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5G Mobilfunk

Das Infoportal zum LTE-Nachfolger


Das sogenannte LTE bietet seit 8 Jahren rasend schnelles Internet auch für unterwegs. Doch die 4. Mobilfunkgeneration (4G) wird natürlich nicht das Ende der technischen Entwicklung markieren. Bereits seit 6 Jahren basteln die Mobilfunkingenieure weltweit am Nachfolgerstandard 5G. Dieser soll alles bisher da gewesene in den Schatten stellen, nicht nur in puncto Datenrate. Hier erfahren Sie, was 5G-Funk den Plänen nach künftig alles können wird, wo die Vorteile liegen und welche schnellen Alternativen es heute schon gibt. Zudem halten wir Sie über die aktuellen Entwicklungen auf dem Laufenden.


5G - was kann die 5. Mobilfunkgeneration?


Was ist 5G?

Ganz einfach ist diese Frage (noch) nicht zu beantworten, da die Entwicklungen weltweit in einem sehr frühen Stadium stecken. Wohl gibt es aber seit Ende 2017 endlich eine Standardisierung. Zudem existieren seit jeher konkrete Vorstellungen und Mindestvoraussetzungen. Zunächst handelt es sich bei „5G“ einfach nur um eine Abkürzung, welche für die 5. Mobilfunkgeneration steht. Aktuell ist 4G (LTE) weltweit der vorherrschende Mobilfunkstandard für mobiles Internet. Bald schon, wird auch Telefonie größtenteils über 4G abgewickelt – hier spricht man dann von VoLTE (Voice over LTE). Den Plänen der weltweit führenden Mobilfunk- und Netzprovider nach, soll ein 5G-Standard zirka ab 2020 einsatzbereit sein. Neben deutlich höheren Datenübertragungsraten, wird die 5. Generation noch weitere fundamentale Verbesserungen mit sich bringen, die den gesamten Mobilfunkmarkt umkrempeln werden. So viel steht heute schon fest. Doch welche Kriterien grenzen 5G vom 4G-Vorgänger genau ab? Worin liegen die Unterschiede? Diese Frage beantworten wir hier im Einzelnen.

:: Top-News der letzten Monate


Feb 2019: 5G-Frequenzauktion 2019

Wie auch 2010 für LTE, werden für den Nachfolgestandard 5G die Nutzfrequenzen versteigert. Einen konkreten Termin gibt es endlich seit Februar 2019. Die Versteigerung startete am 19. März.


Januar 2019: Neues zu 5G von der CES

Auf der CES in Las Vegas gab es Anfang 2019 einige interessante Neuheiten. So stellte Qualcomm seinen ersten 5G-Chip samt Modem vor, der noch dieses Jahr zahlreiche 5G-Smartphones befeuern soll. Auch konnten 5G-fähige Router bestaunt werden.


September 2018: Glasfaserausbau elementar für 5G

Anlässlich des Gigabit-Symposiums 2018 definieren die Telekommunikationsverbände ANGA, BUGLAS, eco, FTTH Council Europe und VATM elementare Kriterien für den Ausbau der Breitbandnetze. „Ohne Gigabit-Netze gibt es keine innovativen Dienste, keine 5G-Anwendungen und kein Internet der Dinge.“, so der Verbandspräsident. Mit anderen Worten: Ohne Glasfaser wird 5G nicht realisierbar sein.


Telekom zeigt 5G-Demo in Berlin zu IFA 2018

Die Telekom macht Ernst in Sachen 5G - so zumindest lautet der Subtext einer jeden Messe seit geraumer Zeit. Auf der IFA 2018 war der Konzern sogar mit einem eigenen 5G-Pavillion vertreten und demonstrierte abermals die Leistungsstärke des 4G-Nachfolgers. Satte 3000 MBit wurden im Zuge der Pressekonferenz unter Livebedindungen erzielt. Sogar erste Applikationen konnten Besucher live ausprobieren, wie etwa das Erstellen eines 3D-Modells des Kopfes rein durch Scannen mit einem Tablet Die gesammelten Infos wurden dann im 5G-Testnetz zum Rechenzentrum transferiert und praktisch in Echtzeit als fertiges 3D-Bild zurückgeschickt.

