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CeBIT-Thema 5G: Was bringt der nächste Mobilfunk-Standard nach LTE?

Der aktuelle Mobilfunkstandard 4G bzw. LTE kommt gerade erst so richtig an, da wird auf der CeBIT 2015 in Hannover schon intensiv über 5G diskutiert. Was wird der nächste Mobilfunk-Standard leisten können und brauchen wir Anwender dafür wieder neue Endgeräte? Diese und weitere Fragen zum CeBIT-Thema 5G beleuchten wir in diesem Artikel.

5G | (c) Vodafone

5G | (c) Vodafone

LTE (Long Term Evolution), der Mobilfunk-Standard der vierten Generation (4G), ist seit 2010 in Deutschland verfügbar und bietet inzwischen Downstream-Geschwindigkeiten bis etwa 300 MBit/s im Download und bis zu 75 MBit/s im Upload. Jetzt diskutieren Experten auf der Computermesse CeBIT intensiv über 5G. Dabei ist der Nachfolge-Standard von LTE noch lange nicht marktreif, sondern wird erst noch in Laboren und anderen Testumgebungen entwickelt und ausprobiert. Derzeit gibt es nicht einmal einen festgelegten Standard für 5G, sondern nur Ideen und Vorstellungen davon, wie 5G später einmal aussehen und was es leisten soll.

5G bis zu 100 Mal schneller als LTE

So geht Huawei als einer der weltweit führenden Netzwerkausrüster bei 5G von einer bis zu 100 Mal höheren Datenrate als bei LTE, also bis zu 10 GBit/s (Gigabit pro Sekunde) bzw. 10.000 MBit/s, aus. Weltweit sollen dann über 100 Milliarden Mobilfunkgeräte ansprechbar sein - nicht nur Smartphones und Tablets. Ein weiterer Vorteil: Die Latenzzeiten sollen bei 5G mit unter einer Millisekunde extrem niedrig sein und im Vergleich zu heutigen Standards soll der Stromverbrauch um den Faktor 1.000 pro übertragenem Bit sinken. Damit wäre 5G etwa 100 Mal schneller als LTE Cat-3, das bis zu 100 MBit/s schafft, und 20 Mal schneller als das, was die derzeit schnellsten 4G-Netze leisten. Pro Sekunde könnten so theoretisch mehr als 1 GB an Daten heruntergeladen werden. Der Stromverbrauch im Alltag wäre gleichzeitig um etwa 90 Prozent niedriger.

2030 ist die neue Technologie rund 1.000 Mal schneller als das heute bekannte LTE, rechnet der Netzbetreiber Vodafone auf der CeBIT in Hannover vor. Mit solchen Geschwindigkeiten ließen sich alle bei YouTube gespeicherten Filme bzw. rund 45 TB an Daten binnen nur 60 Minuten herunterladen. "Niemand braucht so viel Bandbreite" ist ein vorschneller Gedanke, denn das hat man vor etwas über zehn Jahren auch über UMTS gedacht. Was man dabei bedenken muss: Mit neuen technischen Möglichkeiten finden sich rasch auch neue Anwendungsszenarien.

Weitere Anwendungsszenarien für 5G

5G wird einen viel größeren Bereich als 4G abdecken | (c) Huawei

5G deckt größeren Bereich als 4G ab | (c) Huawei

Es gibt neben Videokonferenzen, Cloud-Gaming und Streaming von hochauflösendem Video-Content weitere Anwendungsszenarien für 5G: Auch fahrerloses Autofahren setzt schnelle Datenverbindungen voraus, um zusätzliche Informationen über Verkehr oder Straßenzustand empfangen zu können. Das könnte ab 2030 Realität werden, schätzen Wissenschaftler heute. Auch der Bereich Smart Home ist ein interessantes Thema für 5G: Während auf der einen Seite 4k-Videos zur Überwachung des Eigenheims wichtig sein könnten, brauchen andere Sensoren hingegen etwa für die Alarmanlage oder Heizung wesentlich weniger Bandbreite, müssen aber teilweise rasend schnell ihre Daten weitergeben können. Ein anderes Beispiel könnte das so genannte taktile Internet sein, bei dem etwa Roboter dank nahezu nicht mehr vorhandener Verzögerung auf Distanz von Menschen gesteuert werden, da der Einsatz für den Menschen vor Ort zu gefährlich wäre. Und auch Datenbrillen werden mit den flexibleren Nutzungsmöglichkeiten durch den Mobilfunk ihren Durchbruch erleben.

