Kommentar: Die Zukunft des mobilen Internets – LTE und 5G

Mobiles Internet. Das absolut wichtigste am Funktionieren des mobilen Internets ist die Luftschnittstelle. Sei es LTE, LTE Advanced oder 5G New Radio. All unsere Bits und Bytes müssen über dieses begrenzte Medium übertragen werden. In den Anfangstagen des GSM-Mobilfunks gab es genau ein Frequenzband: 900 MHz oder das sogenannte D-Netz. Später kam, als die zweite Welle an Anbietern auf den Markt trat (E-Plus und Viag Interkom) das E-Netz hinzu, GSM im 1.800 MHz Band.

Lange Zeit reichte die Bandbreite auch aus, denn Mobilfunk war in den Anfangstagen eine ziemlich teure Angelegenheit, weswegen noch nicht so viele Menschen ein Handy besaßen. Mit UMTS kam dann eine Technologie hinzu, mit der das mobile Internet salonfähig wurde. Doch mit 384 kbit/s stieß das Universal Mobile Telecommunications System so langsam an seine Grenze. Dank HSDPA und später DC-HSPA wurde die erzielbare Datenrate Schritt für Schritt auf 42 Mbit/s erweitert. Dann trat LTE auf das Spielfeld, was für “Long Term Evolution” steht und auf dem UTRA-System von UMTS aufbaut.

Long Term Evolution

Mit LTE waren Anfangs Geschwindigkeiten von bis zu 50 Mbit/s möglich, später ging es immer weiter mit 150 Mbit/s, 300 Mbit/s bis gar 500 Mbit/s je nach Netzbetreiber. In Deutschland sind aktuell die Frequenzbänder 1 (2100 MHz – VDF), 3 (1800 MHz – DT, VDF, TEF), 7 (2600 MHz – DT, VDF, TEF), 8 (900 MHz – DT) und 20 (800 MHz – DT, VDF, TEF) im Einsatz. In der Regel gilt: Je höher die verwendete Frequenz, desto größer ist die mögliche Bandbreite, aber desto höher ist auch die Dämpfung. Daher eignen sich die niedrigen Frequenzen besonders gut, um in die Fläche auszubauen.

In den Anfangstagen hat die Deutsche Telekom beispielsweise fast ausschließlich im Band 3 ausgebaut, weswegen die Reichweite des Netz zwar nicht so hoch war, dafür aber hohe Datenraten möglich waren. Die beiden anderen Netzbetreiber, Vodafone und Telefónica, haben primär mit Band 20 ausgebaut, auch in Städten, weswegen hier auch mal Überlastungen auftreten konnten. In der Frequenzversteigerung 2015 kamen unter anderem auch Frequenzen im 700 MHz Bereich unter den Hammer, welche aus dem ehemaligen DVB-T-Kontingent stammen. Bis Ende 2019 sollen diese freigeräumt sein.

Netz: Deutsche Telekom
Ort: Trier Hauptbahnhof

Nun ist die Frage noch offen, ob die Netzbetreiber 5G NR oder LTE in diesem Frequenzbereich (Band 28) ausbauen werden. In Anbetracht der Gerätebasis müsste die Wahl eigentlich auf LTE fallen, da hier die zusätzliche Bandbreite dringen gebraucht wird. Band 28 eignet sich nämlich wegen seiner Ausbreitungscharakteristika hervorragend für den Ausbau in der Fläche, um zum Beispiel die letzten weißen Flecken in den Netzausbaukarten zu schließen. Auch würde so die Indoor-Verfügbarkeit von schnellem LTE merklich steigen. Aktuell baut die Deutsche Telekom massiv ihr Netz im 900 MHz Bereich aus, um Ende 2019 auf dieselbe Flächenabdeckung zu kommen, wie ihr GSM-Netz sie aktuell bietet. LTE im 700 MHz Bereich könnte hierbei helfen.

