Neuer Mobilfunkstandard 5G: Verfügbarkeit, Netzabdeckung, Tarife & Geräte

Noch schneller, noch mehr Reichweite und noch zuverlässiger als LTE: Der neue Mobilfunkstandard 5G soll das Surfen mit Smartphone und Tablet noch angenehmer machen. Damit aber nicht genug, dank der rasanten Übertragungsgeschwindigkeit sollen sich zahlreiche virtuelle Anwendungen umsetzen lassen. Welche Vorteile bietet der LTE Nachfolger? Und gibt es schon erste 5G Handys? Hier erkläre ich Dir alles, was Du zum Mobilfunk der 5. Generation wissen musst.

Inhalt

Was ist 5G?

5G heißt der Nachfolger des LTE-Mobilfunkstandards, der auch als 4G bekannt ist.

Die Abkürzung 5G steht dabei schlicht für die 5. Mobilfunkgeneration. Im Februar 2017 hat sich das 3rd Generation Partnership Project (3GPP), ein weltweiter Zusammenschluss von Standardisierungsgremien für die Standardisierung im Mobilfunk, auf 5G als offiziellen Namen geeinigt und das Logo für den neuen Mobilfunkstandard vorgestellt: Es zeigt die Zahl 5 und den Buchstaben G vor einem grünen Funkwellensymbol.

Das offizielle 5G Logo. Bildquelle: © 3GPP

Rasante Entwicklung: Ein kurzer Überblick über die Geschichte des Mobilfunks

Wir haben uns daran gewöhnt, immer und überall erreichbar zu sein. Unterwegs ins Internet zu gehen, ist für uns ebenfalls eine Selbstverständlichkeit. Dabei hat sich der Mobilfunkmarkt in nur wenigen Jahren rasant entwickelt. Werfen wir einmal einen Blick zurück:

• 1958 kam die erste Mobilfunkgeneration auf den Mark – rein analog und nichts für den schmalen Geldbeutel.
• Erst Anfang der 1990er Jahre erfolgte die Digitalisierung. Der Mobilfunk der 2. Generation, 2G, ermöglichte nach und nach die Verbreitung des Handys als Massenprodukt. Erstmals ließen sich neben Sprache auch Daten übertragen – wenn auch sehr, sehr langsam.
• Mit dem Sprung auf 3G verbesserten sich die Datenübertragung enorm, UMTS erlaubte nun auch die Übertragung größerer Datenmengen.
• So richtig komfortabel wurde das Surfen mit dem Handy aber erst dank 4G oder LTE. Die Datenübertragungsraten liegen erstmals auf dem Niveau von Festnetzanschlüssen. LTE erlaubt zudem die digitale Übertragung von Mobilfunkgesprächen, Voice over LTE (VoLTE) genannt.

Mit der 5. Mobilfunkgeneration sollst Du noch deutlich schneller im mobilen Internet unterwegs sein als über LTE. Die Industrie erhofft sich darüber hinaus zahlreiche weitere Einsatzszenarien. Über das ultraschnelle Mobilfunknetz soll sich zum Beispiel das Internet der Dinge realisieren lassen, in dem physische und virtuelle Gegenstände miteinander kommunizieren.

Der LTE Nachfolger soll insgesamt eine bessere Performance bieten: höhere Datenrate, kürzere Latenzzeiten und höhere Zuverlässigkeit.

Wie schnell ist 5G?

Der LTE-Nachfolger verspricht rasante Surfgeschwindigkeiten. Die ersten Netze sollen einen Datendurchsatz von über 10.000 MBit netto ermöglichen.

Zum Vergleich: Mit den schnellsten LTE-Tarifen bist Du derzeit mit um die 300 MBit unterwegs. Die schnellsten Kabelnetze für zu Hause schaffen Geschwindigkeiten zwischen 200 und 400 MBit.

Schätzungen gehen davon aus, dass 5G sogar Datenübertragungsraten von 1 Terabit möglich macht. Als realistisch gelten allgemein 10 GBit/s. Das ist 100 Mal mehr, als das gängige LTE-CAT3 heute übertragen kann.

