5G: Aktuelle News zum Mobilfunk Standard der 5. Generation

Der große 5G Ratgeber Ihrer Mobilfunk Spezialisten

Während LTE & LTE Advanced (4G) mittlerweile - wenn auch noch nicht flächendeckend - weltweit zum Einsatz kommen, wurde von Unternehmen, Universitäten und Kommisionen bereits 2015 die Arbeit am Mobilfunk Standard der 5. Generation (5G Internet) aufgenommen. Der weltweite Standard für das 5G Internet wurde im Dezember 2017 final definiert und im Juni 2019 kam in Deutschland die Versteigerung der ersten 5G Frequenzen zum Abschluss. Wir erläutern Ihnen in diesem Beitrag den aktuellen Stand der Entwicklung, die technischen Rahmenbedingungen für den 5G Standard und die möglichen Aussichten für das mobile 5G Internet der Zukunft.

Von der Evolution zur Revolution mit 5G Internet

Um die Vision des 5G Netzes vollkommen verstehen zu können, muss die bisherige Entwicklung des mobilen Internets nachvollzogen werden. Das GSM-Netz (2G) wurde ursprünglich zum Telefonieren und zur Datenübertragung für 900 MHz Anwendungen genutzt. Als sich dann UMTS (2G) als Datennetz im 2100 MHz Bereich etablierte, wurde 2G immer mehr zum reinen Telefon- und SMS-Netz degradiert. Mit LTE und LTE Advanced (4G) wurde diese Entwicklung konsequent weitergetrieben. Spätestens nach der Auktion der Bundesnetzagentur 2015 ist klar, dass die GSM Nutzung ab 2017 sukzessive eingestellt wird. Damit werden Telefon- und Datendienste wieder zeitgleich über diverse Frequenzkanäle betrieben.Die Regulierungsbehörde RTR prüft zudem, ob die Mobilfunkunternehmen ihrem Breitbandversorgungsauftrag im ländlichen Raum ausreichend nachkommen.

Technisch gesehen wurde das Rad in den letzten Jahren aber nicht neu erfunden, sondern bestehende Technologien wurden auf dem Weg von 2G zu 4G immer weiter vorangetrieben. Verbesserte Modulationsverfahren ermöglichten z.B. die massiven Leistungsverbesserungen von UMTS bis HSPA+. Die Carrier Aggregation (LTE Advanced) war ein weiterer großer Schritt nach vorne - doch auch hier wurde im Grunde "nur" die genutzte Technik weiter ausgereizt.

Die geplante 5G Technologie sprengt allerdings den Rahmen des bisher etablierten Mobilfunks und ist daher - zumindest in der bisherigen Theorie - als echte Revolution anzusehen. Die Anforderungen an die Hard- und Software, sowohl in Bezug auf die Netze als auch an die Periphärie und die Homespot Endgeräte, werden fundamentale Veränderungen ganzer Industriezweige mit sich bringen.

Es gibt allerdings auch kritische Stimmen, denen zufolge der 5G Standard vor allem eine Revolution für die Geschäfte der Konzerne bedeutet und sich der reale Nutzen für die breite Bevölkerung sehr in Grenzen hält - wenn überhaupt ein Mehrwert besteht. Auch diese Positionen haben gewissenhaft für Sie geprüft.

Die Festlegung des 5G Standards & die Perspektiven

5G: Mobilfunk der 5. Generation(© Brosko)

Von 2015 bis 2017 diskutierten Netzbetreiber und Infrastrukturanbieter über den endgültigen Standard, der dann im Dezember 2017 in der endgültigen Form verabschiedet wurde. Die internationale Standardisierungsorganisation ITU rechnete zwar schon 2016 damit und aus Kreisen der Telekom, die den Vorsitz bei der Next Generation Mobile Networks Allianz (NGMN) hatte, wurde Optimismus signalisiert: Man sei bei den Verhandlungen schneller unterwegs als ursprünglich gedacht. Es sei möglich, dass ein breiter 5G Internet Rollout früher als 2020 beginnen könne.

So zumindest lauteten die Aussagen der Telekom. Im Zeitalter von Stuttgart 21 und dem Flughafen BER wundert es in Deutschland wohl niemanden, dass es 2016 nicht mehr klappte. Die Finalisierung des 5G Standards im Dezember 2017 würde von einigen Menschen vielleicht sogar als "zügig" oder "zeitnah" beschrieben werden. Wann 5G Internet zuhause nun in der Praxis wirklich kommt - und wie - bleibt abzuwarten. Vodafone z.B. stattete nach eigene Angaben bereits in 2018 die ersten Städte mit 5G Internet aus und mit der "5G-Beam-Technologie" sollen zudem 50 zumeist ländliche Gebiete mit dem mobilen Internet der 5. Generation ausgestattet werden.

Bei solchen Meldungen gilt es allerdings zu differenzieren: Was haben die Verbraucher denn wirklich davon? Die neuen Frequenzen werden von den Endgeräten noch gar nicht unterstützt (die Netzbertreiber nutzten bis Sommer 2019 Testfrequenzen, da die Vergabe ja erst im März 2019 begann) und die angekündigten Geschwindigkeiten von 700 - 1000 MBit/s gilt es, bei den bestehenden Strukturen und den bisher genutzten Frequenzen vom Bund, in der Realität kritisch zu hinterfragen. In den Bereichen M2M Kommunikation (Industrie) und IoT dürften bis auf weiteres höchstens vereinzelt Systeme von den neuen Netzstrukturen profitieren können. Letztlich sind Aktionen wie die von Vodafone vor allem eine Kombination aus Testfeld und PR Aktion. Die Netzbetreiber sind stetig darum bemüht, ihr Image zu verbessern und sich als fortschrittliche Initiatoren zu inszenieren.

