Was ist 5G? Grundwissen zum neuen Mobilfunk-Standard

5G Die neue Netzwerktechnologie im Mobilfunk

Gefühlt überall hört und liest man im Zusammenhang mit Mobilfunk von 5G, der neuen Netzwerktechnologie der Zukunft. Doch was bedeutet 5G eigentlich und wie kam es über all die Jahre vom Netzstandart 1G zu 5G? Im nachfolgenden Artikel klären wir Sie über das Wichtigste sowie die Hintergründe zum neuen Mobilfunkstandard 5G auf.

Was ist 5G?

Konnektivität ist das Schlüsselwort der Zukunft. Egal, welche Bereiche man sich ansieht – ob Künstliche Intelligenz (KI), Augmented Reality, Smart Home, selbstfahrende Autos, in der Maschinenkommunikation der Industrie, der IT-Technik oder der Telemedizin – eine schnelle und immer verfügbare Internetverbindung wird überall gefordert.

Um mit der Explosion der Digitalisierung, verbunden mit neuen vernetzten Gadgets und Fahrzeugen Schritt zu halten, ganz zu schweigen von der Flut an Video-Streamings, hat die Mobilfunkindustrie 5G – fifth generation wireless – eingeführt. 5G ist also die fünfte Generation der drahtlosen Netzwerktechnologie, die Geschwindigkeiten von etwa 10 Gigabit pro Sekunde auf Ihr Samsung Galaxy S21 Ultra 5G oder Ihr Xiaomi Mi 11 Lite 5G bringen wird. Das ist mehr als 600-mal schneller als die typischen 4G-Geschwindigkeiten heutiger oder älterer Smartphones. 5G ist also schnell genug, um einen hochauflösenden 4K-Film in 25 Sekunden herunterzuladen oder mehrere Filme gleichzeitig zu streamen.

Was ist 5G?

Technologieführer USA oder China - Welches Land macht das Rennen um die 5G-Dominanz?

Was denken Sie, welches Land ist der weltweit führende Hersteller von 5G-Netzwerkausrüstung? Die Vereinigten Staaten von Amerika oder doch eher das Reich der Mitte? Auch wenn sich die USA stark um eine Führungsrolle bei der weltweiten 5G-Einführung bemüht haben, so hat China beim Rennen um die 5G-Dominanz die Nase vorn. Genauer gesagt ist das in China ansässige Unternehmen HUAWEI weltweit führend in der Herstellung von 5G-Technik und 5G-Netzwerkausrüstung.

Die USA fürchten, dass die 5G-Technologie China einen strategischen Vorteil im Rennen um KI verschaffen könnte, denn: mehr mit Netzwerken verbundene Geräte bedeuten automatisch mehr Daten. Mehr Daten, mit denen man Algorithmen trainieren kann, könnten wiederum bessere KI-Anwendungen bedeuten.

Unter der Trump-Administration eskalierte der Handelsstreit zwischen den USA und China, da HUAWEI-Technologie von amerikanischen Netzwerken ferngehalten werden sollte. Mehr zum Thema lesen Sie im verlinkten Beitrag zu HarmonyOS, dem eigenen Betriebssystem von HUAWEI.

Technologieführer USA oder China - Welches Land macht das Rennen um die 5G-Dominanz?

Geschichte der Netzgenerationen: 1G, 2G, 3G, 4G LTE und jetzt 5G

In den späten 1970er und 1980er Jahren wurde mit dem Aufbau der ersten Generation der Mobilfunknetze begonnen, analog versteht sich. In Deutschland stand das sogenannte A-Netz bereits ab 1958 zur Verfügung, das B-Netz folgte 1972 und das C-Netz gab es ab dem Jahr 1985. Die zweite Generation wurde in den 1990er Jahren aufgebaut und war digital – somit war es möglich, Gespräche zu verschlüsseln, das Funkspektrum effizienter zu nutzen und Datenübertragungen auf dem Niveau von frühen DSL-Diensten zu liefern. Schließlich kam es durch die dritte Generation zu einem Breitbandinternet-Schub und die Smartphone-Revolution wurde eingeläutet. Mit anderen Worten: Mobiles Surfen war geboren.

Die ersten 3G-Netze wurden in den frühen 2000er Jahren aufgebaut. Allerdings unterstützte das erste iPhone, als es im Jahr 2007 auf den Markt kam, noch nicht einmal volle 3G-Geschwindigkeiten, geschweige denn 4G. Zu dieser Zeit war das finnische Unternehmen Nokia immer noch der größte Handyhersteller der Welt. Heutzutage vergisst man schnell, dass die Entwicklung vom Handy zum Smartphone sehr viel Zeit in Anspruch genommen hat und keinesfalls innerhalb von ein paar Jahren bewerkstelligt werden konnte.

