Fokussierung

ITU Telecom World: Die schwierige Suche nach Frequenzen für 5G

Die weltweite Einigung auf einheitliche Frequenzbänder für 5G ist gescheitert. Dennoch gibt es drei Bänder, auf die sich die Entwicklung nun fokussiert. Aber diese Bänder haben es in sich.
Von der ITU Telecom World 2016 in Bangkok berichtet
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5G, der Mobilfunkstandard der nächsten Generation, soll den Kunden zu vergleichbaren Kosten wie bisher unter anderem den vielfachen Datendurchsatz bieten. Diese Leistungssteigerung soll durch drei Maßnahmen erreicht werden: Technische Verbesserungen im Mobilfunkstandard selber, die drastische Erhöhung der Dichte der Basisstationen (bei gleichzeitiger Reduktion der Kosten pro Station) und schließlich durch die Nutzung von breiteren Frequenzbändern als bisher. Schließlich wächst bei ansonsten unveränderten Übertragungsparametern die von einer Basisstation maximal ausgesendete Bitrate direkt mit der verwendeten Bandbreite.

 Mögliche Frequenzen im 3,5- und 4,5-Gigahertz-Band Jedoch wird es mit jeder Mobilfunk-Generation schwieriger, geeignete Frequenzen für die Zuweisung an diese Dienste zu finden. Insbesondere können die bereits zugewiesenen Frequenzen nicht erneut für die neuen Dienste verwendet werden, da die alten Mobilfunkdienste weiterlaufen. Vor allem in der Startphase eines neuen Mobilfunkstandards werden neue Frequenzen benötigt, da die Verbreitung von Endgeräten nach dem neuen Standard noch gering ist, und eine Umwidmung bestehender Frequenzen die bestehenden Dienste beeinträchtigen würde.

Aber auch nach der erfolgreichen Markteinführung neuer Mobilfunkstandards verläuft die Migration der bestehenden Frequenzen auf die neuen Standards vergleichsweise langsam. Von den drei großen Bändern, die den Netzbetreibern in Deutschland bis 2021 zugewiesen worden sind, nämlich GSM-900, GSM-1800 und UMTS-2100, ist nur eines zu 4G/LTE migriert worden, und das auch nur teilweise, nämlich das 1800er Band, das nun für LTE und für GSM verwendet wird.

Diese Anforderung macht deutlich, wie schwierig die Frequenzsuche für 5G ist: Es müssen breitere Frequenzbänder als bisher gefunden werden, obwohl große Bereiche bereits vergeben sind. Die Folge ist, dass man zu vielfach höheren Frequenzen ausweichen wird als bisher.

5G-Dreigestirn

 
Vereinheitlichung der frühen 5G-Spektren
Auf der ITU Telecom World 2016 sprach Philip Marnick, Gruppendirektor für Frequenzfragen beim britischen Regulierer OFCOM, über die Lösung, die sich für Europa abzeichnet. Demnach werden drei Frequenzbereiche für 5G-Dienste vergeben werden: Rund um 700 MHz, 3400 bis 3800 MHz und rund um 26 GHz. Damit ist die Situation in einer Hinsicht ähnlich wie bei LTE/4G, für das anfangs in Europa ebenfalls vor allem drei Bänder genutzt wurden: 800 MHz, 1800 MHz und 2600 MHz. Über die Situation in Deutschland berichten wir in einem weiteren Artikel.

 
Übersicht: Vereinheitlichung der frühen 56-Spektren
Anders als bei 4G, wo etwa der Faktor drei zwischen dem niedrigsten und dem höchsten Band liegt, liegt bei 5G mehr als der Faktor 30 zwischen niedrigstem und höchstem Band. Das kommt zum einen den Netzbetreibern entgegen, die für unterschiedliche Anwendungsszenarien, etwa der Basisversorgung in einer dünn besiedelten Fläche versus der Spitzenversorgung in einem dicht gefüllten Sportstadium, Frequenzbänder mit ganz unterschiedlichen Charakteristiken benötigen. Es erschwert aber andererseits die Geräteentwicklung, da nun sehr, sehr unterschiedliche Antennen sowie Sende- und Empfangseinheiten für die einzelnen Bänder benötigt werden.

 
(Derzeit) für Mobilfunk-Netze zugewiesene Frequenzbereiche in Europa
Zudem sind die genannten Frequenzen in Europa alles andere als frei. Die Bänder um 700 MHz werden bisher für die Ausstrahlung von Fernsehprogrammen verwendet. In den beiden anderen Bereichen werden bisher diverse andere Funkanwendungen realisiert, insbesondere Richtfunkverbindungen, Punkt-zu-Multipunkt-Diensten und Satelliten-Downlinks. Es wird nicht einfach werden, diese Bänder alle rechtzeitig zu räumen. Von heute bis Anfang 2020, dem Zeitpunkt, zu dem viele Netzbetreiber mit dem 5G-Wirkbetrieb beginnen wollen, verbleiben nur noch knapp über drei Jahre. Das erste 5G-Netz soll sogar schon 2018 livegeschaltet werden - freilich in Südkorea und möglicherweise noch nicht mit dem finalen Standard.

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