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. Im Vergleich zu 5G Non-Standalone (5G NSA) sind hier umfangreiche Änderungen im Kernnetz notwendig.

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 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 also auch das Kernnetz auf 5G umgerüstet sein.

Funkmast mit 5G-Antennen ganz oben

2. Vorteile von 5G standalone

Private Nutzer werden in 5G-Standalone Mobilfunknetzen wahrscheinlich insbesondere deutlich geringere Latenzzeiten bemerken. Im Vergleich zu LTE, liegen die Reaktionszeiten bei 5G (theoretisch) 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 viele Nutzer noch enttäuschend aus und bewegen sich im Bereich von "normalem" LTE. Weiter sind also 15-50 ms eher die Regel, statt der avisierten Pingzeiten von deutlich unter 10 ms.

Zusammenfassung der 5G SA Features und Vorzüge:

2.1 Vorerst keine höheren Datenraten über SA

Höhere Geschwindigkeiten sind im Vergleich zu 5G NSA Netzen aber vorerst nicht zu erwarten. Im Gegenteil: Nutzer die eine direkte 5G SA Verbindung haben, werden zunächst langsamer surfen. Das liegt daran, dass über NSA aktuell noch mehr Frequenzbereiche zur Verfügung stehen. Das hier noch nicht die Maximalrate von bis zu 20 GBit/s erreicht wird, liegt einzig an den bisher mangelnden Frequenzbändern. Erst wenn mehrere Bereiche per Carrier Aggregation gebündelt werden können, ist auch mit steigenden Datenrate bei 5G SA Netzen zu rechnen. Vodafone rechnet z.B. zunächst nur mit maximal 700 MBit via SA[1].

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 sollen durch den Fokus auf niedrige Reaktionszeiten und erhöhte Zuverlässigkeit attraktiv für neue Anwendungen werden und neue Geschäftsmodelle neben dem klassischen mobilen Breitband erlauben. Denkbar wären in 5G SA Netzen zum Beispiel der energiesparende Betrieb von vernetzten Sensoren oder die Unterstützung von Technologien in selbstfahrenden Autos. Auch die Fernsteuerung von Maschinen, welche besonders hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Verbindung stellt, wird mit 5G-Netzen möglich werden.

3. Wer bietet schon 5G Standalone in Deutschland?

Seit Mitte 2021 bieten mittlerweile alle drei Netzbetreiber das „echte 5G“ wenn man so will. Namentlich also Vodafone, O2 und die Deutsche Telekom. Allerdings nicht im selben Ausmaß.

Die Telekom betreibt zunächst nur einen Standort mit 5G SA in Garching bei München. Hier sollen in den nächsten Monaten erste Schritte erprobt werden, um die Technik später dann 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.

O2 Telefónica ist hier schon einen Schritt weiter. Der Provider hat bereits im Mai 21 sein 5G Standalone Kernnetz in Betrieb gekommen. Die dafür nötigen Standalone-Server und Antennen, gibt’s aktuell im Münchner Live-Netz. Noch im Sommer 2021 will man das neue Kernnetz bundeweit in allen Rechenzentren implementieren. Damit dürfte 5G SA über O2 bald in allen größeren Städten funken.

Den Anfang machte übrigens Vodafone. Die Düsseldorfer beanspruchen nicht nur damit die Führungsrolle in Sachen 5G SA. In einer Pressemitteilung vom 12. April, verweist Vodafone darauf, der EU-weit erste Anbieter für Standalone 5G im Live-Netz 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. Man versorge seither über 170 Städte und Gemeinden mit der echten 5G-Technik.

4. neue Hardware für 5G SA nötig

Die meisten Smartphone und Tablets unterstützen bereits heute 5G. Nicht jedes Gerät ist aber automatisch auch für die Nutzung in 5G SA Netzen geeignet. Insbesondere die erste Generation der 5G Smartphones, welche im Jahr 2019/2020 auf den Markt kam, hat 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.

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?


Quelle:
[1] Vodafone Pressemeldung