3. Juni 2020

ExplainIT: 5G erklärt


Kategorie: Service

Ein Beitrag von:

Dr. Stefan Döring
Dr. Stefan Döring

Co-Autoren­schaft:
Benjamin Wimmer - Benjamin Wimmer
Der Bedarf an schnellerem mobilem Internet in Deutschland steigt unaufhörlich, jährlich um durchschnittlich 50 Prozent. Deshalb wird aus vielen Richtungen der Ruf nach einem schnelleren Mobilfunknetz laut, das deutlich höhere Übertragungsraten verspricht. Der neue Mobilfunkstandart 5G scheint die Antwort auf diese Entwicklung zu sein. Vermutlich haben wir alle schon davon gehört. Doch was kann die neue Technologie und wie werden wir davon profitieren? In diesem Beitrag unserer Serie #ExplainIT geben wir einen Überblick über die technischen Möglichkeiten und Chancen von 5G.

5G – der neue Mobilfunkstandard

Nicht nur unsere stetig wachsende Begeisterung für mobiles Videostreaming und andere datenintensive Dienste lässt den Bedarf an einem leistungsfähigen Mobilnetz wachsen. Auch die Industrie verlangt danach. Denn beispielsweise das autonome Fahren, Flugtaxis oder die so genannte Industrie 4.0 ist zwingend auf schnelle mobile Netze angewiesen. Daher wird derzeit mit Nachdruck am Ausbau des neuen Mobilfunkstandards 5G gearbeitet.  

4G, LTE und 5G

Aktuell nutzen wir alle üblicherweise mit unseren Smartphone das 4G-Netz. Auch ist der Begriff LTE, kurz für Long Term Evolution, üblich. Für beides gibt es verschiedene Entwicklungsstufen. Im Grunde ist aber aktuell damit eine Übertragungsraten von 1000 Mbit/s möglich.

Die nächste Generation des Mobilfunks – 5G – bietet nicht nur höhere Frequenzen und damit mehr Geschwindigkeiten bei der Datenübertragung, sondern auch sehr viel schnellere Reaktionszeiten (Latenz). Theoretisch sind bis zu 100 Gbit/s möglich (100-mal schneller als 4G).

Damit ergeben sich neue Potentiale und Nutzungsszenarien, wie zum Beispiel bei der Virtuellen Realität. Doch nicht nur dort, sondern vor allem in der Maschine-zu-Maschine-Kommunikation und dem Internet der Dinge (IOT) wird der neue Mobilfunkstandard eine zentrale Rolle spielen.

Virtuell Reality per HoloLens, Quelle: IT-Referat

Wie funktioniert die neue Technologie?

Die im Vergleich zu 4G um ein Vielfaches höhere Bandbreite der 5G – Technologie wird durch die Bündelung mehrerer Frequenzbereiche erreicht. So kann mehr Kapazität für die Datenübertragung zur Verfügung gestellt werden und die Datenrate steigt. Durch das sogenannte Networkslicing können Datenübertragungsraten auf die persönlichen Bedürfnisse zugeschnitten werden. Das Mobilfunknetz wird auf diese Weise sozusagen in verschiedene Scheiben (Slices) geschnitten und kann flexibel eingesetzt werden. Dadurch wird es möglich, passgenaue Kapazitäten zuzuweisen und auf Leistungsspitzen individuell zu reagieren. Mithilfe der sogenannten Multi-User-Beachforming-Technologie können die verschiedenen Teilantennen einer 5G-Station gezielt angesteuert und für die Nutzung zur Verfügung gestellt werden.

Diese Flexibilität spielt bei 5G eine zentrale Rolle, da auch die Kommunikation zwischen verschiedensten Geräten und Maschinen (M2M) gewährleistet werden soll. So bietet 5G Reaktionszeiten von unter einer Millisekunde, was zu einer schnellen Datenübertragung in Echtzeit führt. Vor allem bei Prozessen, die auf eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung angewiesen sind, hat die neue Technologie großes Potential. Genannt seien hier das autonome Fahren oder ein über das Internet ferngesteuerter, chirurgischer Eingriff.

Nachteile gibt es auch. Als Faustregel gilt: Je höher die Frequenz, desto niedriger die Reichweite. Das Netz kann nicht mehr so leicht Wände und Hindernisse durchdringen. Daher sind viel mehr Antennen als bisher nötig und die Funkzellen müssen engmaschiger angeordnet werden.

Ausbau des 5G – Netzes zunächst im städtischen Bereich

Derzeit wird viel über den Ausbau des 5G – Netzes berichtet. Um dies zu realisieren, ist die Nutzung neuer, bisher ungenutzter Frequenzbänder die wesentliche Voraussetzung. Besonders wichtig sind hierbei die Frequenzblöcke im Bereich 3,6 GHz. Aufgrund der geringeren Reichweite wird der Ausbau zunächst im städtischen Raum durchgeführt werden. Hier ist es deutlich einfacher viele Menschen auch mit geringen Sendereichweiten zu erreichen, da die Bevölkerungsdichte deutlich höher ist.

Bis Ende 2022 sollen alle Netzbetreiber mindestens 1000 Sendemasten mit 5G-Frequenz aufgebaut haben. Das geht nur parallel zum aktuellen Mobilfunkstandard. Das bestehende LTE-Netz wird von den Netzbetreibern zunächst weiter betrieben und 5G sukzessive ausgebaut.

In München wurde bereits im Juli 2019 mit dem 5G-Ausbau begonnen. Die ersten neun Antennen sind in Milbertshofen in Betrieb gegangen. In der Landeshauptstadt steht zu Beginn der 5G-Einführung allerdings die gewerbliche Nutzung im Fokus. Entsprechend wird das Netz zunächst entlang des Frankfurter Rings und im Bereich des BMW-Parks ausgebaut. Auch der Medienstandort Unterföhring soll von einem 5G-Netz profitieren. Dieses Jahr geht nun der Ausbau Richtung Innenstadt weiter.

Das Video des Bayerischen Rundfunks gibt nochmals einen Einblick in den 5G – Standard:

1 Kommentar
  1. Internationale Wissenschaftler und Ärzte warnen vor den Gesundheitsrisiken durch den Mobilfunkstandard
    Zitat: Es ist erwiesen, dass HF-EMF für Menschen und die Umwelt schädlich sind.

    5G führt zu einer massiven Zunahme der Zwangsexposition
    durch kabellose Kommunikation.
    Zu den Auswirkungen gehören ein erhöhtes Krebsrisiko, Zellstress, eine Zunahme schädlicher freier Radikaler, Genschäden, strukturelle und funktionelle Veränderungen im Fortpflanzungssystem, Lern- und Gedächtnisdefizite, neurologische Störungen sowie negative Auswirkungen auf das allgemeine Wohlbefinden bei Menschen. Schädigungen betreffen bei weitem nicht nur den Menschen. Es gibt nämlich zunehmende Hinweise auf schädliche Auswirkungen bei Pflanzen und Tieren. [Link entfernt]

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