Solche Anwendungen benötigen kontinuierliches synchrones haptisches Feedback und Reaktionszeiten von wenigen Millisekunden. Mit LTE ist das nicht machbar. Und 5G soll zudem Netze "intelligenter" machen und vorausschauend "wissen", was der Anwender wo benötigt. Ein Szenario beschreibt Tod Sizer vom Bell Labs Research Program im folgenden Video vom Netzwerkausrüster Alcatel-Lucent: 5G erkennt, dass ein Zugreisender in Kürze in einen Tunnel mit schlechtem Empfang fährt, und schickt dem Anwender rechtzeitig ausreichend Daten, so dass es bei der Durchfahrt zum Tunnel zu keiner Unterbrechung des laufenden Videostreamings kommt.

Vereinfacht gesagt wird der neue 5G-Standard vor allem wegen der zunehmenden Vernetzung von Endgeräten untereinander notwendig werden. Bei dieser M2M-Kommunikation (Maschine zu Maschine) handelt es sich um den Datenaustausch von Geräten wie Sensoren, Autos, Waschmaschinen, Verkehrssystemen oder ähnlichen Dingen, die derzeit noch mehr oder weniger ohne Datenverbindung auskommen, in Zukunft aber miteinander vernetzt sein werden. Das soll so den Alltag effizienter gestalten und durch zusätzliche Informationen Aufgaben des Menschen erleichtern oder ihn teilweise ersetzen - zumindest bei Aufgaben, die den Menschen überfordern. Weil in dieser Vorstellung zahllose Dinge miteinander kommunizieren, spricht man in diesem Zusammenhang auch vom "Internet der Dinge".

5G steht schon fast in den Startlöchern

Die Anfänge für 5G sind längst gemacht: Anfang März auf dem MWC 2015 demonstrierte Ericsson nicht nur live Datenübertragungen via LTE Cat-11, sondern auch schon 5G und erzielte dabei Datenraten von bis zu 3.500 MBit/s. Zum Vergleich: Das ist etwa 35 Mal schneller als eine Internet-Leitung mit 100 MBit/s oder mehr als 220 Mal schneller als DSL mit 16 MMit/s. Ericsson geht mit einer Markteinführung von 5G etwa im Jahr 2020 aus, auch Huawei sieht 2020 als realistischen Einführungstermin für 5G an. Davor wird es sicherlich Pilotnetze zu Testzwecken geben. Allerdings startete auch LTE mehrere Jahre später als von den Unternehmen geplant. Ein tatsächlicher Marktstart von 5G erscheint daher eher für 2023 oder 2024 wahrscheinlich.

Das ist der Zeitplan für 5G nach Huaweis Vorstellung  | (c) Huawei

So stellt sich Huawei den Zeitplan für 5G vor | (c) Huawei

Welche Nachteile hat 5G?

Viel schneller und stromsparender als Vorgänger-Technologien - das klingt zu schön, um wahr zu sein? Natürlich gibt es auch Nachteile oder Hürden: 5G benötigt Frequenzspektrum mit bis zu 100 oder sogar 300 GHz (LTE verwendet bis zu 5 GHz), die derzeit nicht verfügbar sind. Die hohen Frequenzen bieten zwar potenziell hohe Datenraten, haben aber eine sehr geringe Reichweite. Das bedeutet, dass Netzbetreiber nicht nur viel Geld in neue Lizenzen für Frequenzspektrum, sondern danach auch in den Netzausbau investieren müssen. Entsprechende Kosten werden dann vermutlich auf den Endkunden umgelegt und die entsprchenden Tarife damit zumindest anfangs sehr teuer. Und nicht zuletzt brauchen Endkunden dann auch wieder neue Geräte.

LTE wird daher auch über 2020 seine Bedeutung behalten, zumindest in den ersten Jahren der neuen Dekade - zumal bis dahin auch mit 4G Datenraten von über 1 GBit/s erreicht werden dürften.

Themen: LTE, CeBIT
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Kommentare
  1. 18.03.15 16:10 chief (Professional Handy Master)

    @ibnam
    Du hast nix davon aber der Provider. Der kann dir nämlich sündhaft teures Extravolumen verkaufen ;)

    Sehe es wie du. Lieber etwas langsamer (~5-8mbits) aber dafür a) überall und b) nicht nach einem gewissen Kontinent limitiert.

  2. 18.03.15 15:57 pixelflicker (GURU)

    Die Geschwindigkeit ist doch das kleinste Problem bei LTE. Die damit möglichen 300MBit sind doch schon ganz gut, selbst wenn man nicht vergessen darf, dass sich diese alle Nutzer teilen. Was eher das Problem ist, ist die Reichweite (auf dem Land) und der Ausbau der Netze generell. Da muss was gemacht werden.