Natürlich haben auch Telefonica und die Telekom bereits Testnetze ins Leben gerufen und somit wurden schon vor der Versteigerungen der Frequenzen viele wertvolle Erkenntnisse gewonnen. Wann aber wie und wo 5G Internet wirklich in unseren Alltag einkehren wird, kann noch niemand mit Gewissheit sagen.

Wie soll das 5G Internet aussehen?

2.1: Bei 5G Internet geht es um weit mehr als nur um die Kommunikation von Handys, Tablets, Smartphone, iPhone und Notebooks. 5G ist der nächste Schritt in die Entwicklung einer umfassenden mobilen Kommunikation. Ziel ist eine komplett vernetzte, internationale Gesellschaft. 5G Internet soll dazu beitragen, die Vision vom unbegrenzten Zugang zu Informationen sowie die gemeinsame Nutzung von Daten an jedem Ort und zu jeder Zeit realisieren zu können.

2.2: Hierbei stehen die Konnektivität und die Kommunikation von Maschinen und Geräten untereinander im wesentlichen Fokus. Alle möglichen Komponenten unsere täglichen Lebens sollen über Sensoren und Aktoren verbunden werden können. Gedanken über intelligente Häuser, Erhöhung der Verkehrssicherheit und die Kontrolle kritischer Infrastrukturen stehen dabei ganz oben auf der Liste der "Visionäre".

Online Vernetzung täglicher Aktivitäten und Geräte im Alltag jedes Menschen (© Telekom)

Mythen rund um 5G sorgen für Missverständnisse

Es haben sich durch reißerische Formulierungen von Politikern und Medienvertretern eine Reihe falscher Vorstellungen in den Köpfen der Bevölkerung festgesetzt. So wird 5G Internet z.B. keine bessere Netzabdeckung zur Folge haben - zumindest nicht direkt. Im Zuge der 5G Frequenzvergabe verpflichten sich die Netzbetreiber dazu, das 4G Netz (LTE) weiter auszubauen, was sich durchaus auf die Netzabdeckung auswirken wird.

Für 5G Internet werden neue Frequenzen benötigt

Trotz der revolutionären Ausmaße von 5G, werden die neuen mobilen Funksysteme nicht ausschließlich aus einem noch zu entwickelnden System bestehen. Vielmehr wird auf dem vorhandenen und noch zu perfektionierenden LTE (4G) aufgebaut. So wird der LTE Betrieb auf den vorhandenen Frequenzen bis 6 GHz weiter fortgeführt. Die wesentlichen Neuerungen werden oberhalb von 6 GHz stattfinden.

Das Übertragungsvermögen ist bei Frequenzen jenseits der 6 GHz wesentlich höher. Dafür muss das zukünftige 5G Internet allerdings erheblich engmaschiger sein als die heutigen Netze. Jedes noch so kleine Hindernis führt bei solch hohen Frequenzen zum Abbruch der Übertragung. Die Herausforderungen für die Netzbetreiber sind also sehr hoch - technisch wie finanziell!

Frequenzbereiche für 5G Internet (© 5G Ericsson White Paper 02/15)

Die Herausforderung liegt nicht nur in der hohen Frequenz, sondern auch in einer unvorstellbaren Anzahl von verknüpften Geräten. Es wird mit Milliarden von drahtlos verbundenen Sensoren, Aktoren und weiteren Elementen gerechnet. Diese Maschinenteile werden nur begrenzte Wege zu überbrücken haben und werden sich auch nicht wesentlich auf den Traffic auswirken, aber alle müssen in den Netzwerken verknüpft werden. Diese Bereiche werden als Kapillarnetzwerke (Capillary Network) bezeichnet.

Versteigerung der ersten 5G Frequenzen in 2019

Am 19. März 2019 begann die Bundesnetzagentur am Standort Mainz mit der Versteigerung der Frequenzen in den Bereichen 2 GHz und 3,4 GHz - 3,7 GHz. Man beachte also: Es wurden noch keine Frequenzen jenseits von 6 GHz versteigert!

Im Rahmen der Versteigerung saßen Vertreter der 4 bietenden Parteien (Telekom, Vodafone, Telefónica und 1&1 Drillisch) in voneinander getrennten Räumen und gaben über ein internes Netzwerk stündlich ihre Gebote für die einzelnen Frequenzblöcke ab. Während der Gebotszeiten durften die Vertreter ausschließlich mit ihren Konzernzentralen über gesicherte Leitungen kommunizieren. Alle anderen Kommunikationswege nach außen wurden versperrt.

