Was unterscheidet 5G von bisherigen Mobilfunktechnologien?

Einfach gesagt handelt es sich bei 5G um die nächste Generation des digitalen Mobilfunks. Die Entwicklung des digitalen Mobilfunks begann im Jahr 1992 mit GSM. Es folgten UMTS und LTE. Bei GSM wurde das Mobilfunknetz primär zum Telefonieren genutzt, wodurch die erforderliche Bandbreite gering war. Die Anforderungen an das Mobilfunknetz entwickelten sich jedoch schnell weiter, so dass zur Einführung von UMTS bereits eine höhere Bandbreite benötigt wurde. Das Mobilfunknetz wurde unter anderem auch zum Senden und Empfangen von E-Mails und zum Surfen im Internet genutzt. Mit der Zeit nahm die Zahl der mobilen Anwendungen immer weiter zu: man verwendet das Mobilfunknetz nun auch zum Videostreaming, für den Zugriff auf soziale Medien und zur Navigation. Diese Anwendungen erfordern die Übertragung großer Datenmengen in kurzer Zeit. LTE ermöglicht dies durch die drastische Erhöhung der Bandbreite im Vergleich zu vorangegangenen Technologien. Bisher lag also der Fokus primär auf einer Erhöhung der Bandbreite.

Bei 5G handelt es sich jedoch um mehr als eine Übertragungstechnologie: 5G ist ein Bündel bestehend aus mehreren Technologien, die über die reine Datenübertragung hinausgehen. 5G ermöglicht so neue Anwendungen, die mit dem bisherigen Fokus auf reine Übertragungsverfahren nicht umgesetzt werden konnten.

Zu diesen Anwendungen gehören beispielsweise:

• Automatisiertes und autonomes Fahren
• Mobile Augmented Reality Anwendungen
• NarrowBand-IoT
• Mobiles Gaming

Diesen Anwendungen lassen sich drei Anwendungsprofilen zuordnen:

• Enhanced Mobile Broadband
• Massive Machine Type Communication
• Ultra Reliable and Low Latency Communications

Die Anwendungsprofile haben in Teilen gegensätzliche Anforderungen und können deshalb nicht alle mit derselben Technologie erfüllt werden. Es werden verschiedene Frequenzen und ergänzende Technologien, die über die Datenübertragung hinausgehen, benötigt. Eine wichtige Designentscheidung bei jedem Funknetz ist die Wahl der Übertragungsfrequenz. Als Daumenregel gilt hier: Je höher die Frequenz ist, umso höher kann die übertragene Datenmenge sein. Jedoch sinkt mit höherer Frequenz die Reichweite der Funksignale. Drei Frequenzbänder sind für die Verwendung durch 5G vorgesehen: Das Sub-3-GHz-Band beinhaltet Frequenzen zwischen 700 MHz und 2,6 GHz. Dieses wurde bereits in vorherigen Mobilfunkgenerationen genutzt. Das sogenannte C-Band beinhaltet Frequenzen von 3,4 GHz bis 3,8 GHz. Dieses wird mit 5G erstmalig für den Mobilfunk eingesetzt. Darüber hinaus gibt es die Millimeterwellen, die Frequenzen von 26 GHz bis 28 GHz beinhalten.

Bei den höheren Frequenzen sind die Reichweite und die Durchdringung teils sehr gering. Bei Millimeterwellen beträgt die Reichweite teils nur wenige hundert Meter. Um das zu kompensieren, wird eine Technologie Namens „Beamforming“ eingesetzt. Dadurch können die Funkwellen punktueller fokussiert und damit ihre Reichweite erhöht werden. Zudem wurden bei 5G erstmalig Campusnetze eingeführt. Dabei können Unternehmen ihr eigenes Mobilfunknetz betreiben. Diese stehen dann exklusiv dem Unternehmen zur Verfügung und erlauben keinen Zugriff aus dem öffentlichen Netz. Ihre besondere Stärke spielen Campusnetze dann aus, wenn sie mit einem Edge Server kombiniert werden. Der Edge Server ermöglicht durch die lokale Datenverarbeitung unter anderem besonders niedrige Latenzzeiten, Vorteile hinsichtlich des Datenschutzes, eine geringere Netzwerkbelastung und die Bereitstellung von zusätzlichen Services.

Um die Einstiegsfrage zu beantworten: 5G unterscheidet sich insofern von bisherigen Mobilfunktechnologien, als dass es sich um mehr als nur eine Übertragungstechnologie handelt. 5G enthält verschiedene Technologien, bei denen die Anwendung und der Nutzen, der daraus entstehen kann, im Fokus steht.

Ihr Ansprechpartner zu 5G ist Sebastian Renken.