In der Praxis heißt das: Mit einem 5G Handy kannst Du einen Film 625 Mal schneller auf Dein Smartphone laden als über den derzeit flottesten DSL-Anschluss. In nur 3,6 Sekunden hättest Du Dir den Inhalt einer DVD inklusive Extras aufs Smartphone gezogen. Klingt vielversprechend, oder?

Welche Unterschiede gibt es zwischen LTE (4G) und 5G?

Der Mobilfunk der 5. Generation soll aber nicht nur schneller sein, sondern noch weitere Vorteile mit sich bringen.

Unter anderem soll es feste Zugangsnetze zu einer softwarebasierten, virtuellen Welt geben. Das 5G Netz soll sich dynamisch an unterschiedliche Anforderungen und Anwendungen anpassen. Darüber hinaus sollen auch Spezialnetze Zugang erhalten, die besonders hohe Datensicherheit und ein sehr zuverlässiges Netz für ihre Dienstqualität benötigen. Dazu gehören zum Beispiel E-Health-Anwendungen.

Was tatsächlich möglich ist, wird sich erst nach der Festlegung einheitlicher Standards zeigen. Mobilfunkanbieter und die Hersteller digitaler Geräte setzen aber heute schon große Hoffnungen in 5G.

Die Vorteile von 5G im Überblick

Das 5G-Informationsportal 5G-Anbieter.info beschreibt die erwarteten Vorteile des LTE Nachfolgers (siehe hier):

• höhere Datenübertragungsrate ab 5.000 MBit/s bis 10 Gbits
• geringere Latenzzeiten von unter 5 ms, eventuell sogar 1 ms
• 1.000 Mal mehr Volumen pro km² je Mobilfunkstation
• pro km² sollen außerdem 1.000 Mal mehr Endgeräte erreichbar sein als heute
• bessere Bandbreiteneffizienz als 4G
• Geringerer Stromverbrauch, nur noch ein Zehntel im Vergleich zu 2010
• nur noch ein Fünftel der Netzkosten von Vorgängernetzen
• Multiple Network Connectivity, über ein Gerät sollen also auch mehrere Netze erreichbar sein
• bis zu 99,999% Netzzuverlässigkeit

Darüber hinaus soll mit der Einführung von 5G überall eine Mindestdatenrate von 50 MBit/s zur Verfügung stehen. Egal, wo Du bist, überall sollst Du mit annehmbarer Geschwindigkeit YouTube-Videos schauen oder Musik streamen können.

Welche weiteren Anwendungsmöglichkeiten bietet der LTE Nachfolger?

Industrie und Entwickler gehen von acht möglichen Nutzungsszenarien aus, die 5G möglich macht. Das erste Szenario ist der bereits erwähnte Highspeed-Internetzugriff mit mindestens 50 MBit/s für alle.

Die weiteren Szenarien:

• In dicht besiedelten Gebieten steht Highspeed-Breitbandinternet zur Verfügung.
• Auch in Zügen und anderen Fahrzeugen ist eine störungsfreie Datenverbindung über mobile Geräte möglich.
• Das Internet der Dinge lässt sich realisieren.
• Die 5. Mobilfunkgeneration erlaubt die Echtzeitkommunikation, etwa über das Tactile Internet.
• Sehr zuverlässige Datenverbindungen ermöglichen erweiterte E-Health-Services wie Fern-OPs.
• Rettungs- und Katastrophendienste können neue, digitale Services anbieten.
• Die schnelle Datenübertragung macht neue Broadcast-Techniken möglich, zum Beispiel Live-TV in Ultra-HD fürs Smartphone und Tablet

Ab wann kannst Du den Mobilfunk der 5. Generation nutzen?

Vielleicht denkst Du Dir jetzt: Das klingt alles super! Wo bekomme ich mein 5G Handy?

Bis es so weit ist, wird es leider noch etwas dauern. Die Einführung des Standards ist auf internationaler Ebene nicht vor 2020 geplant. In Deutschland wirst Du als Endverbraucher wohl bis 2025 warten müssen, bevor Du Dir ein 5G Handy zulegen kannst.

Derzeit arbeiten das 3rd Generation Partnership Project (3GPP) und die Internet Engineering Task Force (IETF) an der Entwicklung einheitlicher Standards und Richtlinien. Nach derzeitiger Planung sollen die Spezifikationen für die 5G-Mobilfunktechnik bis September 2018 weitestgehend stehen.

