5G / 5. Mobilfunkgeneration

Schneller Zugang zum Internet gilt als Schlüssel zu einer erfolgreichen Digitalisierung. Doch Deutschland hinkt im internationalen Vergleich hinterher. Mit Einführung des neuen weltweiten Standards 5G möchte die Bundesrepublik aufschließen. Was hat es mit dieser Technologie auf sich?

Was ist 5G?

Der Name 5G bezeichnet die fünfte Generation des Mobilfunks und wird seltener auch NGN genannt, das für „Netzwerk der nächsten Generation“ steht. Die Namen der Vorläufersysteme LTE (4G), UMTS sowie die der Weiterentwicklung Edge (3G) und GSM (2G) dürften den meisten Handynutzern zumindest bekannt vorkommen. Als „1G“ werden übrigens rückwirkend die mittlerweile abgeschalteten analogen Netze A, B und C bezeichnet. Die Namen derer Nachfolger, nämlich die Netze D und E, werden Mobilfunkkunden sicher schon gehört haben.
Die Industrievereinigung Third Generation Partnership Project (3GPP) hat gemeinsam die internationalen Standards für 5G New Radio definiert. Es soll nicht nur schneller und flexibler als der bisherige Standard LTE sein, sondern auch abwärts- und – wo vorhersehbar – aufwärtskompatibel. Technisch betrachtet funkt 5G primär elektromagnetische Wellen im Millimeterbereich. Erst in diesen hochfrequenten Bereichen kommen die Vorteile der neuen Technologie gegenüber dem Vorgänger durch.

Wie schnell ist 5G?

Es gibt nicht „das“ 5G-Netz, da es sich dabei um eine flexible Technologie handelt, die sich an die lokalen Bedürfnisse anpassen soll. Experten und Betreiber geben allerdings Höchstbandbreiten von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde an. Zum Vergleich: Die Deutsche Telekom bietet derzeit LTE+-Tarife an, die maximal 300 Megabit (≙ 0,3 Gigabit) sekündlich schaffen.
Die Latenz, also die Zeit, die Informationen brauchen, um zwischen zwei Geräten zu „reisen“, wird für 5G mit 1-4 Millisekunden angegeben. In der Praxis, vor allem bei Mobilgeräten auf Reisen, wird diese realistisch höher liegen, etwa im Bereich von 10 Millisekunden. LTE-Netze bewegen sich in einer mittleren Verzögerung von grob 50 Millisekunden.

Was sind die Nutzen von 5G?

Experten entwerfen drei grundsätzliche Anwendungsszenarien für 5G. Die für Privatkunden vermutlich relevanteste Methode ist die des Enhanced Mobile Broadband (EMBB). Dieses fokussiert sich auf hohe Bandbreiten für mobile Anwender. Diese erlauben es, hochauflösende Videos in 4K (4096 x 2160 Pixel) oder dem zukünftigen Standard 8K (7680 x 4320 Pixel) unterwegs zu betrachten. Auch VR- oder AR-Anwendungen brauchen hohe Bandbreiten, die EMBB liefern würde.
Spezialisierte 5G-Netze könnten Industrieprozesse verfeinern: Unter dem Namen Machine to Machine (M2M) verstehen Experten eine verstärkte Kommunikation von Geräten untereinander, etwa in einer Fertigungsstraße. Die geringen Latenzen und Energiekosten eignet M2M ferner auch für Anwendungen im Internet of Things, wo das Prinzip das gleiche ist wie in der Fabrik, jedoch „sprechen“ Haushaltsgegenstände wie Kühlschränke oder Smart-Home-Geräte miteinander.
Zuletzt erhoffen sich Experten 5G als starkes Rückgrat für das autonome Fahren oder Medizin. Kleine besonders zuverlässige Mobilfunkzellen mit geringer Sendeleistung spezialisieren sich auf kritische Infrastruktur. Sie liefern eine Verbindung, auf die sich entscheidende Menschen oder Maschinen verlassen können. Dieses Verfahren ist als Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) bekannt.

Wann wird 5G in Deutschland verfügbar sein?

Frequenzen sind eine physikalisch begrenzte Ware und deshalb sehr wertvoll. Anfang 2019 schrieb die Bundesnetzagentur Frequenzen in den Bereichen 2 Gigahertz und 3,6 Gigahertz für die kommerzielle Nutzung aus. Deutsche Mobilfunkbetreiber durften dann in einer Auktion auf die Frequenzen bieten. Insgesamt nahmen vier Betreiber teil und kauften Funklizenzen für 6,5 Milliarden Euro. Teilgenommen haben die Drillisch Netz AG (1&1) Telefónica Germany (O2), die Telekom und Vodafone. Zusätzlich reserviert die Bundesnetzagentur die Frequenzbereiche 3700 Megahertz bis 3800 Megahertz sowie bei 26 Gigahertz für Anträge regionaler Netzbetreiber, kleiner und mittlerer Unternehmen sowie von Gemeinden. Dabei handelt es sich um lokale Sendeanlangen, etwa in Industrieanlagen.
Erste Testnetze für den kommenden Mobilfunkstandard gibt es in Deutschland bereits. Die Telekom wirbt mit Tarifen, die 5G in Berlin, Hamburg, München, Bonn, Leipzig und Darmstadt nutzen können. Bereits 2020 sieht der Konzern 5G in Deutschland großflächig im Einsatz. Konkurrent Vodafone geht davon aus, 2021 etwa 20 Millionen Deutsche mit 5G versorgen zu können.