5G Carrier-Aggregation
Was steckt hinter der Technik, wie funktioniert das und wo liegen die Vorteile?
Mit der 5G Mobilfunktechnik sind nochmals deutlich höhere Übertragungsgeschwindigkeiten möglich, als noch mit den Vorgängern 2G bis 4G. Eine entscheidende Schlüsseltechnik dafür ist die sogenannte Carrier Aggregation. Wir zeigen, worum es sich dabei handelt und warum ambitionierte Nutzer durchaus mit der Materie vertraut sein sollten.
1. Was versteht man unter Carrier Aggregation?
In modernen Mobilfunknetzen ist es üblich, zur Steigerung der Geschwindigkeit mehrere Frequenzbänder (Träger) netzintern zu „bündeln“ bzw. zusammenzufassen. Die dafür eingesetzte Technologie wird auf Englisch „Carrier Aggregation“ genannt, kurz CA. Technisch handelt es sich also um eine Mobilfunktechnik in den Mobilfunknetzen und Nutzerendgeräten zur Kanalbündelung. Dabei werden also mehrere Träger gleichzeitig genutzt und nicht nur einzeln.
2. Was bringt 5G Carrier-Aggregation für mich als Mobilfunkkunde?
Dank des Verfahrens, erhöht sich die nutzbare Frequenzbandbreite, wodurch mehr Daten pro Zeiteinheit übertragen werden können (mehr Netzkapazität). Mit anderen Worten: Es gibt einen erheblichen Leistungsschub und die erzielbare Geschwindigkeit nimmt deutlich zu! Theoretisch sind mit 5G Spitzendatenraten im zweistelligen Gigabitbereich vorgesehen (bis max. 20 GBit/s). In der Praxis liegen aber heute die Datenraten noch weit darunter. Carrier Aggregation spielt bei dem Weg dahin eine entscheidende Rolle, ebenso wie „echtes“ 5G (standalone) und mehr Frequenzbereiche im Millimeterwellenbereich.
Bildlich könnte man sich die Bündelungstechnik wie einen Wasserschlauch im Garten vorstellen. Nimmt man nur einen, hat man z.B. einen Wasserdurchsatz von 1 Liter pro Sekunde. Fügt man einen zweiten hinzu, werden es 2 l / Sekunde und so weiter.
3. Carrier Aggregation (CA) Ansatz nicht neu
Die Grundlagen wurden bereits mit LTE-Advanced im 3GPP Release 10 (ca. 2011) gelegt. Mit jeder neuen Generation kamen weitere Verfahren, Erweiterungen und Features hinzu. Auch im 5G-Standard ist Carrier Aggregation ein fester Bestandteil. Mehrere 5G-NR-Träger könnnen per New-Radio Carrier Aggregation gebündelt werden. Die gleichzeitige Nutzung von LTE- und 5G-NR-Trägern funktioniert dagegen über die sogenannte "Dual Connectivity" - beispielsweise EN-DC im 5G-NSA-Betrieb.
Als 2019 5G weltweit und in Deutschland ausgerollt wurde, konnten die ersten verfügbaren 5G-Smartphones nur ein 5G-Frequenzband nutzen, beherrschten also kein 5G CA. Zudem hatten Vodafone, Telekom und O2 die Netze dafür längst noch nicht vorbereitet. Erst ab ca. 2022, wie hier O2, wurde 5G Carrier-Aggregation Stück für Stück in die Mobilfunknetze eingeführt.