Im Jahr 2019 folgt dann die World Radiocommunication Conference, auf der die Standardisierungsgremien Frequenzregulierung überprüfen und weltweite Rahmenbedingungen für den 5G Mobilfunk festsetzen wollen.

Bis dahin braucht es noch Protokolle, etwa für den Transport und die Verschlüsselung im Mobilfunk der 5. Generation.

Herausforderungen der Standardisierung

Eine Herausforderung bei der Standardisierung: Neben der 3GPP und der IETF beschäftigen sich auch andere Gremien mit der Entwicklung von Spezifikationen. Dazu gehören etwa das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), ein weltweiter Berufsverband von Ingenieuren. Auch die Internationale Fernmeldeunion ITU arbeitet an Richtlinien, ebenso die Mobilfunkanbieter.

Die UN-Institution ITU hat im Februar 2017 erste Standards für den LTE Nachfolger festgelegt. Demnach muss der Mobilfunk der 5. Generation vor allem eines sehr schnelle und stabile Kommunikation für Breitband und das Internet der Dinge zur Verfügung stellen. Weitere Standards gelten für Datenrate, Latenzzeit, Flächenverkehrskapazität und Energieeffizienz. Im November 2017 will die ITU ihren Bericht absegnen.

Teilweise erarbeiten die Gremien allerdings konkurrierende Spezifikationen für dieselben Anwendungsgebiete. So haben zum Beispiel sowohl die 3GPP als auch die IEEE einen Lösungsansatz für die Fahrzeugautomation herausgegeben.

Die 5G Strategie der deutschen Bundesregierung

Die EU-Kommission peilt an, den LTE Nachfolger bis 2020 marktreif zu machen. Auch in Deutschland soll der neue Mobilfunkstandard dann verfügbar sein – allerdings noch nicht für Endverbraucher.

Zunächst profitieren professionelle Anwender von den Vorteilen der 5. Mobilfunkgeneration. Erste Anwendungsgebiete eröffnen sich unter anderem in der Fahrzeugautomation, dem Gesundheitswesen und die Landwirtschaft.

Bis 2025 möchte die Bundesregierung dann ein „hochleistungsfähiges 5G-Netz“ bereitstellen. Das versicherte Verkehrsminister Alexander Dobrindt (CSU). Um diesen Plan umzusetzen, will die Bundesregierung bis 2018 weitere Mobilfunkfrequenzen bereitstellen.

Bis 2025 will Dobrindt zudem den Pilotbetrieb eines 5G Netzes entlang der Autobahnen und in den 20 größten deutschen Städten starten. Berlin möchte als eine der ersten Städte das ultraschnelle mobile Internet testen. In der Hauptstadt entstehen daher neue Sendeanlagen am Ernst-Reuter-Platz, auf dem ehemaligen Telefunken-Hochhaus.

Für den flächendeckenden Betrieb des 5G-Netzes braucht es deutschlandweit aber noch weit mehr Sendemasten. Die Bundesregierung prüft derzeit, ob sich Sendeanlagen zum Beispiel in Ampeln und Laternenmasten integrieren lassen. Die Verbindung mit den dazugehörigen Basisstation erfolgt über Glasfaser.

Städte und Kreise können sich zudem an einem Wettbewerb beteiligen und Projekt-Ideen einreichen.

5 Schritte für 5G in Deutschland

Alexander Dobrindt (CSU) gibt den Startschuss für 5G in Deutschland.
Bildquelle: BMVI

Die 5G Strategie der Bundesregierung besteht ganz programmatisch aus fünf Punkten:

1. 5G-Frequenzen bereitstellen.
2. 5G-Forschung unterstützen – mit 80 Millionen € Fördermitteln vom Bund.
3. 5G-Kooperationen fördern – durch das „Dialogforum 5G“, das Industriepartner, Telekommunikationswirtschaft und Anwender vernetzen soll.
4. 5G für Städte und Kommunen initiieren – Förderung einer 5G-Musterstadt mit bis zu 2 Millionen €.
5. 5G-Rollout beschleunigen – Inbetriebnahme des Netzes bis 2025.

Was tut sich in anderen Ländern?

Auch anderswo auf der Welt bemühen sich Regierungen, Industrie und Mobilfunkkonzerne, so schnell wie möglich ein funktionierendes 5G Netz an den Start zu bringen.

