5G Standalone (SA)
Was ist standalone 5G und worin liegt der Unterschied zu 5G non-standalone?
Der neue Mobilfunkstandard 5G bringt viele Verbesserungen mit sich. Im Vergleich zu 4G/LTE bieten die Netze der 5. Generation zum Beispiel deutlich höhere Geschwindigkeiten. Die meisten Verbesserungen sind aber im vollen Umfang erst mit dem sogenannten "5G Standalone", kurz 5G SA, möglich. Man kann sogar soweit gehen und sagen, erst 5G SA ist echtes 5G! Wir zeigen, wo die Unterschiede zu Non-Standalone (5G NSA) liegen, was für 5G SA nötig ist und welche Provider das richtige 5G schon bieten.
1. Standalone = Zugangsnetz und Kernnetz für 5G
Das Zugangsnetz ist der Teil des Mobilfunknetzes, welches die Verbindung mit dem Endgerät eines jeden Teilnehmers aufbaut. Mobilfunkmasten mitsamt Antennen, Funktechnik und Anbindung gehören beispielsweise zum Zugangsnetz. Das Kernnetz (5GC) ist hingegen viel zentralisierter als die vielen Tausend Funkmasten des Zugangsnetzes. Es beinhaltet viel mehr Logik. Darin werden etwa die Kundendaten gespeichert, welche die Verbindungen vermitteln und die Abrechnungsdaten erstellen. Grundsätzlich funktioniert ein 5G-Zugangsnetz auch mit einem älteren Kernnetz! Diese Kombination nennt sich dann 5G NSA. Für ein „echtes“ 5G-Netz, also 5G SA, muss aber auch das Kernnetz auf 5G umgerüstet sein.
Bei „Non Standalone“, wird 5G sozusagen auf 4G „huckepack aufgesetzt“. Nur Standalone kommt ohne eine LTE Trägerfrequenz aus. „Echtes“ 5G ist also nur „Standalone“!
1.1 Was bedeutet Nutzer- und Kontrollebene in der abgebildeten Grafik?
Bei der sogenannten Nutzerebene (User Plane Function, oder Datenebene) handelt es sich um die Primärleitung für die Verarbeitung der Daten im Mobilfunknetz. Über die Steuerebene (Control plane) wird dagegen geregelt, wie diese Daten weitergeleitet, verwaltet und verarbeitet werden.
2. Vorteile von 5G standalone
Private Nutzer werden in 5G-Standalone Mobilfunknetzen wahrscheinlich insbesondere deutlich geringere Latenzzeiten bemerken. Denn im Vergleich zu LTE, liegen die Reaktionszeiten bei (richtigem) 5G deutlich niedriger. Je nach Anwendung, wird von Ping-Zeiten bis in den Bereich von nur noch einer Millisekunde ausgegangen. Da aktuell vor allem noch auf 5G NSA gesetzt wird, fallen die Verbesserungen beim Ping für den Großteil der Nutzer noch enttäuschend aus und bewegen sich im Bereich von "normalem" LTE. Weiter sind also 15-60 ms eher die Regel, statt der avisierten Pingzeiten von deutlich unter 10 ms.
Ist man dagegen per 5G SA verbunden, können durchaus Latenzen im Bereich von Glasfaserzugängen möglich sein.
Zusammenfassung der 5G SA Features und Vorzüge:
2.1 Automatisch höhere Datenraten über SA?
Höhere Geschwindigkeiten sind im Vergleich zu 5G NSA Netzen aber nur möglich, wenn mehrere Bereiche per Carrier Aggregation gebündelt werden können. Als Vodafone z.B. im Jahr 2021 SA in seinen Netzen startete, ging der Anbieter zunächst davon aus, maximal 700 MBit/s darüber zu ermöglichen und erst später Datenraten jenseits der 1000 MBit/s[1]. Nötig ist also immer auch noch genügend Frequenzspektrum...
2.2 Vorteile für Industrielle Anwendungsbereiche
Die wesentlichen Verbesserungen von 5G SA im Vergleich zu 5G NSA sind für industrielle Anwendungen wichtig und betreffen nicht so sehr die klassische mobile Internetnutzung mit dem Smartphone oder Tablet.