4. LTE-CA versus 5G-CA: Wo sind die Vorteile?
Wie wir schon andeuteten, gibt es die Frequenzbündelungstechnik schon seit LTE. Aber mit 5G NR sind deutlich komplexere CA-Konfigurationen möglich wie noch mit 4G. Sowohl quantitativ wie auch qualitativ. Die 3GPP erlaubt bis zu 32 konfigurierbare Component Carrier, wobei aber in kommerziellen Netzen für Endnutzer deutlich weniger zum Einsatz kommen (meist um nur 2 bis 6). Für Mobilfunknetzbetreiber wie Vodafone bietet 5G Carrier Aggregation also erhebliches Potenzial für höhere Datenraten und mehr Netzkapazität! [1]
5. Voraussetzungen: Was braucht man dafür?
Damit Sie als Mobilfunkkunde auch von den Vorteilen profitieren, braucht es grundsätzlich fünf Zutaten. Fällt nur eine davon weg, kann Carrier Aggregation im 5G-Netz nicht genutzt werden.
- Der Mobilfunkmast vor Ort muss entsprechend hard- und softwaretechnisch vom Anbieter ausgerüstet sein.
- Ihr Mobilfunknetzanbieter bietet bereits 5G CA (eigentlich heute alle);
- Ihr Endgerät (Smartphone, Router etc.) muss Carrier Aggregation unterstützen, idealerweise möglichst viele Klassen (Punkt 8 & 8.1);
- 5G-Empfang vor Ort (selbstverständlich);
- Tarif lässt technisch mögliche Datenrate zu (einige 5G-Tarife sind limitiert);
Sofern diese Basics erfüllt sind, spricht nichts mehr gegen den Einsatz und in der Regel profitiert man von deutlich höheren Übertragungsgeschwindigkeiten.
5.1 Hab ich schon Carrier Aggregation?
Sofern die 5 oben aufgeführten Punkte gelten, wahrscheinlich ja. Leider lässt sich das ohne Hilfsmittel nicht ohne weiteres bestimmen. Wir zeigen, wie es dennoch geht:Smartphone: Wer 5G an seinem Handy nutzt, kann mit Betriebssystemmitteln leider nicht feststellen ob gerade 5G CC genutzt wird oder nicht. Die unserer Ansicht nach beste App dafür ist „Netmonster“. Diese zeigt detailliert und zuverlässig alle wichtigen Infos zur aktuellen Verbindung an. Egal ob LTE oder 5G. So erfährt man z.B. auch gleich, ob man mit „echtem“ 5G SA (standalone) oder „Fake 5G“ (5G NSA) verbunden ist. Nonstandalone nutzt noch das ältere LTE als Stützrad, wenn man so will.
Die folgenden Screenshots zeigen exemplarisch eine Verbindung hier im Büro. Zu erkennen ist direkt, dass es sich um besagtes 5G NSA handelt mit LTE2100 als Anker. Gekennzeichnet mit "3". Zudem nutzt das Smartphone (A53 5G) gerade vierfach Carrieraggregation. Erkennbar einmal durch das 4CC in der Kopfzeile des Handys und noch in der App - markiert mit "1". An der Stelle von Pfeil "2" erfahren Sie zudem, welche Bandbreite die aggregierten Carrier haben. In dem Beispiel sind es 20+20+20+80 MHz = 140 MHz. Recht ordentlich also! Ohne CC wären an dem Standort also bestenfalls 20 oder 80 MHz.
Netmonster 5G CC Analyse | Screenshot App
Router: Wer 5G stationär etwa als DSL-Ersatz nutzt, braucht einen passenden 5G-Router. Bei vielen (leider nicht allen), können im Routermenü technische Infos zur Funkverbindung eingesehen werden. Vor allem die Empfangswerte RSSI, RSRQ und RSRP. Bei manchen wird auch mit angezeigt, ob gerade Carrieraggregation zum Einsatz kommt. Bei den Fritz!Box Routern ist das der Fall. Der folgende Screenshot zeigt dies exemplarisch anhand einer FritzBox 6850 5G: Hier mit 2 CC im Vodafone-Netz.
