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1 5 G Netzwerk
5G – die Zukunft des Mobilfunks beginnt in diesen Wochen (Foto: 123rf.de)
5G Mobilfunk LTE

Der neue Mobilfunk: 5G von A bis Z

Seit dieser Woche läuft bei der Bundesnetzagentur in Mainz die 5G-Auktion. Telekom, Vodafone, O2 Telefónica und Neueinsteiger 1&1 Drillisch wollen die ersten Frequenzen für das künftige 5G-Mobilfunknetz ersteigern. Aber für was geben die Provider hier eigentlich mehrere Milliarden Euro aus? Was kann 5G? Was bringt es den Nutzern? Und wie teuer werden die künftigen Handyverträge? Das 5G-Lexikon von LEAD informiert von A wie "Autofahren" bis Z wie "Zeitersparnis".

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A wie Autofahren

2 Audi Aicon
Vollautonome Autos wie der Audi Aicon sind auf 5G angewiesen (Foto: Audi)

Autonome und vernetzte Autos sind eines der wichtigsten Einsatzgebiete von 5G. Nur ein Beispiel: Bemerkt die Software eines Autos auf der Straße Glatteis oder erreicht das Fahrzeug ein Stauende, warnt es per 5G die dahinter fahrenden Autos. Für selbstfahrende Autos, die untereinander, aber auch mit Verkehrszeichen oder Ampeln kommunizieren, ist 5G eine Grundvoraussetzung.

B wie Bauarbeiten

Auch wenn 5G eine drahtlose Technik ist, wird sie in Deutschland in den nächsten Jahren für zahllose Baustellen sorgen. Denn im Vergleich zum bisherigen 4G-Netz für LTE sind für 5G deutlich mehr Mobilfunkmasten erforderlich – die per Glasfaser ans Breitbandnetz angeschlossen werden. Hierfür müssen Tausende Kilometer an neuen Kabeln verlegt werden.

C wie Cells

Mit den Frequenzen, die jetzt zunächst versteigert werden, ermöglicht 5G zwar bis zu 100mal höhere Geschwindigkeiten als LTE. Aber die Reichweite ist deutlich geringer. Deshalb installieren die Provider künftig vor allem in Städten viele so genannte "Small Cells". Diese kleinen Mobilfunksender sind nur so groß wie ein Schuhkarton und befinden sich an Ampeln und Hausfassaden, an Laternenmasten oder in bestehenden Telefonhäuschen.

D wie Datenmengen

3 5 G Datenmengen
Durch 5G explodieren die übertragenen Datenmengen im Mobilfunk geradezu (Foto: 123rf.de)

Experten rechnen damit, dass die Datenmengen, die übers Mobilfunknetz transportiert werden, mit der Einführung von 5G drastisch steigen. In Westeuropa lag die durchschnittliche Datenmenge für ein Smartphone 2017 noch bei 4,1 Gigabyte im Monat. Bis 2023 soll sich diese Zahl auf 28 GB versiebenfachen. Für die USA gehen die Prognosen im gleichen Zeitraum sogar von einem Anstieg von 7,1 GB auf 48 GB aus.

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E wie Echtzeit

4 5 G Volocopter
Auch für Flugtaxis wie den Volocopter sind Steuerung und Überwachung per 5G Pflicht (Foto: Volocopter)

Die extremen Temposteigerungen bei Down- und Uploads sind nicht einmal die wichtigste Neuerung von 5G. Noch entscheidender ist der Datentransport praktisch in Echtzeit. Die Verzögerung, mit der sich beispielsweise Smartphone und Server verständigen, die so genannte Latenz, liegt im 5G-Netz bei einer Millisekunde. Die Kommunikation klappt also quasi "live". Wenn ein Auto (siehe "A") Glatteis registriert, erfahren es die Fahrzeuge dahinter deshalb praktisch im gleichen Augenblick, noch bevor sie die Gefahrenstelle erreichen. Diese Echzeit-Kommunikation ist beispielsweise auch für Operationen per Telemedizin oder für das Steuern der berühmten Flugtaxis unerlässlich.