Insgesamt wurden 41 Frequenzblöcke versteigert. Welche Schwerpunkte die Netzbetreiber bei der eigenen Strategie gesetzt hatten und wie weit die Parteien bereit waren zu gehen, wussten nur die Unternehmen selbst. Nach fast 3 Monate andauernden Grabenkämpfen, haben die Netzbetreiber insgesamt knapp 6,6 Milliarden € ausgegeben (Stand: 13.06.2019, Runde 497) - viel mehr als im Vorfeld erhofft. Medienberichten zufolge befand sich die Auktion bereits vor Wochen (und Milliarden) auf der Zielgeraden und es ging wohl nur noch um einen einzigen Frequenzblock. Je nachdem wen man fragt, nahm das Rennen dann aufgrund von Geboten von entweder der Drillisch Netz AG oder der Telekom wieder ordentlich Fahrt auf. Natürlich beklagten sich die Netzbetreiber wieder postwendend über die hohen Kosten. Man könnte fast Mitleid bekommen mit den armen Konzernen.

Mobile Übertragung in Echtzeit im 5g Internet

Bruchteile von Sekunden können bei chirurgischen Eingriffen durch Roboter über Leben und Tod entscheiden und innerhalb weniger Augenblicke verändert sich die Situation im Straßenverkehr. Damit der Traum von selbst fahrenden Autos, autonomen Flugapparaten und Operationen via Computersteuerung irgendwann Wirklichkeit werden kann, müssen die Latenzzeiten (Reaktionszeiten) deutlich gesenkt werden. Erklärtes Ziel liegt hierzu bei unter einer Millisekunde.

Trotz engmaschiger Netze soll der Datendurchfluss schlanker werden. Unter anderem soll die Verbesserung der Internet- und Übertragungsprotokolle dazu beitragen. Wichtige Teile davon sind die Umstellung auf IPV6, 6LoWPAN und neue Protokolle wie 802.15.4

MIMO Technologie

Die Anwendung von mehreren Sendern und Empfängern (MIMO) kommt bei LTE bereits zum Tragen. Genauer sind hiermit der Empfang und das Senden über mehrere Frequenzbereiche und damit über mehrere Antennen gemeint. Während bei LTE Übertragungen im 800 MHz Bereich (50 MBit/s) die Verwendung mehrerer Antennen noch unkritisch ist, werden bei 1800 MHz (150 MBit) und LTE Advanced schon dringend MIMO Antennen benötigt.

Bei heutigen LTE Systemen wird noch die 2x2 MIMO Technologie angewendet. Bei WLAN Antennen, als Teil der Signalkette, sind schon 4x4 MIMO Antennen zu finden. Als Prototyp im Rahmen einer Studie fertigte Ihr Mobilfunk Team von FTS Hennig schon einmal eine 6x6 MIMO Antenne. Diese Antenne besitzt 12 einzelne Strahlerelemente, die jeweils separat für sich arbeiten. Diese Antenne findet heute als 6x2 MIMO-Variante (Es sind 6 mal 2x2 MIMO Elemente vorhanden) bei der Versorgung von Mehrfamilienhäusern, Mehrkanalroutern von Unternehmen wie Viprinet und der 3DRACE-log Live Video Box Anwendung.

Für stabile hohe Datenraten müssen auch in Zukunft Datenströme gebündelt werden. Aus heutiger Sicht gibt es noch keine andere Lösung. Wer also schon heute auf Breitbandantennen setzt, ist für die nächsten Entwicklungen schon einmal bestens gewappnet.

Sehr schlankes Design

Die mobilen Übertragungsverfahren von 5G Internet sollen vereinfacht und entschlackt werden. Hierbei handelt es sich im Detail um die Vereinfachung der Struktur bei Synchronisationen, Netzwerkerfassungen und Kanalschätzungen. Thesen wie "Alle Teilbereiche des Netzwerkes müssen vereinfachter miteinander arbeiten." klingen immer super, werden den Unternehmen aber sicherlich noch viele Probleme bereiten.

5G Zellen werden immer kleiner - dafür steigt die Anzahl enorm!
© Thissatan

Trennung von Nutzerdaten & Steuerungsdaten

Die Anwenderdaten sollen zukünftig von der Steuerung entkoppelt werden. Wenn der 5G Nutzer autorisiert wurde und alle Systeminformationen ausgetauscht wurden, wird er in eine andere Ebene übergeben und kann direkt auf die gewünschten Daten zugreifen. Dabei soll mit mehreren "Schichten" gearbeitet werden. Betrachtet man die Trennung der Daten in Zusammenhang mit der Optimierung der Netzstruktur selbst, wird schnell klar, dass die Latenzzeit hierdurch deutlich gesenkt werden kann.

Flexible Frequenzbandnutzung in allen Richtungen

Aktoren und Sensoren, die in den oberen Frequenzen um 10 GHz arbeiten sollen, besitzen nur begrenzte Funkreichweiten oder verändern ständig den Standort (z.B. Autos). Daher sollen Betreiber diese Funkstrecken in Zukunft unabhängig vom jeweiligen Frequenzband nutzen. Da eine hohe Installationsdichte (mehrere Milliarden Geräte) erwartet wird, kann, wenn alle dynamisch und flexibel miteinander interagieren, ein äußerst stabiles Netz mit minimaler Reaktionszeit entstehen. Gleiches gilt auch für die Duplexanordnungen. Eine Dynamisierung strebt man auch unter Netzknoten und Zellen an. Erhöhtes Datenaufkomen soll auf diesem Wege aufgefangen werden - und zwar so effektiv wie noch nie!