FritzBox mit 5G Carrier Aggregation Test | Screenshot App
6. Vorteile im Überblick
Es gibt also eine ganze Reihe von Vorzügen, welche CA für 5G-Netze mit sich bringt. Wir wollen noch einmal die wichtigsten zusammenfassen[2].- a) deutlich höhere, mögliche Geschwindigkeit (dank mehr Kapazität)
- b) bessere Ausnutzung des verfügbaren Spektrums für die Netzanbieter
(damit auch besserer ROI) - c) höhere Reichweite bzw. Netzabdeckung
- d) bessere Energieeffizienz – längere Akkulaufzeit möglich (stromsparend)
Punkt a) und b) haben wir bereits beleuchtet. Aber noch nicht c) und d). Tatsächlich kann die Technik sogar dabei helfen, dass die Funkmasten eine höhere Reichweite aufweisen. Bei bestimmten Interband-Konfigurationen kann (muss aber nicht) CA die Reichweiter verbessern. Zum Beispiel wenn ein robuster Uplink über ein Lowband mit einem leistungsfähigen Downlink im Midband zum Einsatz kommt.
Ericsson demonstrierte beispielsweise eine Verlängerung bis zum Faktor 2,5 durch Aktivierung von Interband CA im mittleren Frequenzbereich mit TDD. In wie weit sich das verallgemeinern lässt, ist uns leider nicht bekannt.
Laut Ericsson, senkt Carrier Aggregation sogar nachweislich den Gesamtstromverbrauch. Also Netz- und endgeräteseitig.[3] Damit sorgt die Technik sogar für eine längere Akkulaufzeit beim 5G surfen.
Reichweiten Boosting durch CA | Bild: Ericsson
6.1 höherer Upload dank CA im Vodafone-Netz
Im Mai 2026 startete Vodafone den Livebetrieb eines neues Verfahren namens 'Uplink Carrier Aggregation mit TX-Switching'. Dabei wird also nicht mehr nur der Downstream, sondern auch Upstream gebündelt per Carrier-Aggregation. Allerdings braucht es dafür auch ein modernes Smartphone (z.B. ab Xiaomi 17) welche die Technik unterstützt. Statt nur 50-100 MBit/s wie bisher, könnte die Datenrate dann auf bis zu 200 MBit/s steigen.
7. Techtelmechtel: Das sind die wichtigsten technischen Grundlagen für 5G CA
Die Standardisierungsorganisation 3GPP hat ab Release 16 und Rel 17 eine ganze Reihe von möglichen Band-Kombinationen (Dutzende) spezifiziert. Die folgenden Release 18 und Release 19 erweiterten die möglichen Bandkombinationen, Uplink-CA und Mehrträger-Konfigurationen nochmals erheblich.
Hersteller von Endgeräten haben damit die Möglichkeit, CA mit mehreren Frequenzbändern in ihre Geräte zu integrieren. Natürlich ist auch die Kombination von 5G und LTE möglich (siehe Dual Connectivity), so wie es für 5G im NSA Modus ohnehin schon zwingend erforderlich ist.
Wichtig ist vor allem zu wissen, dass man in zwei elementar verschiedene Arten der Frequenzbündelung differenziert. Einmal die Intra- und Interbündelung:
7.1 Intra- vs. Inter Carrier Aggregation
Die Namen deuten den Unterschied bereits an. Bei der Intra-Band Bündelung werden Frequenzbereiche innerhalb eines spezifisch Bandbereiches gebündelt. Zum Beispiel (fiktiv) 5 MHz bei 810 MHz und 5 MHz bei 830 MHz.Mobilfunkanbieter besitzen aber meist Lizenzen für mehrere verschiedene Bandbereiche. Zum Beispiel für den Betrieb von 5G auf Band n1 (~2100 MHz), n3 (~1800 MHz) und n78 (~3600 MHz). Beim Inter-Band CA werden nun Träger weit auseinanderliegender Bänder aggregiert - etwa aus n1 und n78. So lassen sich also fragmentierte Frequenzressourcen zur Performancesteigerung nutzen.
Beispiel aus der Praxis: Ende 2022 testete O2 im eigenen Netz die Bündelung von 70 MHz auf 3.6 GHz (n78) mit 20 MHz auf 1800 MHz (n3) für eine höhere Upload-Geschwindigkeit. Regulär beträgt diese noch bis zu 50 MBit/s, konnte aber so auf bis zu 140 MBit/s gesteigert werden. Vodafone führte CA für den Upload Mitte 2026 bei seinen Netzen ein.