5G-Stand der Telekom auf der IFA 2018

5G-Antennen des Demonetzes auf der IFA 2018


Telekom überträgt Sportevent per 5G in 360°

Zur IFA 2016 demonstrierte die Deutsche Telekom erstmals 5G live in einem echten Anwendungs-Szenario. Im Berliner Olympiastadion wurde ein Sportevent in 360° und 3D in 4K gefilmt per Funk transferiert. Geladene Pressevertreter konnten dabei eindrucksvoll mit einer VR-Brille „live“ dabei sein.
5G Demo der Telekom in Berlin


Telekom startet 5G Forschungslabor

Auch die Telekom will natürlich in Zukunft bei 5G ganz vorne mit dabei sein. Einen wichtigen Grundstein legte der Konzern im März 2015. Dafür holt man sich das who is who der Forschung und Industrie ins Boot. [mehr]


EU und China vereinbaren 5G-Abkommen

Selbst die EU hat die Tragweite erkannt, die 5G schon in wenigen Jahren der Wirtschaft und den Verbrauchern bieten könnte. Man strebe daher eine globale Zusammenarbeit bei der Etablierung der 5G-Technik an. [mehr]


Interviews zum Thema 5G-Mobilfunk

BfS sieht keine Gesundheitsgefahren durch 5G

Gefahr durch 5G-Funk?
Spätestens 2020 soll der 5G-Ausbau richtig Fahrt aufnehmen. Derweil debattieren Wissenschaftler, Ärzte und Verbraucher weltweit über mögliche Risiken der neuen Funktechnik und das aus mehreren Gründen. Doch sind die Sorgen berechtigt? Was sagt das zuständige Bundesamt für Strahlenschutz zu den aufkommenden Ängsten und Bedenken? Sieht man gar selbst noch Forschungsbedarf und warum? All diese und weitere wichtige Aspekte haben wir in einem ausführlichen Interview mit dem BfS erörtert.


Gesundheitsgefahr durch 5G?

Gefahr durch 5G-Funk?
2020 soll es endlich losgehen mit der LTE-Nachfolgetechnik. Doch bisher werden stets nur die positiven Aspekte beleuchtet. Nicht wenige Wissenschaftler und Ärzte weltweit warnen bereits im Vorfeld vor unabsehbaren Folgen für Natur und Gesundheit. Alles Spinnerei oder doch ein unterschätztes Risiko? Wir sprachen mit Jörn Gutbier vom Verein „diagnose:funk“ über mögliche Gefahren durch 5G und worin diese begründet liegen.


Wie schnell wird 5G?

Die anvisierten Datenübertragungsraten liegen weit über dem Niveau der Vorgängerstandards. Die Übertragungsrate erster Endkundennetze wird erwartungsgemäß bei 1-5 GBit liegen. Der 5G-Standard bietet aber Potenzial für weit höhere Datenraten. Mehr dazu erfahren Sie hier in unserem Themenspezial.

Ist überhaupt Bedarf für 5G vorhanden?

Aktuell genügen den meisten Verbrauchern Datenraten von 50-100 MBit im Alltag völlig. Allerdings dürften z.B. Smartphones und Tablets in 5-10 Jahren weit schärfere Videos und Bilder produzieren wie heute. 4K und 8K-Auflösungen sind bereits im Kommen und generieren immense Dateigrößen beim Fotografieren bzw. Filmen. Der regelmäßige Transfer von mehreren Gigabyte oder gar Terrabyte, dürfte daher bald zum Alltag gehören. Mit heutigen 4G-Tarifen wären die Wartezeiten für solche Datenmengen hingegen endlos (mehreren Stunden), ganz abgesehen vom fehlenden Inklusivvolumen. Auch das Segment „mobile Video“ entwickelt sich rasant und treibt das generierte Datenvolumen in den Mobilfunknetzen weltweit jährlich auf neue Rekorde.
Ericsson Mobility Report Mitte 2015

Ericsson Mobilfunkreport 2017


Wie die Grafik zeigt, beschleunigt sich der Trend sogar. Allein von Q1 2015 bis zum Folgejahr stieg der monatliche Datentraffic weltweit um 70 Prozent (1 Jahr davor 55 Prozent). Bis 2022, so eine Studie der GSA, wird der durchschnittliche Volumenverbrauch pro Nutzer in Europa von ca. 2 GByte pro Monat um den Faktor 5 steigen (~20 GB). Insgesamt könnten dann jährlich 71 Exabytes durch die Mobilfunknetze (global) jagen. Ohne verbesserte und leistungsfähigere Mobilfunknetze, ist dieses Szenario nicht zu bewältigen, da sind sich weltweit praktisch alle Experten einig. 5G soll diesen Daten-Tsunami künftig meistern und noch weit mehr. Denn die Industrie hat großes mit dem neuen Funkstandard vor. Konkret geht es um das recht neue Segment der Maschine-zu-Maschine Kommunikation (M2M). Insbesondere die Vision des autonom fahrenden Autos und vom „Internet der Dinge“ (IoT), könnte mit 5G überhaupt erst möglich werden.