Direkte Geräte Kommunikation & neue Märkte mit 5G Internet

Geräte, Fahrzeuge, Maschinen & Co. sollen bei 5G mobil direkt miteinander kommunizieren können. Die "Device-to-Device Communication" wird nicht als Einzellösung angesehen und aufgebaut, sondern immer als Teil des gesamten Netzwerkes.

Spätestens hier wird klar, mit welch harten Bandagen in den durch 5G Internet neu entstehenden Märkten gekämpft werden wird. Unzählige Innovationen, Prozesse, Protokolle und Programme müssen entwickelt werden - von der Hardware ganz zu schweigen. Es ist allerdings davon auszugehen, dass die größten Stücke des Kuchens mittlerweile bereits aufgeteilt sind. Für kleine, hoch spezialisierte Unternehmen bieten sich in den kommenden Monaten und Jahren aber mit Sicherheit noch einige Gelegenheiten.

Access / Backhaul Intergration

Um nur annähernd in Reichweite der geplanten Ziele zu kommen, wird für 5G Internet eine komplett andere Netzarchitektur benötigt. Die Mobilfunkmasten müssen endlich mit Glasfaserkabel an das Kernnetz angebunden werden. Richtfunkstrecken sollten nur noch in Ausnahmesituationen oder auf engsten Raum zur Lückenversorgung verwendet werden.

Unternehmen treiben die 5G Entwicklung voran

Neben ihren Rollen in den entsprechenden Gremien, treiben Firmen wie Huawei, Nokia und Ericsson die Entwicklung der Mobilfunktechnik in Eigenregie stetig voran. Ein Wettbewerbsvorteil bei der Entwicklung von 5G Hardware und Software könnte in den nächsten 10 Jahren entscheidend für den Erfolg vieler Unternehmen sein. Entsprechend engagiert zeigen sich die Firmen. So überzeugten sich z.B. die Kollegen von lte-anbieter.info bereits auf dem Mobile World Congress 2015 vom 5G Testnetz von Ericsson.

Unter der original Überschrift VERY HIGH DATA RATES EVERYWHERE formulierte Ericsson im White Paper vom 15.2.2015, dass in speziellen Umgebungen und zentralen Plätzen bis zu 10 GBit/s verfügbar sein sollen. In städtischen und vorstädtischen Gebieten sollen allgemein mehrere 100 MBit/s online erreichbar sein.

Andererseits spricht man aber noch von einer Untergrenze von 10 MBit / s. Hier wird schon deutlich, dass auch den Unternehmen bewusst ist, wo in der Praxis voraussichtlich die Grenzen der Versorgung mit 5G verlaufen werden.

Huawei führend bei der 5G Forschung

Führend in der 5G Entwicklung ist unbestritten das chinesische Unternehmen Huawei. An vielen Standorten wird seit Jahren geforscht und entwickelt. Die ersten Geräte sind schon konkret in Planung. Man testete ein funktionierendes 5G Netz bereits bei den Olympischen Winterspielen.

Huawei hat schon sehr klare Vorstellungen vom 5G Netzaufbau (© 5G White Paper Huawei)

Umso bitterer sind die eingeleiteten Verfahren sowie die mediale Aufmerksamkeit der vergangenen Monate. Huawei wird vielerorts "Finanzbetrug, Diebstahl von Geschäftsgeheimnissen, Verschwörung, Behinderung der Justiz und Verstöße gegen Sanktionen" vorgeworfen. Zudem schaden die Spionagevorwürfe dem chinesischen Konzern enorm und die USA - Triebfeder für nahezu alle Vorwürfe - fordern alle verbündeten Staaten und Unternehmen dazu auf, Huawei bei künftigen Aufträgen außen vorzulassen.

Dresden ist Zentrum der 5G Entwicklung in Deutschland

Unter dem Titel "5G Lab Germany" werden die 5G Forschungen an der TU Dresden gebündelt. Neben vielen deutschen Unternehmen (Telekom, Vodafone, Rhode & Schwarz) entwickeln auch Ericsson, Nokia, NEC, Claas, IDT und National Instruments das 5G Netz an der Universität.

Es ist natürlich purer Zufall, dass unser Gründer und Geschäftsführer, Olaf Hennig, zu Beginn der 90er Jahre in Dresden Elektrotechnik studierte. Als sächsische Lokalpatrioten freuen wir uns aber natürlich sehr über diesen Status unserer Lieblingsstadt.

Strahlung & Gesundheit: Ist 5G schädlich?

Wenn man nun aber nicht grundlos Hysterie verbreiten möchte und auch keine politische Agenda verfolgt, sollte man schon etwas genauer hinsehen und entsprechend differenzieren. Die unterschädlichen Länder der EU haben unterschiedliche Grenzwerte definiert und dabei weiß kein Entscheidungsträger mehr als Sie oder wir. Vielerorst scheint erschreckenderweise sogar das Gegenteil der Fall zu sein. Es werden also Risiken und Möglichkeiten gegeneinander abgewogen, obwohl eine valide Datenlage noch nicht vorhanden ist - es handelt sich um rein intuitive Entscheidungen.