7.2 Kontinuierlich vs. Nicht-Kontinuierlich
Fachleute differenzieren zudem noch darin, ob die gebündelten Frequenzbereiche bei Intra-Band CA ausschließlich kontinuierlich nebeneinander liegende Bereiche umfasst (contiguous) oder auch entferntere, sogenannte „non-contiguous bands“. Also solche, wo eine Lücke im selben Bandbereich dazwischen liegt. Damit ergeben sich insgesamt drei verschieden Carrier Aggregation Typen. Siehe dazu auch die folgende Infografik ...
- Intra-band contiguous:
Hier werden 2 benachbarte Träger aus einem Bandbereich (A) aggregiert. - Intra-band non-contiguous:
Dabei erfolgt die Zusammenfassung von zwei nicht direkt benachbarten Trägern in einem Band (A) - Inter-band non-contiguous:
Fasst zwei Träger aus zwei verschiedenen Bandbereichen A und B zusammen
8. Bandreiten-Klassen und CA Konfigurationen
Wir wissen ja bereits, dass es bei 5G eine Vielzahl von nutzbaren Frequenzbändern weltweit gibt (Tabelle), wie z.B. n78 oder n3. Teile davon (non contiguous) oder ganze Träger (contiguous) lassen sich mit Carrier Aggregation bündeln - in verschiedenen breiten Carriern. Insgesamt dürfen ja bis zu 16 Träger zu einem Nutzband gefasst werden!Um diese zumindest kategorisieren zu können, definiert das 3GPP in jedem Release sogenannte Bandbreitenklassen – englisch "NR CA bandwidth classes".
Im 5G Release 17 (Dez 2022) gibt es mittlerweile 14 solche Klassen deklariert von A bis O. Jede Klasse, repräsentiert durch einen Buchstaben, steht je für eine minimal und maximale Bandbreite, sowie die Zahl der möglichen Carrier, welche die so zusammengefasst werden können. Die folgende Tabelle gibt alle diese Klassen wieder. Danach erklären wir im Einzelnen, was das bedeutet.
FR1 hat CA-Klassen von A bis O gemäß 5G Release Version 17:
| Carrier Aggregation Bandbreitenklasse |
mögliche Kanalbandbreite | max. mögliche Träger |
Fallback Gruppen |
|---|---|---|---|
| A | BWKanal_CA ≤ 1 x BWKanal,max | 1 | 1, 2, 3 |
| B | 20 MHz < BWKanal_CA ≤ 100 MHz | 2 | 2,3 |
| C | 100 MHz < BWKanal_CA ≤ 2 x BWKanal,max | 2 | 1,3 |
| D | 200 MHz < BWKanal_CA ≤ 3 x BWKanal,max | 3 | 1,3 |
| E | 300 MHz < BWKanal_CA ≤ 4 x BWKanal,max | 4 | 1,3 |
| G | 100 MHz < BWKanal_CA ≤ 150 MHz | 3 | 2 |
| H | 150 MHz < BWKanal_CA ≤ 200 MHz | 4 | 2 |
| I | 200 MHz < BWKanal_CA ≤ 250 MHz | 5 | 2 |
| J | 250 MHz < BWKanal_CA ≤ 300 MHz | 6 | 2 |
| K | 300 MHz < BWKanal_CA ≤ 350 MHz | 7 | 2 |
| L | 350 MHz < BWKanal_CA ≤ 400 MHz | 8 | 2 |