F wie Funklöcher

Die berüchtigten weißen Flecken wird es in Deutschland trotz 5G auch künftig geben. Denn zumindest die höheren Frequenzbereiche, die momentan versteigert werden, eignen sich nicht dazu, größere ländliche Gebiete abzudecken. Die Firmen, die jetzt 5G-Frequenzen ersteigern, müssen laut Bundesnetzagentur bis Ende 2022 mindestens 98 Prozent der Haushalte in jedem Bundesland mit 100 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) oder schneller versorgen. Das kann auch per LTE passieren. Die verbleibenden zwei Prozent könnten aber dafür sorgen, dass bis zu 30 Prozent der Fläche Deutschlands nicht mit diesem Tempo bedient werden. Eine Ausnahme bei der Versorgungspflicht gibt es nur für Newcomer 1&1 Drillisch (siehe "N").

G wie Gesundheit

Obwohl 5G deutlich mehr Mobilfunkmasten und Funkzellen erfordert als LTE, sieht das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) keine zusätzlichen Gesundheitsgefahren. Präsidentin Inge Paulini: "Wenn der Aufbau der nötigen Infrastruktur umsichtig erfolgt, sind auch durch 5G keine gesundheitlichen Wirkungen zu befürchten." Generell ist die Strahlungsleistung der 5G-Sender geringer als bei LTE, dafür sind sie aber näher an den Bürgern platziert, beispielsweise direkt an Hauswänden. Wie sich das – und noch mehr Mobilfunknutzung durch 5G – genau auswirken, muss noch erforscht werden.

H wie Handys

5 Huawei Mate X
So klappt 5G: Das Falt-Phone Huawei Mate X funkt bereits im 5G-Netz (Foto: Huawei)

Für das erste 5G-Netz des US-Providers Verizon, das am 11. April in Chicago und Minneapolis startet, gibt es nur ein einziges passendes Smartphone – das Motorola Z3. Um 5G nutzen zu können, ist zusätzlich der Aufsatz "5G Moto Mod" erforderlich, der nochmal so dick ist wie das eigentliche Handy. Im Laufe des Jahres 2019 sollen unter anderem mit dem Samsung Galaxy S10 5G, dem LG V50 ThinQ und dem Falt-Phone Huawei Mate X weitere 5G-Handys erscheinen. Apple will zunächst abwarten, wie sich die neue Technik entwickelt, und bringt sein 5G-iPhone voraussichtlich erst 2020. Experten raten dieses Jahr noch vom Kauf eines 5G-Smartphones ab, weil es so wenige der neuen Netze gibt, dass diese Handys ohnehin meist noch LTE nutzen würden.

I wie IoT

6 5 G Dino
Zu den Einsatzgebieten von 5G könnten auch neuartige Vergnügungsparks mit AR-Technik gehören (Foto: Telekom)

5G ist nicht nur für Smartphones und Tablets gedacht, sondern vor allem auch das für "Internet of Things" (IoT). Zu diesem "Internet der Dinge" gehören beispielsweise vernetzte Thermostate für die Heizungsregelung, smarte Beleuchtung, Haushaltsgeräte, Rauchmelder, Gesundheitssensoren oder auch eine neue Generation von Herzschrittmachern, deren Funktion Ärzte online überwachen können. Auch wegen des "IoT" sollen im Jahr 2025 weltweit 163 Zettabyte (eine 163 mit 21 Nullen) an Daten durch die Mobilfunknetze fließen – zehnmal so viel wie 2016.