Zur Verdeutlichung: Das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) hat für Mobilfunksendeanlagen in Deutschland Grenzwerte von 39 bis 61 V/m (Volt pro Meter) definiert. Brüssel hatte zur Einführung der 5G Technologie zuerst die eigenen, sehr niedrigen Emissionsstandards von 6 V/m auf 14,5 V/m angehoben. Darüber hinaus wurde die Möglichkeit einer weiteren Anhebung auf 41,5 V/m in Aussicht gestellt. Im Nachgang stoppte Umweltministerin Céline Fremault die Anhebung der Grenzwerte allerdings und die Brussels Times zitierte:

"Die Brüsseler sind keine Versuchskaninchen, deren Gesundheit ich aus Profitgründen verkaufen kann."

Auflösung: Es kommt darauf an!

Die meisten Staaten orientieren sich an den Empfehlungen der internationalen Strahlenschutzkommission (ICNIRP) - die aber auch ihrerseits nicht mit Gewissheit sagen kann, welches Gesundheitsrisiko unter welchen Bedingungen besteht. Die Schweiz und Belgien liegen im Mittel um etwa den Faktor 10 unter diesen Empfehlungen. Das kann man nun, aufgrund der fehlenden Langzeitstudien, als entweder sehr verantwortungsvoll und vernünftig oder eben als übervorsichtig und unverhältnismäßig bezeichnen.

Unterm Strich läuft es auf folgendes hinaus: In der nahen Zukunft werden für 5G Frequenzen im gleichen Bereich verwendet wie aktuell für LTE (800 MHz bis 2600 MHz) und WLAN (2,4 GHz bis 5,8 GHz). Die These der Befürworter: Hierzu werden seit Jahren immer wieder Studien durchgeführt und je länger diese andauern, ohne dass eine signifikante Zunahme an Erkrankungen festgestellt werden kann, umso unwahrscheinlicher ist ein generelles Gesundheitsrisiko.

ABER Nr.1: Es wird von Kritikiern bereits seit über 10 Jahren angeführt, dass die signifikante Zunahme an Erkrankungen UND eine Korrelation mit der steigenden Strahlenbelastung erwiesen seien. Spätestens an dieser Stelle wird es selbst für den geneigten Leser immer schwerer, die Studien und Ergebnisse sowie deren Interpretationen auseinanderzuhalten.

ABER Nr.2: Im September 2018 haben 180 Ärzte aus 36 Ländern in einem offenen Brief ein 5G Moratorium gefordert, da die gesundheitlichen Effekte von 5G Internet noch nicht abschließend geklärt sind. Unter Medizinern und Forschern scheint sich seit geraumer Zeit der Verdacht zu erhärten, dass es s.g. "elektrosensible" Menschen gibt, die unter einem "Mikrowellensyndrom" leiden. Diese Menschen sind, wenn sie permanent Strahlung ausgesetzt sind, demnach z.B. anfälliger für Migräne, Schmerzzustände oder Depressionen.

An dieser Stelle sind wir sehr froh, auf ein umfassendes Interview von 5g-anbieter.info mit Jörn Gutbier von diagnose:funk verweisen zu können, dass mit einer differenzierten Betrachtung, einem enormen Erfahrungsschatz sowie diversen Quellen zu überzeugen weiß. Wer es also wirklich ganz genau wissen will, sollte vielleicht dort beginnen.

Spätestens an diesem Punkt sollten aber in jedem Falle selbst die größten Technologie Liebhaber ein Mindestmaß an Verständnis für die Skeptiker aufbringen können. Wir zumindest können die Entscheidungen in Brüssel und Genf gut nachvollziehen. Nichtsdestotrotz befinden wir uns hier in einem historischen Spannungsfeld. Die 5G Technologie bietet langfristig derart enorme Möglichkeiten, dass die Netze kommen werden - daran kann wohl kein Zweifel bestehen. Wie, in welchem Umfang, welcher Tarif und zu welchem Preis dies aber geschieht, hängt von unseren Politikern ab. Wir können also nur auf ausreichend empirische Daten aus Studien und den nötigen Sachverstand sowie das entsprechende Fingerspitzengefühl bei den Entscheidern hoffen. Es bleibt spannend.

5G Internet: Vorteile und Risiken

Die Frage nach dem realen Mehrwert für die Bevölkerung hat durchaus ihre Existenzberechtigung. Wie immer bei solch komplexen Fragen, muss jede gewissenhafte Antwort entsprechend alle wichtigen Perspektiven berücksichtigen:

Die Schere zwischen Stadt & Land

5G erfordert in der Fläche wesentlich mehr Sender/Empfänger, sodass man wohl ohne Umschweife sagen darf: 5G wird es primär nur in Städten geben. Die deutschen Netzbetreiber weigern sich seit über 10 Jahren strikt, den Ausbau der bisherigen LTE Mobilfunknetze (4G) in den ländlichen Regionen energisch voranzutreiben - der Ausbau ist wirtschaftlich nicht interessant genug und der Gesetzgeber weigert sich, Telekom, Vodafone und Telefónica dazu zu verpflichten. Das wird sich mit 5G Internet nicht ändern. Wenn also Unternehmen die angepriesenen Möglichkeiten des 5G Netzes nutzen wollen, werden sie die Hardware für eine lokale Zelle (Antennen, Verstärker etc.) wohl komplett in Eigenregie anschaffen müssen und selbst dann ist nicht gesagt, dass der Empfang ausreichend gut genug ist.

