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Zukunft des Mobilfunks : Was steckt eigentlich hinter 5G?

  • -Aktualisiert am

Eine 5G-Antenne der Deutschen Telekom auf der Mobilfunkmesse in Barcelona. Bild: AFP

5G heißt der nächste Mobilfunkstandard. Wir erklären die wichtigsten technischen Neuerungen und warum 5G wichtig wird.

          3 Min.

          Autonomes Fahren, das Internet der Dinge, Virtual Reality – der Sprung in die Zukunft steht kurz bevor. Nur eins fehlt noch: Ein Mobilfunknetz, das diese Technologien perfekt unterstützt. Das soll sich durch den neuen Netzstandard 5G kommen. Und das obwohl 4G, die vierte Generation in der mobilen Funknetztechnologie, noch gar nicht flächendeckend entwickelt ist.

          Doch was ist 5G und warum ist es so wichtig für die Technologien der Zukunft? Wir haben einmal die wichtigsten Neuerungen zusammen getragen und erklären, was 5G ausmacht:

          G, das steht für Generation und 5G ist somit die fünfte Generation im Mobilfunkstandard. Klar ist zu diesem Zeitpunkt allerdings noch nicht, auf welche internationalen technischen Standards man sich beim 5G-Netz einigt. Offiziell entscheidet das die Internationale Fernmeldeunion. Das ist eine Sonderorganisation der Vereinten Nationen, welche die internationale Funkfrequenznutzung regelt. Sie will das im Jahr 2020 tun. Solange wollen Anbieter allerdings nicht warten und sind schon jetzt dabei, das neue Netz zu entwickeln. Drei Entwicklungen werden dabei besonders wichtig werden und unterscheiden das 5G-Netz von seinen Vorgängern.

          Mehr Daten, weniger Verzögerung

          Für die fünfte Generation soll eine neue Netzinfrastruktur aufgebaut werden, die deutlich dichter ist als die jetzige. Die Netzinfrastruktur ist das Netz aus Funkmasten, die sich über ein Gebiet verteilen. Bisher besteht das Funknetz aus vergleichsweise wenigen Funkmasten mit relativ großer Reichweite. Für das 5G-Netz soll demgegenüber ein engmaschiges Netz mit mehr Funkmasten entstehen. Warum braucht man die?

          Im 5G-Netz sollen Daten über Funkwellen mit Wellenlängen im Millimeterbereich gesendet werden, sogenannte Millimeterwellen. Der Vorteil: der Frequenzbereich der Millimeterwellen ist bisher noch kaum genutzt. Sowohl Fernsehen und Radio als auch die bisherigen Mobilfunknetze nutzen Frequenzbereiche mit größeren Wellenlängen. Anbieter können den Frequenzbereich daher voll ausschöpfen, was Datenübertragungsraten von mehreren Gigabyte pro Sekunde ermöglicht. Der Nachteil: Millimeterwellen haben größere Probleme Hindernisse zu durchdringen und werden leichter von der Umgebung absorbiert. Hier soll das dichtere Netz helfen.

          Datenverkehr wird in Zukunft stark steigen

          Hinter der Abkürzung MIMO (Multiple Input, Multiple Output) versteckt sich die dritte technologische Neuerung. Die Technologie soll dafür sorgen, dass an den Funkmasten größere Datenmengen schneller übertragen werden können. Funkmasten werden hierfür mit mehreren Dutzend programmierbaren Antennen ausgestattet, um den Datenverkehr optimal zu regeln.

          Diese technischen Neuerungen lassen sich in Leistung übersetzen: so soll das 5G-Netz eine hundertmal höhere Datenrate liefern als 4G. Zudem soll die Verzögerungszeit bis es zur Datenübertragung kommt(Latenzzeit) deutlich sinken. Hier soll das 5G-Netz mit einer Latenzzeit von weniger als einer Millisekunde einen neuen Meilenstein setzen. Höhere Datenraten und niedrigere Latenz: Wer braucht das? Wir als Smartphone-Nutzer wohl eher nicht. Das Funknetz allerdings schon, denn die steigenden Datenübertragungen werden das bisherige Netz bald an seine Kapazitätsgrenze bringen. Und auch die neuen Technologien brauchen 5G, um funktionieren zu können.

          Maschinen kommunizieren mit Maschinen

          Drei Exabyte, das sind drei Milliarden Gigabyte, wurden im Jahr 2010 laut eines Berichts des internationalen Berufsverbands der Ingenieure (IEEE) über drahtlose Verbindungen wie Bluetooth, W-Lan oder das Mobilfunknetz, übertragen. Klingt viel? In diesem Jahr sollen knapp 200 Exabyte kabellos übertragen werden. Und bis 2020 soll das Volumen sogar auf über 500 Exabyte ansteigen.

          Eine Datenexplosion, die bisher vor allem dadurch getrieben war, dass wir mehr Smartphones und Tablets benutzen und mehr Videos streamen. In Zukunft wird das weiter steigen. Und auch die neuen Technologien werden künftig kabellosen Datenverkehr produzieren und das Datenvolumen weiter wachsen lassen.

          Zudem werden wir in Zukunft nicht nur über mobile Endgeräte miteinander und mit dem Internet kommunizieren – sondern auch Maschinen untereinander, etwa beim autonomen Fahren und dem Internet der Dinge. Hinter letzterem versteckt sich die Idee, dass mit dem Internet verbundene Gegenstände selbständig Aufgaben für ihren Besitzer übernehmen. Ein klassisches Beispiel ist der Kühlschrank, der merkt, dass die Milch alle geht und den Besitzer informiert – oder gleich selbst nachbestellt.

          Im Mobilfunknetz werden also mehr Geräte im Netz sein – jeweils mit unterschiedlichen Anforderungen. Autos können nur dann sicher autonom fahren, wenn sie in Echtzeit mit den relevanten Informationen wie den Fahrmanövern anderer Autos oder aktuellen Verkehrsmeldungen versorgt werden. Auch das Internet der Dinge funktioniert umso besser, je schneller Informationen zwischen den einzelnen Geräten ausgetauscht werden können. Virtual Reality und Augmented Reality dagegen brauchen vor allem hohe Übertragungsraten.

          Sollen die neuen Technologien kommen, geht das also nur mit einem deutlich besseren Netz. 5G soll das leisten. Billig wird das allerdings nicht: Allein für Europa werden Kosten in Höhe von 500 Milliarden Euro geschätzt.

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