K wie Kosten

Wie teuer künftige 5G-Mobilfunktarife werden, ist derzeit noch nicht klar. Es wird aber völlig neue Angebote der Provider geben. Denn wenn ein 1-GB-Film innerhalb von vier Sekunden aufs Smartphone lädt, haben Flatrates mit 1 oder 2 GB pro Monat keine Zukunft mehr. Tarife, die auf Datenmengen basieren, könnten mit 5G generell verschwinden – zugunsten unlimitierter Flatrates oder von Tarifen, die sich nach der möglichen Geschwindigkeit richten. Erste Hinweise kommen aus den USA: Dort will T-Mobile seine Preise mindestens drei Jahre lang nicht erhöhen, wenn die geplante Fusion mit dem Konkurrenten Sprint zustande kommt. Das soll auch für 5G gelten, das damit zum gleichen Preis nutzbar wäre wie heute LTE. Konkurrent Verizon will zehn Dollar 5G-Aufschlag verlangen. Auch das ist ein denkbares Modell für Deutschland: Die LTE-Tarife wie gehabt mit limitierter Flatrate – und obendrauf eine 5G-Pauschale.

L wie LTE

Die vierte Mobilfunkgeneration wird durch 5G keinesfalls verschwinden – ganz im Gegenteil. Weil nur LTE mit seiner großen Reichweite dafür geeignet ist, Funklöcher zu schließen oder bisher unterversorgte Gegenden anzubinden, geht parallel zum Start von 5G auch der LTE-Ausbau weiter. Telefoniert wird in Deutschland ohnehin weiter mit LTE – oder sogar noch mit dem Vor-Vorgänger GSM, der auch künftig im Einsatz bleibt. Und wenn in bestimmten Situationen zum Surfen statt 5G auch LTE genügt, stellt sich das Smartphone automatisch um, ohne dass es der Nutzer überhaupt bemerkt.

M wie Mobilfunkmasten

7 5 G Funkmast
In Berlin hat die Telekom zu Testzwecken bereits die ersten 5G-Funkmasten errichtet (Foto: Telekom)

5G braucht nicht nur deutlich mehr Mobilfunkmasten als der Vorgänger LTE – sie sind auch technisch völlig anders aufgebaut. Eine aktuelle LTE-Antenne, wie sie die Provider in Deutschland einsetzen, verfügt lediglich über vier Sende- und Empfangseinheiten. Bei 5G sind es dagegen 64. Die Signale können damit wesentlich gezielter abgestrahlt werden. Das ist einer der Gründe, warum die Reaktionszeiten beim 5G-Datenverkehr so drastisch sinken.

N wie Neueinsteiger

Falls Newcomer 1&1 Drillisch den Zuschlag erhält, erstmals in Deutschland ein eigenes Mobilfunknetz zu betreiben, muss das hessische Unternehmen nicht von Anfang an die Versorgungspflichten der aktuellen Provider erfüllen. Hier verlangt die Bundesnetzagentur zunächst nur, dass 1&1 bis Ende 2023 ein Viertel der Haushalte erreicht.

O wie Omnipräsenz

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Die Vernetzung per 5G wird allgegenwärtig – auch bei Robotern in der Industrie (Foto: Vodafone)

Die 5G-Netze, die in den nächsten Jahren aufgebaut werden, sind auf drastisches Wachstum ausgelegt. Wenn 2020 auch bei den deutschen Providern der kommerzielle Betrieb startet, sollen weltweit 10 bis 20 Milliarden Geräte per Mobilfunk vernetzt sein, darunter etwa sieben Milliarden Smartphones. Im Endausbau sollen es dann, vor allem auch durch das "Internet der Dinge" (Siehe "I"), weltweit 500 Milliarden Geräte mit Onlineanschluss sein. Rein rechnerisch wären das dann 65 Geräte pro Mensch auf der Erde.

Q wie Qualität

Schon jetzt ist klar, dass die Stärke von 5G-Signalen nicht darin liegt, Berge, Wände oder auch nur üppige Vegetation zu überwinden. Wie gut die Inhouse-Versorgung in Wohnungen oder Büros sein wird, muss sich erst noch zeigen. Experten wittern schon jetzt ein großes Geschäft für Repeater und andere Signalverstärker, die für besseren Empfang innerhalb von Gebäuden sorgen.

R wie Reichweite

Während LTE große Flächen abdeckt, kann die Reichweite einer 5G-Zelle in einer Stadt oft nur 200 Meter betragen. Experten vergleichen 5G deshalb mit einem Hochleistungs-WLAN-Netz, das über ganze Städte gespannt wird – schnell, aber nur mit einer geringen Ausdehnung.

