Entwicklung

5G: Ausbau der fünften Mobilfunk-Generation bis 2020 erwartet

Der Verkehr in den mobilen Datennetzen nimmt weltweit rasant zu. Derzeit wird mit Hochdruck an der Entwicklung von 5G gearbeitet - die neue Mobilfunkgeneration soll bis 2020 genutzt werden können.
Von Marie-Anne Winter
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Die Geschichte der Mobilfunkstandards lässt sich wunderbar in folgenden Abkürzungen zusammenfassen: GSM, GPRS, UMTS, LTE. Dazu kommen jeweilige Ausbaustufen wie EDGE, HSDPA oder LTE Advanced. Seit 2012 sind in Deutschland die ersten Mobilgeräte auf dem Markt, die die vierte Generation des Mobilfunks unterstützen. LTE steht für Long Term Evolution. Die Zahl der regelmäßigen Nutzer von UMTS und LTE hierzulande hat sich von rund 33,6 Millionen zum Jahresende 2012 auf fast 37 Millionen Ende 2013 erhöht, inzwischen werden es dank des fortschreitenden Netzausbaus und der weiteren Verbreitung LTE-fähiger Endgeräte noch deutlich mehr sein.

LTE-Sendemast von o2.LTE-Sendemast von o2. Doch damit nicht genug: Forscher und Entwickler arbeiten bereits mit Hochdruck am Nachfolgestandard, der fünften Generation (5G). "Um das Jahr 2020 werden wir 5G nutzen können. Es wird die Basisinfrastruktur für die intelligenten Netze der Zukunft sein: für Anwendungen rund um Smart Citys, e-Health, Verkehrstelematik und Entertainment", sagt Johannes Weicksel, Mobilfunkexperte beim Branchenverband Bitkom.

Die Anforderungen an 5G sind hoch: Über 10 Gigabit pro Sekunde (GBit/s) sollen übertragen werden können. Standard sollen rund 100 MBit/s werden. Derzeit gelten Übertragungsraten von 50 MBit/s auch im Festnetz als sehr schnell. Zum Vergleich: Die Datei eines anderthalbstündigen Spielfilms in Standardqualität ist abhängig vom Kompressionsverfahren rund 1,5 Gigabyte groß. In HD-Qualität verdoppelt sich in der Regel die Datenmenge. Ein hochauflösender Film von 3 GB könnte über einen optimal funktionierenden 5G-Anschluss in wenigen Sekunden heruntergeladen werden.

Ständig wachsender Bedarf

Diese hohen Datendurchsätze werden auch gebraucht. Der mobile Datenverkehr wird in den kommenden Jahren auf ein Vielfaches im Vergleich zu heute steigen. Je nach Schätzung weltweit werden 50 bis 100 Milliarden Geräte über das Mobilkommunikationsnetz angebunden werden: Smartphones, Tablet Computer, Wearables, Autos oder fernsteuerbare Elektrogeräte. Steigen wird vor allem auch der Datenaustausch von Maschinen untereinander - die so genannte M2M-Kommunikation. Hier fallen allerdings jeweils keine großen Datenmengen an, hier kommt es eher auf eine zuverlässige und günstige Mobilfunkanbindung an und natürlich sollte die dafür genutzte Technik möglichst wartungsarm sein.

Für konkrete Aussagen über technische Details ist es noch zu früh. Die notwendige Standardisierung für die fünfte Mobilfunkgeneration hat gerade erst begonnen. So ist noch unklar, auf welchen Frequenzen 5G funken wird. Die Internationale Fernmeldeunion LTE-Sendestation von T-Mobile.LTE-Sendestation von T-Mobile. (ITU) verhandelt auf den Weltfunkkonferenzen 2015 und 2018 darüber, welche Frequenzbänder die Länder bereitstellen sollten. Derzeit werden in Deutschland im Mobilfunk Bänder zwischen 700 MHz und 2,5 GHz genutzt.

Frequenzbänder im niedrigen Bereich haben eine große Reichweite und dringen gut durch Fassaden und Wände, allerdings ist der maximal mögliche Datendurchsatz gering. Funkzellen mit hohen Frequenzen haben eine begrenzte Reichweite: Die Funkwellen durchdringen Fassaden und Wände schwieriger, aber es sind sehr hohe Übertragungsraten möglich. "Bei 5G wird über die Nutzung unterschiedlicher Frequenzbänder nachgedacht, um sowohl datenintensive Anwendungen im Nahbereich als auch eine Standardversorgung mit rund 100 MBit/s pro Nutzer an entlegenen Orten zu ermöglichen", so Weicksel.

Horizon 2020

In diesem Jahr startete die 5G Infrastructure PPP [Link entfernt] der EU. Sie ist Teil der EU-Strategie "Horizon 2020". In einer Public-Private-Partnership (PPP) werden Arbeitskreise aus Forschern, Entwicklern und weiteren Experten koordiniert. Über 800 Unternehmen und Organisationen nehmen daran teil und sollen die Standardisierung voranbringen. Dazu gehören sowohl TK-Unternehmen als auch Anwender. Die EU fördert den mehrjährigen Prozess mit 700 Millionen Euro. Die Industrie bringt innerhalb der PPP den gleichen Betrag ein. Außerdem will sie außerhalb der Partnerschaft mehrere Milliarden investieren, um die Ziele der PPP zu erreichen. So sollen europäische Unternehmen mindestens jedes fünfte Patent des neuen weltweiten Standards entwickeln.

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