    Was die Youtube-Aussage angeht: Die ist natürlich absoluter Unsinn. Laut Youtubes eigener Aussage werden je Minute 300 Stunden (!) Videomaterial hochgeladen. Da sind die 45TB schon nach wenigen Minuten aufgebraucht. 45TB ist ja auch nix wenns um Videos gibt. So viel hab ich ja als BluRays schon selbst im Regal stehen.

  3. 17.03.15 15:38 IchBinNichtAreamobile.de (Advanced Handy Master)

    Es wäre wichtiger erstmal die Minimalgeschwindigkeit anzuheben. Die Maximalgeschwindigkeit interessiert doch im Grunde kaum noch. Ist ja toll, dass ich mein Datenvolumen in unter einer Sekunde verbrennen kann, aber was hab ich davon?

    @Laborant:"Mit dem feinen Unterschied, dass es damals unmöglich war, Youtube Mobil und Flüssig zu schauen. Sowas wurde erst mit UMTS möglich. Wir sind nun mit HSDPA+ und LTE soweit, dass auch FullHD-Videos über das Mobilfunknetz gestreamt werden können.Wenn die Jungs etwas mehr in die Netzstabilität investieren lässt sich selbiges auch bald von 4K-Videos behaupten."
    >>Ja, aber FHD kannst du vllt ne Stunde streamen (bei 5GB Datenvolumen, was zumindest in D schon hübsch teuer ist) bis das Datenvolumen aufgebraucht ist. Bei 4K sieht es dann noch schlechter aus (etwa 15min). Realistisch gesehen hat HSDPA meine Nutzung kaum geändert gegenüber UMTS, durch die Drosselungsgeschwindigkeit.

    Ich würde lieber nen halben mbit/s permanent haben als 500MB Datenvolumen und dann auf 64kbit/s runtergebremst werden.

  4. 17.03.15 15:36 Laborant (Expert Handy Profi)

    "'Niemand braucht so viel Bandbreite' ist ein vorschneller Gedanke, denn das hat man vor etwas über zehn Jahren auch über UMTS gedacht." --Artikel

    Mit dem feinen Unterschied, dass es damals unmöglich war, Youtube Mobil und Flüssig zu schauen. Sowas wurde erst mit UMTS möglich. Wir sind nun mit HSDPA+ und LTE soweit, dass auch FullHD-Videos über das Mobilfunknetz gestreamt werden können.Wenn die Jungs etwas mehr in die Netzstabilität investieren lässt sich selbiges auch bald von 4K-Videos behaupten.

    4k benötigt 60Mbit/s, was mit LTE Advanced ohne weiteres Möglich ist (LTE-A unterstützt Datenraten von 1Gbit/s)

    Ich denke, man ist sich Einig darüber, dass schon 1080p für den Videogenuss mehr als Genug ist und 4k nur noch ein Tüpfchen aufs i darstellt. Das, was NHK in Japan propagiert (8k bis 2020) ist einfach over the Top und als "Wahnsinn" zu bezeichnen... aber irgendwie muss man ja auch noch Schlagzeilen machen :P

    Wir haben nun Filme in HD-Qualität. Wir haben nun Sehr schnelles übertragen von Hochauflösenden Fotos. Ein weiterer Nutzen von solch Astronomischen Datenraten sehe ich nicht, da das Menschliche Auge und das Menschliche Gehör stagniert. (Nein, meine Augen haben immer noch eine PAL-Auflösung... das Upgrade auf FullHD ist noch ausstehend...).

    Damals ärgerte man sich über Pixelige Bilder und Videos. Heute nicht mehr.

    Und das 300GHz-Spektrum halte ich v.A. für ländliche Gegenden für eine Unmöglichkeit :P

  5. 17.03.15 15:09 Björn Brodersen (areamobile.de)

    @dandroid

    Du hast ja sicher erkannt, dass es sich an der Stelle um eine indirekt wiedergegebene Aussage von Vodafone handelt, die so auf der Pressekonferenz auf der CeBIT getätigt wurde. Hast du einen zutreffenderen Wert? Dann bitte her damit.

  6. 17.03.15 14:50 tomygunner (Youngster)

    Die sollen in Deutschland lieber erstmal HSDPA flächendeckend einsetzen, noch nicht mal so weit ist man. Überall auf dem Land, wo keine Städte sind, findet man nur EDGE Netze. Da ist Polen definitiv weiter mit dem Ausbau. In jedem Dorf, gibt es dort HSDPA und bei uns, ständig nur EDGE oder gar GSM. Deutschland kommt einfach nicht voran...

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