht demnach ein Band mit einer Breite von je 10 MHz zur Verfügung. Diese Bandbreite kann man sich vereinfacht als Datenautobahn vorstellen. Je breiter, desto mehr Daten können je Zeiteinheit übermittelt werden.

Da sich der Mobilfunk aber das begrenzte elektromagnetische Spektrum mit anderen Techniken teilen muss, sind freie Frequenzen knappe Güter. Beispielhaft sei hier das terrestrische Fernsehen DVBT-2 und der Polizeifunk genannt. Insgesamt haben alleine die Deutschen Mobilfunker daher 2010 (4.4 Mrd.) und 2015 (5 Mrd.) fast 10 Mrd. Euro an Lizenzgebühren gezahlt. Und auch für neue 5G-Ressourcen werden vom Bund Einnahmen im Milliardenbereich erwartet.

Nutzfrequenzen für 5G gesucht: „Niedrige“ und „Hohe“ 5G-Bänder

Wie im vorherigen Abschnitt gezeigt, mangelt es aktuell tendenziell an möglichen Betriebsressourcen für einen neue Mobilfunkstandard. Da im „unteren“ Frequenzbereich die meisten in Frage kommenden Bänder schon belegt sind (z.B. für LTE), gibt es zwei Möglichkeiten. Einerseits können nicht mehr benötigte Bereiche für den 5G-Betrieb freigegeben und umdisponiert werden. Zu nennen ist hier in erster Linie das veraltete 2G (EDGE, GSM) oder aber sogar 3G (UMTS). Schon 2017 verlautbarte die Deutsche Telekom, man plane wahrscheinlich ab 2020 (anvisierter Start für 5G) die Einstellung von 3G. In anderen Staaten, wie Australien, ist 2G sogar schon Geschichte.

Eine andere Möglichkeit neue Ressourcen für den 5G-Mobilfunk zu finden liegt darin, höhere Frequenzen zu bewirtschaften als momentan üblich. Aktuell ist weltweit meist bei 3 GHz Schluss. 5G soll daher in frühen Entwicklungsstufen, ca. ab 2020, in Bereichen von 3.3 bis 5 GHz eingesetzt werden. Zudem gibt es Pläne später weit höhere Spektralbereiche für die 5G-Nutzung freizugeben. Im Gespräch sind dabei Bänder im Bereich 23 bis 43 GHz.

Bänder 5G vs. LTE

Das klingt eigentlich naheliegend und sehr einfach. Allerdings sinkt mit kürzer werdenden Wellenlängen auch die Reichweite enorm. Aus diesem Grund wird für den LTE-Ausbau im ländlichen Raum 800 MHz präferiert, da die Zellreichweite bereits bei 1800 MHz um ein Vielfaches sinkt. Frequenzbereiche von über 20 GHz wären daher ohnehin nur in Großstädten praktikabel und das bei extrem engmaschigem Ausbau von Funkstationen. Hier sprechen wir von wenigen hundert Metern, so dass Mini-Funkmasten, z.B. an Straßenlaternen nötig wären. Entsprechende Pläne existieren aber bereits.

Pläne für 5G-Frequenzen

Die GSA hat bereits konkrete Vorstellungen, welche Bänder im Bereich von 3.3 – 5 GHz genutzt werden könnten. Je nach Kontinent / Region, soll der Fokus aber auf verschiedenen Spektren liegen.

  • Europa: 3400 – 3800 MHz
  • USA: 3100 – 3550 MHz + 3700 – 4200 MHz
  • Japan: 3600 – 4200 MHz sowie 4400 – 4900 MHz
  • China: 3300 – 3600 MHz sowie 4400 – 4500 + 4800 – 4990 MHz

Spätestens bei 4990 MHz ist jedoch Schluss, da hier das Betriebsband für WLAN bei 5 GHz anfängt. Auch wenn es bereits Überlegung für einen überlappenden Betrieb mit LTE gibt, wird dieses Spektrum erstmal ausgeklammert um den WLAN-Betrieb nicht zu stören.


Für höhere Bänder gibt es bislang nur Vorüberlegungen und frühe Experimente. Die USA etwa planen Tests mit 5G-Internet momentan auf 28 und 38 GHz. Hier ein kleiner Überblick:

  • Europa: 24.25 – 27-5 GHz für Tests ab 2020
  • USA: 27.5 – 28.35 + 37 – 40 GHz für erste 5G-Tests 2018
  • Japan: 27.5 – 28.28 GHz für erste Tests
  • Schweden: 26.5 – 27.5 GHz für Lizenztests 2018

Fazit

Noch steht nicht fest, welche Frequenzbereiche zum Start der ersten 5G-Netze genutzt werden. Wie schon bei LTE, wird es aber weltweit erneut größere Unterschiede geben, was die Hardwarehersteller erneut fordern dürfte. Wir erwarten für Deutschland die Nutzung einiger Bänder bei 3-4 GHz, sowie die Freimachung nicht mehr genutzter Bereiche älterer Funkstandards. Durch Carrier Aggregation, lassen sich dann mehrere Bereiche zu einem Nutzband vereinen. Diese Technik kommt heute bereits bei LTE ab Kategorie 6 (LTE-Advanced) zum Einsatz.


Quelle: GSA - https://gsacom.com/5g-spectrum-bands