Die Telekommunikation verändert sich. Digitaler und schneller muss eine Technologie sein, um heute bestehen zu können. Eine der wohl wichtigsten technologischen Errungenschaften ist der Mobilfunkstandard 5G, der zahlreiche weit greifende Veränderungen für Privat- und Geschäftspersonen verspricht. Doch viele können sich noch immer nicht vorstellen, was 5G eigentlich bedeutet und mit sich bringt. Sam Darwish, ELEKTRONIK JOURNAL, schlüsselt für Sie auf, was hinter 5G steckt, was damit möglich ist und wo es Anwendung finden wird.
Mobilfunk im Wandel
5G: Wann und wie wird die Leistungsfähigkeit der Technologie spürbar?
Die 5G-Technologie ist immer weiter auf dem Vormarsch und viele europäische Mobilfunkbetreiber erwarten, dass 5G im Laufe des Jahres 2020 mit 37 geplanten Netzen online ist. Die Leistungsfähigkeit von 5G ermöglicht bisher nicht realisierbare Anwendungen und gilt als Meilenstein der drahtlosen Kommunikation. Autor: Sam Darwish
5G verspricht, das Privat- und Geschäftsleben zu verändern und eine breite Palette von Anwendungen zu ermöglichen, darunter Augmented Reality (erweiterte Realität), Smart Citys und autonomes Fahren. Dazu unterstützt es im Rahmen des Internets der Dinge (IoT) die Vernetzung von Milliarden von Sensoren und Geräten. Der durch 5G erzielte Entwicklungssprung bei der Netzwerkleistung dürfte auch deutliche Auswirkungen auf die Weltwirtschaft haben. Doch was ist 5G, warum soll es derart große Umwälzungen für unser Leben mit sich bringen und wann treten diese Änderungen konkret ein?
5G – warum, was und wann?
Als sich 2015 herausstellte, dass die existierenden drahtlosen Mobilfunknetze nicht in der Lage sein würden, den von vielen Analysten prognostizierten exponentiell steigenden Bandbreitenbedarf zu decken, veröffentlichte die International Telecommunications Union (ITU) die Spezifikation für die nächste Generation von Mobilfunknetzen – 5G. Zu den hohen Anforderungen, die in IMT2020 definiert sind, gehören Spitzendatenraten von bis zu 20 Gbit/s (10- bis 20-mal schneller als 4G-Raten), extrem niedrige Latenzen von 1 ms (gegenüber 30 bis 50 ms bei 4G) und eine Anschlussdichte von 1000 Geräten pro Quadratkilometer (Das sind insgesamt 100-mal mehr als 4G).
Seit dieser Veröffentlichung im Jahr 2015 beschäftigt sich die 3GPP, die globale Normungsorganisation, mit den Standards für 5G und veröffentlicht sie phasenweise, um so den Übergang von 4G/LTE zu 5G zu ermöglichen. Ursächlich für die Entwicklung von 5G war die Idee, Anwendungsanforderungen zu unterstützen, die von Stromeinsparung, niedriger Datenrate bis hin zu hoher Bandbreite und Echtzeitreaktion reichen. Dazu nutzen 5G-Netze ein breites Spektrum von 1 GHz bis hin zu 30 GHz und darüber hinaus – die Millimeterwellenfrequenzen, die die hohen Datenraten und niedrigen Latenzen ermöglichen können. Die 5G-NR-Schnittstelle (New Radio) sendet mit Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), welches das Funkfrequenzspektrum äußerst effizient nutzt.
5G bietet zweifellos erhebliche Chancen für Netzbetreiber, wobei diese allerdings den Einklang zwischen den erforderlichen Investitionen und dem vorhandenen Cashflow wahren müssen. Der 5G-Release-Plan von 3GPP trägt diesem Umstand Rechnung und unterstützt einen nahtlosen Übergang, indem er der Entwicklung von 5G-Non-Stand-Alone-Spezifikationen (NSA) Priorität einräumt. 5G-NSA ermöglicht es Betreibern, derzeitige Investitionen in 4G/LTE-Netze zu nutzen, und bietet Low- bis Midband-5G-Dienste an. Die Betreiber können außerdem ihre Vorabinvestitionen minimieren, indem sie das durch veraltete 2G/3G-Dienste freigesetzte Spektrum wiederverwenden und die bestehende Infrastruktur mit Massive MIMO aufrüsten. Diese Strategien ermöglichen eine schnelle Umsatzgenerierung und gleichzeitig lässt sich so der Aufbau, der für die High-Band-Dienste erforderlichen dichteren Netze verschieben.Tatsächlich lassen die Rollout-Pläne vieler Betreiber in China, Japan und Europa darauf schließen, dass es sich dabei um einen bevorzugten Ansatz handelt, wie den ersten, auf Frequenzen im von 3,5 bis 4,5 GHz-Bereich basierenden 5G-Plänen von Unternehmen wie KDDI und Softbank in Japan ebenso wie die von EE und Vodafone in Großbritannien zu entnehmen ist. …
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