5G als neue Generation im Mobilfunk schafft neue Erlebnisse wie z. B. Augmented Reality-Spiele oder die Vernetzung von Maschinen in der Industrie und intelligenten Geräten (Internet of Things). Der neue Standard gewährleistet aber auch notwendige Anforderungen der Zukunft hinsichtlich Datengeschwindigkeit, Netzkapazität, Reaktionszeit, Datensicherheit und der Digitalisierung vieler Lebensbereiche.

Was steckt hinter 5G Technologie?

Der Datenverkehr auf der ganzen Welt steigt pro Jahr rasant an. Das führt dann zu immensen Herausforderungen für die Netzbetreiber. 5G ist die nächste Entwicklungsstufe im Mobilfunk. Denn diese revolutioniert vor allem die mobile Datenübertragung durch größere Kapazitäten innerhalb einer Mobilfunkzelle. Weil 5G jedoch viel mehr als nur eine Weiterentwicklung im Mobilfunk ist, greift die Bezeichnung als neuer Mobilfunkstandard zu kurz.

Ein entscheidender Faktor für die Steigerung der Kapazität und der Datenraten bei 5G NR im Vergleich zu 4G ist die Nutzung moderner Antennentechnik. Denn Massive MIMO (Multiple Input, Multiple Output) ist eine Technologie mit einer erhöhten Anzahl der Sende- und Empfangsantennen. Durch die hohe Zahl an Antennenelementen – in einer 5G-Antenne sind das bis zu 64 – kann nämlich Massive MIMO eine sehr viel präzisere nutzerspezifische Verbindung erzeugen. Mit Hilfe der Multi-User-Beamforming-Technologie zur optimalen Ausrichtung der Sendeantennen kann man die Effizienz des Frequenzspektrums zusätzlich um ein Vielfaches erhöhen.

Spielfilme unterwegs in Sekunden herunterladen

Die enormen Verbindungsgeschwindigkeiten bedeuten, dass man hochauflösende Spielfilme in Sekunden herunter laden oder streamen kann. In einem LTE Netz dauert ein Download aktuell noch mehrere Minuten. Filme und TV-Serien in 4K, auch Ultra-HD, genannt, brauchen höhere Leistung im Netz als HD. Zwar kann diese von LTE durchwegs bereit gestellt werden, wenn jedoch eine große Zahl von Personen in einer Mobilfunkzelle gleichzeitig verschiedene Videos anschauen oder Games spielen, kann die Kapazität leicht ihr Limit erreichen.

5G ermöglicht IoT

Das 5G Netz bietet jedoch aufgrund verkürzter Latenz- oder Reaktionszeiten viele weitere Möglichkeiten. Nachdem die Vernetzung von Menschen bereits weltweit Standard ist, folgt nun der nächste Schritt in die Zukunft. Denn die Kommunikation weitet sich auf Maschinen und Geräte aus. Diese vernetzen sich im Internet of Things (IoT). Komplexe Maschinen wie selbstfahrendes Autos und Serviceroboter, Haushaltsgeräte, die zu ihrer Wartung und Steuerung vernetzt werden, sind Beispiele an Möglichkeiten. Bei Autos, die rasch auf unvorhergesehene Situationen reagieren müssen, kann jede Millisekunde entscheidend sein um einen Unfall zu vermeiden oder zumindest Schäden an Menschen und Sachen zu verringern. Viele dieser an das Internet der Dinge angeschlossenen Geräte brauchen nur wenig Daten, stellen aber hohe Anforderungen an Reaktionszeit und Verlässlichkeit. 2020 waren es weltweit mehr als 100 Milliarden vernetzter Gegenstände. Viele Services bringen vor allem der Industrie Vorteile. Denn so können beispielsweise Produktionsprozesse in einem Campus-Netz automatisiert werden.

Flexible Bereitstellung der Netzinfrastruktur

Bei 5G gibt es eine Vielzahl von Netzebenen geben, die parallel unterschiedliche Anwendungen bedienen können wie z. B. bei Kund*innen aus der Industrie. Jede Anwendung in einem Betrieb erhält beispielsweise eine eigene und passende Ebene. Diese Technologie, das Netz sozusagen in unterschiedliche „Scheiben“ zu schneiden, nennt sich Network Slicing. Die Virtualisierung von Netzwerk-Funktionen (NFV) und Software-definierte Netze (SDN) dient hier als Basis.

5G ergänzt 4G

Der wohl noch aktuell bekanntere Mobilfunkstandard ist unter dem Namen Long Term Evolution (LTE, 4G) bekannt. So kann LTE im einfachen Betrieb eine Bandbreite bis zu 150 Mbit/s erzeugen. In Städten sind sogar bis zu 300 Mbit/s möglich. Aus diesem Grund erfüllt diese Technik mit ihrer Netzabdeckung und der Netzgeschwindigkeit momentan fast alle Bedürfnisse von Privatkund*innen und stellt für verschiedene alltägliche Anwendungen wie z. B. mobiles Streaming von Sportangeboten oder Datenaustausch über Messenger eine ausreichende Datenrate bereit. 5G bedeutet also nicht das Ende von LTE, sondern eine Weiterentwicklung zusätzlich zum bestehenden Netz. Durch den parallelen Betrieb beider Technologien kann man größere Kapazitäten und schnellere Netzgeschwindigkeiten bedienen. Magenta Telekom hat bereits im Februar 2018 in Innsbruck die ersten 5G-Anwendungen in einem Showcase gezeigt.