Aktuell (Stand März 2022) gelingt es der Telekom, nicht nur durch stetiges Wachstum und dem konsequenten 5G Internet Ausbau, sondern auch durch die Verfügbarkeit der neuen 5G Tarife Magenta Business Mobil L mit 24 GB Datenvolumen und Magenta Business XL mit unbegrenztem Datenvolumen, großen Zuspruch bei privaten Kunden und speziell bei Geschäftskunden zu finden. Zudem kann mit dem weiteren Angebot der 5G Internet Datenoption das im Vertrag festgesetzte Datenvolumen monatlich erhöht werden. Die Telekom hat mit der Einführung der Magenta Tarife definitiv den Vorteil einer übersichtlichen Struktur im Tarif Dschungel geschaffen.

Für DSL Nutzer wurde zudem der Hybrid Tarif für Festnetz und eine schnelle Internetverbindung ins Leben gerufen. Grundvoraussetzung ist die DSL und die LTE bzw. 5G Verfügbarkeit um im Internet zu surfen. Im Speedport Hybrid Gerät werden dann beide Zugangsarten kombiniert. FTS Hennig rüstet aktuell das Hybrid Gerät Speedport Pro Plus Router um und montiert externe Antennenanschlüsse. So können die aufbereiteten Mobilfunksignale durch die angeschlossenen 5G Antennen auch an den Router oder Gigacube übertragen werden. Eine Top Geschwindigkeit und somit die beste Datenrate kann erreicht werden. Für die Nutzung des schnellen 5G Internet zuhause als Homespot setzt die Telekom auf das sogenannte Hybrid 5G Internet als Weiterentwicklung. Neben dem Speedport Router wurden von uns auf Bestellung weitere 5G Geräte umgerüstet, unter anderem der Huawei 5G Router, der ZTE Gigacube oder auch die Fritz!Box 6850 5G.

Wenn Sie wissen welches Netz Sie nutzen möchten, dann finden Sie über unseren Tarifrechner direkt den passenden Tarif, sowohl von den Netzbetreibern als auch von den Billig Anbietern (Congstar oder Klarmobil). Damit Sie einen Überblick, über die verschiedenen Home Tarife und Anbieter erhalten, hat FTS Hennig alle wichtige Infos zusammengestellt. Kunden können aus Tarifen wählen, die für 9 bis 27 Euro pro Monat verfügbar sind und zwischen 300 bis 500 mBit/s schnell sind.

Gesundheit vs. Gewinnmaximierung

Wenn man nun das oben genannte Spannungsfeld bzgl. der Strahlenbelastung mit einbezieht, bleiben diverse Fragezeichen und eine Menge Verunsicherung bestehen. Mit Gewissheit lässt sich nur sagen, dass das Wachstum der Konzerne gesichert ist. Ob wir darüber hinaus durch 5G tatsächlich in eine digital noch besser vernetzte Zukunft geführt werden und zu welchem Preis, ist aktuell leider nicht klar.

Die mögliche Zukunft des mobilen Internets dank 5G

Mit 5G und dem Internet der Dinge (Internet of Things = IoT) sollen Menschheitsträume Wirklichkeit werden. Mit der geplanten Revolution sollen in wenigen Jahren viele Milliarden Objekte miteinander vernetzt werden, Fahrzeuge sollen selbständig fahren und ein Kinofilm in Sekunden auf dem Handy bereitstehen. Das mobile Internet der 5. Generation greift demnach wohl in alle Bereiche unseres Lebens ein.

Aus der heutigen Sicht klingen diese Sätze jedoch - gelinde formuliert - sehr abenteuerlich. Noch vor wenigen Jahren feierten wir die Datenübertragung mit UMTS und HSPA+. LTE brachte für viele ländliche Haushalten und Unternehmen endlich einen arbeitsfähigen Internetzugang und in den Großstädten wird LTE Advanced Schritt für Schritt endlich zur Wirklichkeit.

Bei LTE Advanced arbeitet man mittlerweile mit theoretisch maximal erreichbaren 300 - 1000 MBit/s. 5G soll in Zukunft mit 10 GBit/s arbeiten. Die Entwicklung muss selbstverständlich schrittweise voranschreiten. Mit den Verzögerungen allein der letzten beiden Jahre im Blick, müssen wir uns wohl noch eine Weile gedulden, bevor unser Kühlschrank automatisch auf Zuruf neue Lebensmittel bestellt und der selbst fahrende LKW das Essen nach 2 Stunden liefert.

Skepsis gegenüber den gesteckten Zielen

5G wird kommen - daran gibt es gar keinen Zweifel. Als Vollblut Techniker sind wir auch davon überzeugt, dass die Zukunft der Menschheit maßgeblich durch das mobile Internet beeinflusst wird. Dennoch müssen wir aus unserer jahrelangen Erfahrung heraus klarstellen, dass es definitiv nicht für alle verfügbar sein wird und dass es vor allem nicht billig wird!

Zudem sind die gesundheitlichen Risiken nicht zuverlässig abzuschätzen. Zu weit gehen die Positionen zwischen Behörden, Gremien und Wissenschaftlern auseinander. Auch wir sehen uns nicht im Stande, hierzu eine zuverlässige Prognose zu stellen und es bleibt zu befürchten, dass die Gesetzgeber noch wesentlich weniger Überblick besitzen.