In den USA ist gerade T-Mobile dabei, ihr Netz mit Spektrum im 600 MHz Bereich (Band 71) auszubauen, um die großen weißen Flecken zu schließen. In so großen Ländern wie den USA sind die niedrigen Frequenzen vielleicht sogar noch wichtiger als hier in Deutschland. AT&T und Verizon bereiten indes bereits die erste Nutzung von 5G als DSL- bzw. Kabelersatz über Richtfunk vor.

5G – Ein Standard der Zukunft

Auch wenn LTE unsere bestehenden Smartphones nicht außen vor lässt, klopft bereits die nächste große Technologie an die Tür: 5G NR. NR steht für New Radio und bedeutet, dass keine Abwärtskompatibilität vorherrscht und dafür mehr Neuerungen eingeführt werden können. 5G soll Zellkapazitäten von bis zu 10 GBit/s bieten bei Latenzen von 1ms und weniger. Erreicht wird dies durch bereits von LTE Advanced bekannten Technologien: Massive MIMO, Beamforming und mehr Frequenzbänder. Während für LTE der Bereich von 450 MHz bis 5900 MHz spezifiziert ist, kommt bei 5G die sogenannte mmWave hinzu. mmWave spezifiziert Wellenlängen im Bereich von 26 bis 60 GHz und soll vor allem für “die letzte Meile” bei ortsfesten Anschlüssen via Richtfunk, wie auch Hotspots im Innenstadtbereich genutzt werden. Zusätzlich zur mmWave wird 5G auch für das LTE-Spektrum spezifiziert, sodass die Netzbetreiber hier bereits bestehendes Equipment wie beispielsweise Antennen weiternutzen können.

Das wohl in Deutschland für 5G wichtigste Band wird im Bereich von 3500 MHz liegen. Das bedeutet allerdings auch, dass mehr Antennenstandorte benötigt werden um die selbe Flächenabdeckung wie mit LTE zu erreichen. Ab 2020 wird es losgehen und dann wird sich zeigen, welche Strategie die Netzbetreiber verfolgen werden. Gleichzeitig könnte die Möglichkeit geschaffen werden, zusätzlich zu den bestehenden drei Netzbetreiben ein viertes Unternehmen auf den Markt zu lassen, um ein eigenes Mobilfunknetz aufzubauen. Die Politik hat bereits durchblicken lassen, dass die Bundesnetzagentur künftig National Roaming, wie aus den Anfangstagen von O2 bekannt, wieder zu erlauben.

Doch bestehende Geräte müssen neue Frequenzen auch unterstützen. Von allen beim Preisvergleich Geizhals gelisteten Smartphones unterstützen 601 Geräte LTE im Band 28, darunter auch das Microsoft Lumia 950 und Lumia 950 XL. An gelisteten Notebooks unterstützen aktuell 324 Geräte LTE und bei Tablets liegt die Anzahl bei 383 Geräten. Da mobiles Internet immer wichtiger wird, werden in Zukunft immer mehr Geräte mit einem Mobilfunkmodem ausgestattet werden. Auch im Verkehr wird das Internet of Things eine sehr große Rolle spielen. Bereits jetzt ist jeder in Europa verkaufte Neuwagen mit einer Sim-Karte ausgestattet.

Fazit

Alle drei deutschen Netzbetreiber haben bereits 5G Testfelder aufgebaut. Die Deutsche Telekom beispielsweise gemeinsam mit Huawei im Hamburger Hafen sowie in Berlin. Damit biegen wir so langsam auf die Zielgerade ein. Während die Hardware bereits finalisiert ist, werden an der Software noch die letzten Feinheiten geklärt. Daher wird es noch einige Jahre dauern, bis wird die erste 5G Smartphones in unseren Händen halten werden. Dennoch ist und bleibt das Thema spannend, besonders mit Hinblick auf die autonome Mobilität sowie das Internet of Things.

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Die Meinung des Autors spiegelt nicht zwingend die Meinung von WindowsUnited wieder.