Ziel von 5G Standalone ist eine, im Vergleich zu früheren Generationen, verbesserte Zuverlässigkeit, gepaart mit niedrigen Reaktionszeiten und, je nach Anwendung, deutlich geringerem Energieverbrauch. Dies soll noch einmal die obere Abbildung verdeutlichen. Auch können in 5G-Netzen deutlich mehr Geräte gleichzeitig verwendet werden. Im Fachjargon spricht man bei den niedrigen Reaktionszeiten übrigens von uRLLC (ultra-high reliability and low latency communication).
Die Mobilfunknetze werden durch den Fokus auf niedrige Reaktionszeiten und erhöhte Zuverlässigkeit attraktiv für neue Anwendungen und Geschäftsmodell. Denkbar sind in 5G SA Netzen zum Beispiel der energiesparende Betrieb von vernetzten Sensoren oder die Unterstützung von Technologien in selbstfahrenden Autos. Auch Fernsteuerung von Maschinen, welche besonders hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Verbindung stellt, wird mit 5G-Netzen möglich.
3. Wer bietet schon 5G Standalone in Deutschland?
Seit Mitte 2021 bieten mittlerweile alle vier Netzbetreiber das „echte 5G“ wenn man so will. Namentlich also Vodafone, O2, Deutsche Telekom sowie 1&1 wenn man diese schon mitzählt. Allerdings längst nicht im selben Ausmaß!
Am weitesten fortgeschritten in Punkto SA-Netze scheint bisher Vodafone, wo die Technik übrigens selbst "5G+" genannt wird. Der Konzern machte bereits vor einigen Jahren den Anfang. In einer Pressemitteilung vom 12. April 2021 verkündete der Konzern, EU-weit erste Anbieter für Standalone 5G im Live-Netz gewesen zu sein. Dazu hatte man 1000 Antennen bei 3,5 GHz freigeschaltet und das erste kommerziell verfügbare Smartphone (Oppo Find X3 Pro, siehe folgen) gleich mit angeboten. Im 3. Quartal 2023 umfasste das Netz schon satte 4.200 5G+ Stationen mit rund 12.500 5G+ Antennen im Einsatz.
O2 Telefónica hatte ebenfalls Mitte 2021 sein 5G Standalone Kernnetz in Betrieb gekommen. Die dafür nötigen Standalone-Server und Antennen fand man jedoch nur in München. Im Oktober 2023 schaltete O2 dann standalone im kompletten Netz für alle Nutzer frei. Der Provider bietet Standalone vor allem dort, wo 5G schon über 3.6 GHz Antennen betreiben wird. Im Ende 2023 waren das über 18.000 Antennen bundesweit. Damit dürfte 5G SA über O2 schon in den meisten Städten funken.
Die Deutsche Telekom betrieb zunächst nur einen Standort mit 5G SA in Garching bei München. Hier sollten erste Schritte erprobt werden, um die Technik in der Fläche für die Kunden auszurollen. Wann ist noch nicht bekannt! „Der Ausbau von 5G in der Fläche ist die Vorbereitung unseres Netzes auf die nächsten Schritte der 5G-Entwicklung. Wir werden jede Möglichkeit nutzen, 5G noch schneller zu machen und weiter zu entwickeln“, so Walter Goldenits von der Dt. Telekom. Wir gehen von einem Release im Jahr 2024 aus.
4. neue Hardware für 5G SA nötig
Die meisten Smartphone und Tablets unterstützen bereits seit einigen Jahren 5G. Aber nicht jedes Gerät ist aber automatisch auch für die Nutzung in 5G SA Netzen geeignet. Insbesondere die ersten Generationen von 5G Smartphones, welche im Jahr 2019 bis 2021 auf den Markt kamen, haben diesbezüglich gewisse Einschränkungen. Das erste kommerziell in Deutschland verfügbare Model war übrigens das OPPO Find X3 Pro. Wer von den Vorteilen künftig profitieren will, sollte also beim Kauf darauf achten, dass dieses entsprechend kompatibel ist. Seit ca. 2022 ist das aber wohl fast überall der Fall...
Die Netzbetreiber brauchen für 5G Standalone im Zugangsnetzwerk übrigens normalerweise keine neue Hardware. Bestehende Antennen und aktive Technik können meist weiterverwendet werden, da die Änderungen für 5G SA vorrangig im Kernnetz umgesetzt werden müssen.
Infografik zum Thema | Quelle: Deutsche Telekom
Weiterführendes
» Was ist 5G non-standalone?
» Gegenüberstellung 5G NSA zu SA
Quelle:
[1] Vodafone Pressemeldung