Selbst wenn der technische Standard und die Entwicklungen von Hardware Herstellern wie Huawei, Ericsson und Nokia alle Anforderungen erfüllen werden, müssen die Netzstrukturen von Telekom & Co. massiv ausgebaut werden - und dies erscheint uns als das bedeutendste Nadelöhr. Schon jetzt glänzt die Telekom Jahr für Jahr mit fragwürdigen strategischen Entscheidungen und diese werden meist mit dem Problem der Finanzierbarkeit erklärt.

Auch Vodafone und Telefónica haben damit zu kämpfen, dass man als Netzbetreiber erst einmal in Vorleistung treten muss, wenn die Sendestationen flächendeckend mit Glasfaser Zuleitungen ausgestattet werden oder engmaschige Netze für die hohen Frequenzen gebaut werden sollen. Im Vergleich zu den Anforderungen von 5G ist LTE Advanced mit einem dazugehörigen Tarif eine überschaubare Aufgabe.

Mit United Media (1und1) - die bis dato ja gar kein eigenes Netz besitzen - als neuem Player im Markt, liegt die Vermutung nahe, dass das nationale Roaming kommt - was sowohl wir als auch alle Kunden der Netzbetreiber freut. Es ist aber damit zu rechnen, dass Telekom & Co. dann künftig noch mehr auf die Tränendrüse drücken werden und die Netze weiterhin nur dort ausbauen werden, wo es sich für sie am schnellsten refinanziert. Wirtschaftlich unattraktive Regionen sollten sich also wohl keine zu großen Hoffnungen machen.

Man muss sich 5G also - wenn verfügbar - voraussichtlich erst einmal leisten können. Dies gilt für die Tarife, mit denen die Betreiber ihre Investitionskosten wieder einspielen müssen, ebenso wie für die Kabel & Co. für die Versorgung zu Hause, im Büro oder in der Fertigungshalle. In diesem Rahmen wird die Welt durch 5G nichtsdestotrotz in ein völlig neues Gewand gehüllt werden.

5G Standalone vs. 5G Non-Standalone

Was ist 5G Standalone?

5G Standalone kommt im Kern ohne LTE aus, während 5G Non-Standalone auf den bestehenden 4G Mobilfunkstandard aufbaut. Das heißt das Kernnetz muss für 5G Standalone auch auf 5G umgerüstet sein. Mit 5G Standalone, kurz 5G SA sind die Smartphones also nur noch in ein statt zwei Netze eingebucht, womit der Energiebedarf deutlich reduziert werden kann.

5G Standalone vs 5G Non-Standalone (© Vodafone)

Anwendungen für 5G Standalone

Künftig ermöglicht 5G SA neue Anwendungen wie das Network Slicing für Spezialanwendungen oder Sprache über 5G (Voice over New Ratio). Network Slicing war bislang nur in den 5G Netzen verfügbar. Jetzt gibt es die Technologie auch in den LTE Netzwerken. Unterschiedliche Datenraten und Geschwindigkeiten werden benötigt. Das Network Slicing ermöglicht zum Beispiel beim Videostreaming eine gleichbleibend hohe Bandbreite für einen längeren Zeitraum und bietet somit stabilere Verbindungen. Dazu eröffnet 5G Standalone die Möglichkeit für das Errichten getrennter „Campus-Netze“ bei Unternehmen und Behörden.

Welche Vorteile gibt es mit 5G Standalone?

Der große Vorzug von 5G Standalone liegt darin, dass kein LTE als Träger mehr nötig ist. Die Nutzer von 5G Standalone können definitiv geringere Latenzzeiten (von rund 35 auf 10 ms) und einen niedrigeren Energieverbrauch bemerken. Perspektivisch sind höhere Datenraten und mehr Reichweite möglich.

Auch für industrielle Anwendungen liefert 5G SA wesentliche Besserungen im Vergleich zu 5G NSA, denn 5G SA bietet eine verbesserte Zuverlässigkeit mit niedrigen Reaktionszeiten. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Verbindung gestellt wird, wie beispielsweise das Autonome Fahren oder IoT Technologien. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass deutlich mehr Endgeräte gleichzeitig genutzt werden können.

5G Standalone auch bei 700 Mhz

Nun sollen auch die Frequenzen rund um 700 MHz künftig exklusiv für 5G SA genutzt werden. Das Band 28 ist bei Vodafone bereits im Dynamic Spectrum Sharing im Einsatz. Die Deutsche Telekom setzt auf 700 MHz, um den neuen 5G Mobilfunkstandard verstärkt in die Fläche zu bringen und mehrere Endgeräte gleichzeitig zu versorgen. Perspektivisch soll 5G Standalone auf den Frequenzen von 700, 1500, 2100 und 3500 MHz funken. Die 3,6 GHz Sendemasten der Telekom sind dabei vordergründig für die 5G Versorgung von Ballungsgebieten gedacht.

5G Standalone schneller durch Frequenzbündelung

Gebündelt werden Frequenzen von Vodafone bei 1,8 und 3,5 GHz. Voraussetzung für die Nutzung sind Smartphones die Carrier Aggregation unterstützen. Laut Vodafone verfügen bereits über 400 Standorte über die Bündelungstechnik, damit sind Geschwindigkeiten von 1.000 MBIt/s möglich. Die Anzahl der Smartphones, die 5G+ unterstützen steigt zudem stetig.