Asiatische Länder preschen vor. Korea will 5G bereits zur Übertragung der Olympischen Winterspiele 2018 nutzen. Japan plant, die Olympischen Sommerspiele 2020 über 5G zu übertragen. Aufgrund des engen Zeitplans kommt dafür aber vermutlich noch die bestehende 4G- und 3G-Infrastruktur zum Einsatz. 5G Komponenten werden zunächst nur auf Teilnehmerseite implementiert.

T-Mobile hat derweil Pläne zur Einführung des LTE Nachfolgers in den Vereinigten Staaten präsentiert. Schon 2019 möchte der Mobilfunkanbieter die Infrastruktur in Betrieb nehmen. Bis 2020 soll die landesweite Abdeckung erfolgen.

Der US-amerikanische Telekommunikationsanbieter AT&T hatte sogar verkündet, bis Ende 2017 ein „5G Evolution“ genanntes Netz zur Verfügung zu stellen. Dabei handelt es sich aber um kein „echtes“ 5G Netz, sondern um ein beschleunigtes LTE-Netz.

Im Juli 2017 hat darüber hinaus Apple die Erlaubnis der US-Regulierungsbehörde FCC erhalten, ein 5G Testnetz aufzubauen. Apple plant Testläufe im 39-GHz- sowie im 28-GHz-Frequenzband. Auf diese Weise will der Konzern Daten zum Einsatz von Geräten im 5G Netz gewinnen.

Was unternehmen die Mobilfunkanbieter in Deutschland?

Sowohl die Telekom als auch Vodafone und Telefónica investieren in 5G Forschungsprojekte.

Die Telekom hat im März das Bonner Innovationslabor 5G:haus eröffnet. An dem Forschungsprojekt beteiligen sich die Netzwerkausrüster Nokia und Ericsson, die Hersteller Huawei, ZTE, Samsung und Qualcomm sowie die Fraunhofer-Gesellschaft und die Universitäten Kassel und Stanford.

Die Ziele des Projekts:

• einen einheitlichen Standard entwickeln
• neue Netzarchitekturen entwerfen
• Endverbraucher einbinden

Zusammen mit der Telefónica beteiligt sich die Telekom zudem an dem 5G NORMA Projekt, das zur 5G-PPP-Initiative der EU gehört. Der Provider Orange sowie Nokia, Alcatel-Lucent und die Unis London, Madrid und Kaiserslautern sind weitere Partner.

Die spanische Telefónica, Mutterkonzern der deutschen Anbieter o2 und E-Plus, hat noch weitere Schritte in Richtung 5G unternommen. Gemeinsam mit dem IMDEA Network hat der Konzern eine Forschungsgruppe in Madrid gegründet und entwickelt Netzwerktechnologien.

Vodafone beteiligt sich unter anderem durch einen „Lehrstuhl für mobile Kommunikationssysteme“ an der TU Dresden an der Entwicklung der nächsten Mobilfunkgeneration. Im September 2014 eröffnete die Uni zudem ein 5G Testlabor. Hier wollen Wissenschaftler und der Mobilfunkanbieter die technischen Möglichkeiten von 5G erforschen und Richtlinien erarbeiten.

5G Performance in Tests

Die Ergebnisse der Forschungsprojekte ließen sich bereits in einigen Tests bewundern.

Schon 2014 präsentierte die TU Dresden ein funktionierendes 5G Netz. Den Forschern war es gelungen, Daten zwischen zwei Rechnern mit 5 GBit/s zu übertragen.

Auf dem World Mobile Congress 2015 errichtete Ericsson ein Testnetz und erzielte darüber eine Datenübertragungsrate von 3.560 MBit/s. Das ist immerhin 222 Mal so schnell wie ein 16 Mbit DSL-Anschluss.

Zur IFA 2016 stellt die Deutsche Telekom ein erstes Anwendungsszenario vor: Sie ließ ein Sportevent aus dem Berliner Olympiastadion in in 360° und 3D in 4K filmen und per Funk übertragen.

Vor welche Herausforderungen stellt 5G die Mobilfunkanbieter?

Die Einführung von 5G stellt nicht nur vor enorme Herausforderungen, wenn es um die Entwicklung einheitlicher Standards geht. Die Mobilfunkanbieter haben auch einige technische Schwierigkeiten zu meistern.