Apple hat seinen App Store im Jahr 2008 eingeführt und Handys mit Googles Android-Betriebssystem wurden kurze Zeit später ausgeliefert. Immer schneller vollzog sich der digitale Wandel und Smartphones wurden bald als eine Art Notwendigkeit angesehen. Auch deshalb, weil Apple und Google die Geräte populär machten und Facebook und andere soziale Netzwerk-Alternativen den Menschen einen Grund gaben, ständig an ihren mobilen Geräten zu kleben. Daher ist es nicht verwunderlich, dass die USA – angetrieben von Apple und Google – bei der Umstellung auf 4G führend waren. In Deutschland wurde 4G im Jahr 2010 eingeführt, bei vielen Anwendern auch unter dem Kürzel LTE (Long Term Evolution) bekannt. LTE ist der weltweit erste einheitliche Mobilfunkstandard.

Geschichte der Netzgenerationen: 1G, 2G, 3G, 4G LTE und jetzt 5G

5G: Netzverfügbarkeit, Frequenzen & Geschwindigkeit

Warum sind Verfügbarkeit und Geschwindigkeiten des 5G-Netzes so unterschiedlich? Das liegt daran, dass der 5G-Service in drei unterschiedlichen Teilen des elektromagnetischen Spektrums (Frequenzen) angeboten wird:

  • Low-Band, das unterhalb von 1 Ghz arbeitet, kann Geschwindigkeiten von 250 Mbps erreichen. Trotz der vergleichsweise langsameren Geschwindigkeiten besitzt Low-Band eine große Reichweite, was bedeutet, dass die Betreiber mit dieser Art von Ausrüstung mehr Abstand zwischen den Türmen lassen können.
  • Mid-Band: Analysten bezeichnen das Mid-Band des 5G-Spektrums als den „Sweet Spot“, da es eine große geografische Reichweite hat und schneller ist als Low-Band. Mid-Band arbeitet zwischen 1 und 6 GHz und kann Geschwindigkeiten von bis zu 1 Gbit/s erreichen.
  • Um die mit 5G verbundenen Spitzengeschwindigkeiten zu erreichen, benötigen die Netzbetreiber die Millimeterwellen-Technologie, die das sehr hohe Ende des drahtlosen Spektrums nutzt. Doch: Millimeterwellensignale sind über lange Strecken weniger zuverlässig und werden leicht durch Hindernisse wie Bäume, Menschen und sogar Regen gestört. Um sie für die mobile Nutzung brauchbar zu machen, müssen die Netzbetreiber eine große Anzahl von kleinen Zugangspunkten in den Städten aufstellen, anstatt sich wie heute auf einige wenige große Mobilfunkmasten zu verlassen.

Damit mobile User die Vorteile dieser neuen 5G-Netzwerke nutzen können, benötigen sie natürlich kompatible Geräte. Die meisten großen Smartphone-Hersteller bieten deshalb jetzt schon im großen Rahmen 5G-Handys an. Dazu zählen neben Samsung und Apple zum Beispiel auch LG, Motorola oder Xiaomi.

5G: Netzverfügbarkeit, Frequenzen & Geschwindigkeit

Der Blick in die Glaskugel: 5G in der (nahen) Zukunft

Zukünftige Anwendungsbeispiele könnten sein, dass 5G autonomen Autos dabei hilft, nicht nur untereinander zu kommunizieren, sondern auch mit Straßen, Ampeln, Parkuhren und anderen Signalen. Außerdem ist es denkbar, dass die geringe Latenzzeit von 5G dafür sorgt, dass beispielsweise Operationen aus der Ferne durchgeführt werden, so dass Ärzte an einem Ort über das Netzwerk verbundene chirurgische Instrumente Kilometer entfernt bedienen können.

Die Einführung von 5G wurde in der Vergangenheit schon stark vorangetrieben, wird es aber natürlich nach wie vor auch immer noch. Wichtig zu verstehen ist, dass es bei 5G um mehr als nur die fünfte Generation des Mobilfunkstandards geht: Technologien sollten in der Lage sein, eine große Anzahl von Geräten nahezu in Echtzeit bedienen zu können. Das wird entscheidend sein, da die Zahl der mit dem Internet verbundenen Autos, Umweltsensoren und Thermostate in den kommenden Jahren immer weiter zunehmen wird.

Falls Sie sich weiter in das 5G-Glossar einlesen möchten, haben wir im verlinkten Beitrag auf dem smartmobil.de-Magazin alle wichtigen Begriffe für Sie zusammengestellt.

Der Blick in die Glaskugel: 5G in der (nahen) Zukunft
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