Ausblick: 5G Standalone kommt flächendeckend nach Deutschland

Die 5G Standalone Technologie soll bis 2025 deutschlandweit für den Massenmarkt verfügbar sein. Am 15. März 2022 gab der Vodafone CEO Hannes Ametsreiter bekannt, dass das vollständige 5G+ für den Massenmarkt großflächig nach Deutschland kommt. Der Vodafone CEO erklärt: „5G kann noch mehr als Bandbreite. 5G reagiert blitzschnell, vernetzt 10 Mal mehr Gegenstände und spart Strom. Das vollständige 5G ist ein Gamechanger für unsere Industrie und der digitale Schlüssel für künftigen Wohlstand in unserer Gesellschaft.“.

5G Standalone und 5G+ fokussiert sich nicht auf die Erweiterung der bestehenden LTE Netze, sondern auf eine eigenständige 5G Internet Infrastruktur im Antennennetz. Der 5G Mobilfunk ist jetzt in Echtzeit möglich mit 16 Smartphones und Tablets unterschiedlicher Anbieter. Das 5G Netz reagiert mit 10 Millisekunden wesentlich schneller und spart gleichzeitig 20 Prozent Strom. Damit kann eine größere 5G Verfügbarkeit gewährleistet werden, weil eine direkte Einwahl ins 5G Netz ohne Umweg über LTE erfolgt. Zusätzlich bietet 5G Standalone geringere Latenzen und erweiterte Sicherheitsarchitekturen.

5G - keine andere Mobilfunktechnologie setzte sich schneller durch (Stand: 17.12.2021)

Der superschnelle Mobilfunk-Standard 5G nimmt Fahrt auf und wird noch in diesem Monat bis Ende 2021 von mehr als 2 Milliarden Menschen weltweit genutzt werden. Der technologische Fortschritt ist bereits eingeleitet und die Bühne ist frei, für die nächste Generation an Hardware (5G Router, 5G Antennen, IoT Geräte). Gern erstellen wir speziell auf Ihre Wünsche angepasste Angebote.

Während der Bedarf an schnellem Internet stetig wächst, wird jedoch gleichzeitig der nötige Raum für neue Datenautobahnen im Mobilfunkbereich knapp. Die Telekom wirbt für 5G Business Tarife und will im kommenden Monat 90 Prozent der Bevölkerung in Deutschland mit dem 5G Mobilfunkstandard versorgt haben. In der Regel deckt 5G die Funkfrequenzen auf dem Land bei 2,1 GHz und in den Städten bei 3,6 GHz mit bis zu einem Gigabit ab. Die Reichweite dieser Frequenzen ist begrenzt, deshalb sind für die 5G Versorgung auch höhere Frequenzen mit bis zu 26 GHz und 60 GHz vorgesehen. Das 6G Netz Deutschland soll dann bei 300 GHz angesiedelt werden. Je höher die Frequenz, desto höher die mögliche Bandbreite, aber desto geringer die Reichweite.

In der Industrie 4.0 oder im 5G Internet der Dinge (IoT) werden diese breitbandigen Frequenzen je nach Land bereits genutzt, wobei im Gegenzug hohe Frequenzen für Endkunden noch Neuland sind. Hier kommt die elektromagnetische Millimeterstrahlung für 5G Internet ins Spiel. Die englische Schreibweise mmWave ist abgeleitet von „mm“ für Millimeter und „wave“ für Welle. mmWave Wellen umfassen den Frequenzbereich von 30 bis 300 Giga-Hertz.

5G Station mit mmWave Antennen (© Sensorview)

Während ein LTE Sendemast bei 1800 MHz auf 2-3 km funken kann, reicht eine mmWave 5G-Station nur wenige hundert Meter. Langfristig wird die mmWave Technik aufgrund der geringen Reichweite, deshalb in eng besiedelten Regionen zum Einsatz kommen. Bis 2023 wollen die Netzbetreiber (Telekom, Telefónica und 1&1) ihr Mobilfunknetz ausbauen und komplett auf 5G umstellen.

Im internationalen Vergleich gibt es große Unterschiede in den geplanten 5G Ausbaustrategien. So konzentrieren sich die USA und Australien vordergründig um die Versorgung von Hauptverkehrswegen und Ballungszentren, wobei in Europa und Asien eher eine flächendeckende 5G Internet Versorgung im Vordergrund steht.

Bundesnetzagentur aktualisiert die Darstellung der 5G Versorgung in Deutschland

Mit einer Mobilfunk-Monitoring: Kartendarstellung zeigt die Bundesnetzagentur die aktuelle 5G Netzabdeckung in Deutschland. Der Einsatz von Dynamic Spectrum Sharing, welches vorallem die Netzbetreiber Vodafone und Telekom parallel nutzen wird dabei gesondert ausgewiesen. Mit Dynamic Spectrum Sharing kurz DSS wird das bestehende 4G Netz auch für 5G mitgenutzt. Abgebildet sind zudem die Mobilfunkstandards 2G und 4G. Da die Abschaltung des 3G Netzes im Jahr 2021 erfolgte, gerät die Betrachtung des 3G Netzes hier in den Hintergrund. Laut Bundesnetzagentur wirkte sich die Abschaltung des 3G Netzes nicht negativ auf die Versorgungssituation aus. Insgesamt gibt es eine gute flächendeckende 5G Internet Versorgung. Auch die Anteile der Funklöcher ist rückläufig.