T wie Tempo

10 G Speed
Wie schnell wird 5G? Zu Beginn bis zu 1 Gigabit pro Sekunde, später auch mehr (Foto: 123rf.de)

Heute schafft ein LTE-Anschluss fürs Smartphone unter guten Bedingungen rund 100 Megabit pro Sekunde. Realistisch sind für den Start von 5G in Deutschland 1 Gigabit pro Sekunde – also das zehnfache. Und schon das wird sich für Smartphone-Nutzer anfühlen, als wäre das gesamte Internet ohne Wartezeit auf ihrem Handy gespeichert. Denn gewisse Mindestdatenraten werden dabei nicht mehr unterschritten. Künftig sollen aber sogar bis zu 10 Gigabit pro Sekunde möglich sein. Dieses Tempo braucht kein Smartphone-Nutzer im Alltag, solche Leistungen sind eher für neue Verkehrslösungen oder industrielle Anwendungen interessant. PS: Das durchschnittliche Tempo eines Internetanschlusses in Deutschland im Mix aus Festnetz und Mobilfunk liegt derzeit bei 24 Mbit/s.

U wie UMTS

Während LTE in Deutschland weiter ausgebaut wird und für die Versorgung in der Fläche wichtig bleibt, wird der Vorgänger UMTS (3G) an Bedeutung verlieren. Bereits jetzt versteigert die Bundesnetzagentur bei der 5G-Auktion Frequenzen, die bisher für UMTS genutzt wurden.

V wie Versteigerung

Der Goldrausch für die Bundesregierung bei der Versteigerung von Mobilfunkfrequenzen ist vorerst vorbei. Während bei der UMTS-Auktion im Jahr 2000 rund 50 Milliarden Euro erlöst wurden, rechnen Beobachter diesmal bei 5G nur mit drei bis fünf Milliarden Euro. Und solche Größenordnungen gelten langfristig auch als vernünftiger. Denn das Ersteigern der UMTS-Lizenzen war für die Provider damals so extrem teuer, dass zu wenig Geld für den Auf- und Ausbau der Netze blieb. Dieses Szenario soll sich diesmal nicht wiederholen. In der ersten 5G-Auktionsrunde in Mainz wurden übrigens "nur" 288,3 Millionen Euro geboten. Dieser Betrag wird aber noch drastisch steigen. Der Erlös soll in einen Fonds für den weiteren Ausbau der digitalen Infrastruktur in Deutschland fließen.

W wie Wartezeiten

11 5 G Fortnite
Spiele wie Fortnite Battle Royale laden mit 5G schneller und bieten ganz neue Möglichkeiten (Foto: Epic Games)

Seit dem Start des ersten Mobilfunknetzes in Deutschland Anfang der 80er Jahre haben sich Downloadzeiten für Daten dramatisch verringert. 1983 lag die theoretische Wartezeit für einen HD-Spielfilm (den es damals noch nicht gab) bei einem Monat. Mit GSM sank dieser Wert 1991 auf 17 Stunden, und mit 3G 2001 auf 1 Stunde. LTE lädt den HD-Film derzeit unter optimalen Bedingungen in zwei Minuten – und 5G in vier Sekunden.

Z wie Zeitersparnis

12 5 G Zeitersparnis
Zeitersparnis durch 5G: Laut dieser Statistik 23 Stunden im Monat (Foto: HighSpeedInternet.com)

Was wird 5G dem Internetnutzer in der Praxis bringen, wie viele Minuten und Stunden spart er sich bei Up- und Downloads? Die Experten von HighSpeedInternet.com haben das untersucht und erstaunliche Zahlen veröffentlicht. Gegenüber dem heutigen Stand spart sich ein durchschnittlicher Nutzer 2:20 Minuten pro Tag Ladezeit in sozialen Medien, und sieben Minuten bei jedem Film-Download. Die gesamte Zeitersparnis mit 5G durch verringerte Ladezeiten: 23 Stunden im Monat, also fast ein kompletter Tag.

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