5G-Mobilfunk

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Das Wettrennen der Wireless-Innovatoren

Artur Marciniec

Von Harald Karcher

Das aktuelle 4G-LTE schafft 2014 bereits Peaks von 50 MBit/s auf dem Lande, 100 bis 150 MBit/s in vielen größeren Städten und bis zu 500 MBit/s in vereinzelten Feldtests. Der 4G-Nachfolger 5G ist zwar noch nicht ganz funktionsfähig, verspricht aber Peaks bis 10 GBit/s ab 2020 auf jedes Handy. Das wäre dann tausendmal schneller als LTE-Cat3 mit 100 MBit/s. Damit soll der User ab 2020 einen kompletten Spielfilm binnen weniger Sekunden auf sein Endgerät bekommen.

Huawei ruft die Marktbegleiter

Seit Anfang 2014 wird 5G zunehmend auf Messen und Kongressen diskutiert: Auf dem Mobile World Congress 2014 in Barcelona war 5G das Modethema der EU-Politiker. Zwei Wochen später sagte der britische Premierminister David Cameron bei der CeBIT-Eröffnungsfeier mit Kanzlerin Dr. Angela Merkel, dass Deutschland und Großbritannien bei der Entwicklung des 5G-Internets kooperieren wollen: Die Technische Universität Dresden, das King’s College in London und die Universität von Surrey in Südostengland sollen gemeinsam an 5G forschen. Europa hat immerhin GSM, UMTS und LTE maßgeblich entworfen und will sich jetzt bei 5G nicht von den Asiaten abhängen lassen.

Serie: 5G-Mobilfunk
Teil 1 setzt beim Bandbreitenbedarf an, der durch die Decke schießt. WLAN und Mobilfunk liefern sich ein Kopf-an-Kopf-Rennen auf der Zielgeraden zu 10 GBit/s. Teil 2 schildert den Stand der Standards und interessiert sich eingehend für die Konsortien der Entwicklung. Teil 3 begibt sich auf die technische Seite begeben. Es geht um die Grundlagen der 5G-Netze, um Ping-Zeiten und Frequenzen.

1030---5G---NSN---2014-04-00---003---Key Requirements for 5G.png So gegen 2020 dürfte das aktuelle LTE und LTE-Advanced (links) an seine Grenzen stoßen. Bis dahin soll 5G (rechts) einsatzbereit sein (Bild: NSN, April 2014, mittlerweile Nokia)

Doch wie kann 5G technisch einen solchen Sprung auf 10 GBit/s machen? Das erklärte der chinesische Vorzeigekonzern Huawei schon vor den beiden Megamessen auf dem 5G@Europe Summit 2014 im Sofitel Hotel München: Dazu hatte Huawei die klügsten Wireless-Köpfe aus Europa, Asien und Nordamerika geladen, etwa Forscher und Vorstände europäischer Netzbetreiber wie Vodafone, Telekom und Telefónica, namhafte EU-Politiker, führende Wireless-Professoren, innovative Automobilhersteller. Sogar Huawei-Konkurrenten wie Alcatel, Ericsson und NSN durften kommen. (Der frühere Netzausrüster NSN alias Nokia Siemens Networks heißt seit Mai 2014 nur noch Nokia. Dafür wurde die ehemalige Nokia-Handysparte in den Microsoft-Konzern integriert.) Die Logik hinter der neuen Offenheit: Je schneller sich Ausrüster, Telcos und Anwender gemeinsam auf die neuen 5G-Standards einigen, desto früher können sich neue Märkte rund um 5G entwickeln.

1040---Huawei---2014-02-10---5G-Summit---Foto Huawei---5G All-spectrum access RAN---1024.jpg 5G soll 10 GBit/s auf jedes Endgerät bringen und 100 Mrd. Mobilfunk-Connections gleichzeitig ermöglichen. Dazu müssen die Telcos viel mehr Antennen als bei 4G aufstellen und ein gewaltiges Frequenzspektrum von 300 MHz bis zu 300 GHz nutzen. (Bild: Huawei, Februar 2014)

Bis die neuen 5G-Standards vollends definiert sind, arbeiten die Konkurrenten vorübergehend und partiell zusammen. Doch spätestens mit der kommerziellen 5G-Einführung werden sie dann wieder scharfe Konkurrenten. So ähnlich war das auch schon bei 2G, 3G, 4G. Neu ist jetzt nur, dass nicht mehr altgediente GSM-UMTS-Pioniere wie Siemens, Nokia, Ericsson, Alcatel oder NSN ganz vorneweg marschieren, sondern zunehmend auch Asiaten wie Huawei, LG, Samsung oder ZTE den 5G-Fortschritt mit anschieben.

1050---Ericsson---2014-06-16---5G Press Day Aachen---056.png Die Mobilfunkanbieter drehen an vielen Schräubchen, um Speed und Kapazität in den Netzen zu erhöhen, u.a. durch Nutzung von höheren Frequenzen und mehr Spektrum sowie durch Einsatz von MIMO-Multiantennentechnik mit Beamforming zur gezielten Client-Verfolgung. (Bild: Ericsson)

5G macht das Internet of Things mobil

5G soll ab 2020 die tausendfache Wireless-Kapazität in die Mobilfunknetze bringen. Das ermöglicht dann 100 Mrd. Mobilfunkverbindungen für Menschen und Maschinen gleichzeitig. Ohne 5G wären die für das Internet der Dinge und eine Industrie 4.0 benötigten M2M-Kontakte wohl kaum realisierbar. Hinzu kommt: 5G schafft 10 GBit/s auf jedem Endgerät. Pings unterhalb von 1 ms. 90 % weniger Energieverbrauch pro Mobilfunkdienst. 1000-mal weniger Energieverbrauch pro übertragenem Bit in den Endgeräten, auch um deren Akkuverbrauch zu reduzieren. Und daraus resultierend: neue Anwendungen und Geschäftsmodelle rund um das drahtlose, superschnelle 5G-Cloud-Computing.

Teil 3 dieser Serie nimmt darum Frequenzen, Speed und Reaktionszeiten genauer unter die Lupe.

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