| M | 50 MHz < BWKanal_CA ≤ 200 MHz | 3 | 3 |
| N | 80 MHz < BWKanal_CA ≤ 300 MHz | 4 | 3 |
| O | 100 MHz < BWKanal_CA ≤ 400 MHz | 5 | 3 |
Wie interpretiert man die Tabelle nun? Dazu einige Beispiele: Klasse B entspricht demnach einer Gesamtbandbreite zwischen 20 MHz und 100 MHz, erzielbar durch die Aggregation von maximal zwei Funkkanälen (2 x CA). Klasse D entspricht einer Gesamtbandbreite zw. 200 MHz und 300 MHz aus der Zusammenlegung von drei Funkkanälen (3 x CA). Klasse A hingegen stellt die Basis ohne Carrier Aggregation dar. [4]
FR2: CA-Bandbreitenklassen gemäß 3GPP Release 19:
Für den Frequenzbereich FR2 definiert 3GPP mehrere Carrier-Aggregation-Bandbreitenklassen. Je nach Klasse und Fallback-Gruppe können nun mehrere zusammenhängende Component Carrier (CC) gebündelt werden. Die Spezifikationen reichen dabei bis 12-fach CC und einer aggregierten Kanalbandbreite von maximal 2.400 MHz. Für FR2-1 gelten die Mindestanforderungen bei zusammenhängender Intra-Band-CA bis 1.600 MHz. Di Klassen V und W sind ausschließlich für FR2-2 vorgesehen.[5]
| Carrier-Aggregation- Bandbreitenklasse |
aggregierte Kanalbandbreite |
zusammenhängende Träger (CC) |
Fallback- Gruppe |
|---|---|---|---|
| A | bis 400 MHz | 1 | 1, 2, 3, 4, 5 |
| B | > 400 bis 800 MHz | 2 | 1 |
| C | > 800 bis 1.200 MHz | 3 | 1 |
| V * | > 1.200 bis 1.600 MHz | 4 | 1 |
| W * | > 1.600 bis 2.000 MHz | 5 | 1 |
| D | > 200 bis 400 MHz | 2 | 2 |
| E | > 400 bis 600 MHz | 3 | 2 |
| F | > 600 bis 800 MHz | 4 | 2 |
| R | > 800 bis 1.000 MHz | 5 | 2 |
| S | > 1.000 bis 1.200 MHz | 6 | 2 |
| T | > 1.200 bis 1.400 MHz | 7 | 2 |
| U | > 1.400 bis 1.600 MHz | 8 | 2 |
| G | > 100 bis 200 MHz | 2 | 3 |
| H | > 200 bis 300 MHz | 3 | 3 |
| I | > 300 bis 400 MHz | 4 | 3 |
| J | > 400 bis 500 MHz | 5 | 3 |
| K | > 500 bis 600 MHz | 6 | 3 |
| L | > 600 bis 700 MHz | 7 | 3 |
| M | > 700 bis 800 MHz | 8 | 3 |
| O | 100 bis 200 MHz | 2 | 4 |
| P | 150 bis 300 MHz | 3 | 4 |
| Q | 200 bis 400 MHz | 4 | 4 |
| R2 | 200 bis 400 MHz | 2 | 5 |
| R3 | 300 bis 600 MHz | 3 | 5 |
| R4 | 400 bis 800 MHz | 4 | 5 |
| R5 | 500 bis 1.000 MHz | 5 | 5 |
| R6 | 600 bis 1.200 MHz | 6 | 5 |
| R7 | 700 bis 1.400 MHz | 7 | 5 |
| R8 | 800 bis 1.600 MHz | 8 | 5 |
| R9 | 900 bis 1.800 MHz | 9 | 5 |
| R10 | 1.000 bis 2.000 MHz | 10 | 5 |
| R11 | 1.100 bis 2.200 MHz | 11 | 5 |
| R12 | 1.200 bis 2.400 MHz | 12 | 5 |
* Die CA-Bandbreitenklassen V und W gelten ausschließlich für Betriebsbänder innerhalb von FR2-2.