Anwendungen und Vorteile im Überblick

Aktuell hat es noch eher etwas mit einem Blick in die Glaskugel gemein, sich Anwendungen auszumalen, in denen der 5G-Standard einmal seine Stärken komplett ausspielen kann. Denn selbst die Möglichkeiten welche heute 4G/LTE bietet, sind noch längst nicht gänzlich ausgelotet. Dennoch weist der 5G-Standard etliche Vorteile auf, die erstmals einige konkrete Anwendungs-Szenarien zulassen oder besser bewältigen können als Vorgängerstandards. Einen Überblick zu den möglichen Anwendungsfeldern finden Sie hier.


Wann kommt 5G auf den Markt?

Sowohl Industrie als auch Wissenschaftler weltweit beharren fest am gesteckten Ziel 2020. In einigen Ländern wie Finnland, steht der kommerzielle Start tatsächlich unmittelbar bevor. Testnetze und Endkundentests laufen weltweit auf hochtouren. Beim Release bis 2020 für Deutschland sind wir jedoch aus mehrerlei Gründen skeptisch, da hierzulande noch viele Hürden zu nehmen sind. Zudem zeigte die Vergangenheit, dass solche Ziele meist um 1-2 Jahre verfehlt werden. Nicht unbedingt, weil das technische Verfahren an sich nicht steht. Die Etablierung von LTE zum Beispiel verzögerte sich um Jahre, weil es einfach in der Startphase nahezu keine Endgeräte für die Endkunden gab. Hier konnten die Hersteller nicht Schritt halten. Und auch die Netzprovider müssen erhebliche Anstrengungen unternehmen (siehe letzter Abschnitt), um ihre Netze fit für 5G zu machen. Das kostet viel Geld und Zeit! Dennoch: Der Plan steht und man darf gespannt sein, ob dieser eingehalten werden kann.


Timeline von Ericsson bis 2020

Fahrplan von Ericsson zur 5G-Einführung | Bild 5G-Anbieter.info


Huawei prognostizierte die Entwicklung recht treffend, wie das folgende Schema zeigt. 2012 wurden erstmal LTE-Advanced-Netze gestartet - in Deutschland übrigens Ende 2014. Für 2016 rechnete der Konzern mit 5G ähnlichen Übergangstechniken bzw. ab LTE Rel. 13 oder 14. Die Definition des ersten 5G-Standards (Rel. 15 none alone) erfolgte sogar bereits Ende 2017 - ein halbes Jahr später folge die Spezifikation der stand alone Variante - mehr dazu hier.

Prognose und Entwicklungen von 4G zu 5G

Fließender Übergang von 4G zu 5G

Die Grundlage für viele fortschrittliche Techniken, durch die sich 5G auszeichnet, wurde bereits vor Jahren gelegt. Denn der LTE-Standard wird seither stetig weiterentwickelt. Mit dem sogenannten LTE-Advanced hielt z.B. das Verfahren der Carrier Aggregation Einzug. Eine elementare Technik welche es erlaubt, verschiedene Frequenzbereiche zu einem Nutz-Band mit Breite XX MHz zu bündeln. Eben jene Fähigkeit zählt zu den Kerntechniken des Nachfolgers, da hier künftig sowohl Frequenzen im Bereich unter 6 GHz zum Einsatz kommen (Details weiter unten), als auch darüber (mmWave). Auch „High-Order MIMO“ oder „3D Beamforming“ seien an dieser Stelle genannt. Viel ging bereits in vorangegangene LTE-Releaestufen ein. Der 5G Release 15 Standard sieht zudem die Möglichkeit vor, bestehende LTE-Netze mit 5G NR (New Radio) zu kombinieren. Auch genannt 5G-Release 15 Non-Standalone. Der Übergang von 4G zu 5G wird daher in Teilen fließend sein.

Technik – was macht 5G so besonders?