Um die enorm hohen Übertragungsgeschwindigkeiten und die erhoffte Zuverlässigkeit zu erreichen, sind nämlich sehr hohe Frequenzbereiche notwendig.

Bei einer ersten LTE-Frequenzauktion hatten die Telekom 100 MHz, Vodafone 110 MHz und die Telefónica 60 MHz ersteigert. Experten erwarten allerdings, dass bei 5G erstmals auch sehr hohe Frequenzbereiche von bis zu 300 GHz zum Einsatz kommen.

Über die höheren Frequenzbereiche lassen sich zwar mehr Daten pro Sekunde übertragen, gleichzeitig weisen sie aber eine geringere Reichweite auf. Das bedeutet: Ein stabiles 5G Netz braucht deutlich mehr Funkmasten als das bisherige LTE-Netz. Die Anbindung der Verteiler an die Basisstation benötigt zudem ein dichteres Glasfasernetz.

Eine weitere Herausforderung stellt die Sicherheit des Netzes dar. Wenn neben Endverbrauchern auch zahllose Gegenstände ins Netz gehen, macht das eine vollkommen neue Sicherheitsstruktur nötig.

Bieten die Provider bereits 5G Tarife an?

Der Mobilfunk der 5. Generation steckt wie gesehen noch in der Entwicklungsarbeit. Die Provider bieten daher noch keinen 5G Tarif an.

Vodafone verspricht auf einem eigenen Info-Portal bereits, mit der Einführung von Tarifen zu beginnen, sobald die Technologie ausgereift ist.

Musst Du für 5G Tarife mehr bezahlen?

Aller Voraussicht nach musst Du für einen 5G Tarif etwas tiefer in die Tasche greifen als für einen LTE-Tarif. Zumindest anfangs.

Die Provider müssen Frequenzen ersteigern, ihr Netz ausbauen und für mehr Sicherheit sorgen. Das alles ist natürlich mit Kosten verbunden. Da steht es zu erwarten, dass die Mobilfunkanbieter diese Kosten auf den Endverbraucher umlegen.

Durch die höhere Netzstabilität sollen die Kosten für den Netzbetrieb jedoch auf lange Sicht sinken. Hat sich der Standard etabliert, stabilisieren sich daher vermutlich auch die Preise für 5G Tarife.

Wie schreitet die Entwicklung von 5G Handys voran?

Zwar kannst Du noch kein 5G Handy kaufen, die Hersteller arbeiten aber intensiv an neuen Geräten für die 5. Mobilfunkgeneration.

Bildquelle: Huwaei

Als Vorreiter hat sich der chinesische Konzern Huawei herauskristallisiert. Schon 2015 hat der Hersteller sein erstes 5G Handy gezeigt. Das hatte allerdings noch die Maße eines Kühlschranks – eher unpraktisch für unterwegs.

Die nächsten Prototypen schrumpften immerhin auf die Größe eines Schuhkartons.

Erste marktreife Geräte möchte Huawei 2019 anbieten. Um die Entwicklung von 5G-fähigen Modems kümmert sich die Tochterfirma HiSilicon.

Der Mobilfunk der 5. Generation – ein Fazit

Mit einer Übertragungsrate von bis zu 10 GBit soll die 5. Mobilfunkgeneration ein rasantes Tempo bieten. 5G unterscheidet sich von seinen Vorgängern aber noch in weiterer Hinsicht.

Datenverbindungen sollen so stabil und zuverlässig sein, dass sich darüber sogar Operationen aus der Ferne durchführen lassen. Im Internet der Dinge kommunizieren Gegenstände selbständig miteinander und nehmen Dir viele Aufgaben ab.

Die Hoffnungen in den neuen Mobilfunkstandard sind groß. Erste Tests zeigen vielversprechende Leistungen. Zwischen 2020 und 2025 sollen die Visionen Realität werden.

Bis dahin stehen Politik, Standardisierungsgremien und Telekommunikationsanbieter aber noch vor zahlreichen Aufgaben. Bevor 5G den Schritt von der schönen Vorstellung in die Praxis macht, braucht es einheitliche Standards und ein gut ausgebautes Netz an Funkmasten.

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