8.1 CA Konfigurationen (wichtig)
Um die Verwirrung komplett zu machen. Praktisch alle E-UTRA Nutzbänder, wie n28 oder n78 lassen sich prinzipiell mit Bandbreiten-Klassen kombinieren. Daraus ergibt sich eine schier unüberblickbare Möglichkeit an Kombinationen. Zum Beispiel notiert man „CA_1C“ für Band n1 mit Klasse C. Oder „CA_1A-5B“, was abgekürzt bedeutet: Interband-Carrier Aggregation auf Band n1 mit der Bandbreitenklasse A und Band n5 mit Klasse B.
So ergeben sich in der Praxis für Smartphones dann zigtausend Möglichkeiten, die sich kaum sinnvoll abbilden lassen. Für Spezialisten empfehlen wir diese Seite, wo sich pro Gerät, wie z.B. dem neusten iPhone, alle einzeln auflisten lassen. Meist sind das hunderte Seiten!
9. Sonderfall Dual Connectivity
Neben der Kanalbündelung, gibt es noch ein weiteres Performance-Enhancement Verfahren was recht ähnlich funktioniert – die sogenannte Duale Konnektivität, englisch Dual Connectivity (EN-DC).
Dabei kann ein Endkundengerät (UE) gleichzeitig Daten auf mehreren Trägern von zwei Masten (ein Master-eNB und ein sekundär eNB) bzw. Cell Groups senden und empfangen. Diese können unterschiedliche Mobilfunktechniken nutzen, etwa LTE und NR bei EN-DC. Solch eine Konfiguration kann also Vorteile des 4G- und 5G-Spektrums gleichermaßen nutzen. Das kann den Netzdatendurchsatz steigern, die Stabilität erhöhen und den Lastenausgleich zwischen Funkstationen optimieren.
10. Carrier Aggregation zwischen "Time-" & "Frequency Division Duplex"
Schon im Jahre 2020 demonstrierten Qualcomm und Ericsson in einem Test[6], dass man die Grundlagen geschaffen hat, Frequenzbereiche mit unterschiedlichen Duplex-Verfahren zusammen zu fassen. Gemeint ist FDD und TDD! Bis dato konnten per CA immer nur Frequenzbänder jeweils eines Verfahrens aggregiert werden. Beide haben aber jeweils Vorteile und Nachteile. Moderne 5G-Netze können die Vorteile von FDD sowie TDD per CA kombinieren und so deren Nachteile minimieren bzw. ausschalten.
11. Was bringt die Zukunft?
Sicher vor allem mehr Bandbreite, sprich Geschwindigkeit. Nicht nur die Bündelung mit mmWave wird einen deutlichen Schub bringen. Auch bei Sub-6-GHz schlummert noch viel Potenzial, wie Qualcomm mit seinem X75 Chip im Q3/2023 demonstrierte. Dabei konnte der Chiphersteller via 4-fach CA und QAM1024 satte 7,5 GBit/s erzielen[7].Im Sommer 2024 demonstrierte O2 dann auch erstmals 4xCA in der Praxis und erreichte so um die 1700 MBit/s. Noch steht die Technik nicht im breiten Netz für Endkunden zur Verfügung, allerdings dürfte es bis zur bundesweiten Verfügbarkeit nicht mehr lange dauern.
12. Häufige Fragen
In welchen Bandbereichen kann CA genutzt werden? Sowohl im regulären FR1-Frequenzbereich, als auch bei FR2.
Weiterführendes
» internationale 5G-Frequenzen und mmWave Bänder» Was ist Mid-, Low- und Highband?
» 5G Frequenzen weltweit in der Vergleichstabelle
Quellen:
[1] https://info-nrlte.com/tag/cross-carrier-scheduling/
[2] https://www.nokia.com/about-us/newsroom/articles/5g-carrier-aggregation-explained/
[3] https://www.ericsson.com/en/ran/carrier-aggregation
[4] https://www.techplayon.com/5g-carrier-aggregation-bandwidth-classes/
[5] http://sqimway.com/nr_ca.php
[6] https://www.ericsson.com/en/news/2020/8/5g-carrier-aggregation
[7] qualcomm.com