Hier werden eine Unmenge an neuen Features, Techniken und Verfahren zusammen spielen, die heute nur zum Teil schon bekannt sind. In diesem Zusammenhang ließen sich bestimmt auch ganze Bücher füllen. Dennoch lassen sich einige Kernelemente schon heute ausmachen - auch im Zusammenhang mit sogenannten Pre-5G-Techniken, welche den Übergang zu 5G ebnen werden. Mehr dazu hier.

Probleme, die zu lösen sind …

Nach aktuellem Stand können wir drei zentrale Probleme ausmachen, welche für die Mobilfunkanbieter im Zuge einer Markteinführung in Deutschland elementar erscheinen. Erstens wurde bereits größtenteils gelöst: Bis 2018 war „5G“ nämlich lediglich ein Überbegriff, unter dem jeder Entwickler weltweit etwas anderes verstehen konnte. Ursprünglich sollte es schon 2016 soweit sein und verbindliche Kriterien in einem Standard aggregiert sowie definiert werden. Mitte 2018 konnte die Standardisierung für 5G endlich abgeschlossen werden.

Problem 1: Eine Kernforderung für kommende 5G-Netze (new radio access network ~ RAN) sieht  Zieldatenraten von 1 Terrabit/s pro Quadratkilometer vor. Das heißt vereinfacht gesagt, viel mehr Nutzer können auf gleicher Fläche gleichzeitig viel mehr Daten transferieren und das bei deutlich besseren Geschwindigkeiten. So sehen die Zielvorgaben ca. 10-100 Mal mehr bedienbare Endgeräte vor. Zudem Spitzendatenraten von 10 GBit, wobei 100 MBit als Untergrenze jederzeit verfügbar sein sollen. Und das bei 10-tausendfachem Transfervolumen! Nokia[1] geht davon aus, dass 2030 das Datenvolumen pro Kunde 30 GB pro Tag betragen wird, bei einer Kundendichte von 10.000/km².

Problem 2: Die Provider müssen also entweder extrem leistungsstarke Richtfunkstrecken installieren, oder besser noch, hochperformante Glasfaseranbindungen zu jedem Mast installieren, was mit erheblichen Investitionen verbunden sein wird.

alter LTE-Mobilfunkmast von O2

Drittens: Eine weitere Kernforderung für 5G sind Latenzen unter 1 Millisekunde. Dies wir wahrscheinlich in der Praxis für Endkunden kaum realisierbar sein, höchstens im Bereich M2M. Denn dies erfordert ein extrem engmaschiges Netz an Funkstationen.

Die vierte Hürde wird durch ein Mangel an Funkfrequenzen markiert. 5G benötigt für die geplanten Speedwerte viel breitere Frequenzbänder, als heute üblich. Bis 5 GHz sind die „Claims“ aber weiterstgehend abgesteckt und schon in Nutzung für 2G, 3G, 4G und WLAN. Ein Weg führt daher über die parallele Nutzung im Bereich bis 5 GHz, ein andere über den Einsatz von Frequenzbereichen deutlich über dieser Marke.

Bänder 5G vs. LTE

Im Gespräch sind Bänder mit einer Gesamtbreite von 100-1.000 MHz. Zum Vergleich: Heute werden bis zu 60 MHz per Carrier Aggregation für Datenraten bis 500 MBit verwendet. Leider gibt es mit den geplanten Bändern über 6 GHz aber einige Probleme: Je höher allerdings die Frequenz, desto niedriger die Reichweite. Die Versteigerung erster Bänder für den 5G-Betrieb wurde indes von der Bundesnetzagentur auf Frühjahr 2019 vertagt.

Die Provider müssten also ein extrem dichtes Netz von Mini-Basisstationen (mit Glasfaseranbindung) schaffen, weit dichter als heute. Auch hier lauert wieder die Kostenfalle, was 5G lange Zeit recht teuer für Verbraucher machen dürfte.

Mobilfunkmast für LTE mit Richtfunkelementen

Aus diesen Gründen sehen wir einer weiträumigen Verfügbarkeit von 5G ab 2020 eher skeptisch entgegen. Wahrscheinlich wird der Ausbau wie bei LTE mit kleinen Testzonen in ausgesuchten Städten beginnen, so dass frühestens 2022 mit einer nennenswerten Verfügbarkeit von 5G zu rechnen ist.

[1] Nokia Whitepaper