Was ist 5G?

Frequenzbereiche und Reichweiten

1. Beamforming: Beamforming (Bündelung von Funkwellen) lenkt Signale gezielt in die Richtung eines bestimmten Geräts, anstatt sie (kreisförmig) in alle Richtungen zu verbreiten. Das verbessert die Signalqualität und reduziert die Störeinflüsse durch andere Benutzer:innen. Beamforming steigert die Datenraten in den Mehrantennensystemen der 5G-Mobilfunknetze.
2. Network Slicing: 5G teilt das physische Netz in mehrere virtuelle Netzwerke auf. Sie sind für unterschiedliche Anwendungen optimiert. Das ist wichtig, weil die Anforderungen an Datenraten, Geschwindigkeit und Kapazitäten heute sehr unterschiedlich sein können. 5G-Netze können ihre „Slices“ (Scheiben) bedarfsgerecht und voneinander isoliert zuteilen, um jeden Service in der geforderten Stärke zu bedienen.
3. Millimeterwellen: 5G nutzt ein breites Frequenzspektrum in den Bereichen FR1 (600 Megahertz bis 6 Gigahertz) und FR2 (oberhalb von 24 Gigahertz). Die hohen Frequenzen im sogenannten Millimeterwellenbereich bieten besonders hohe Datenraten und sehr große Bandbreiten für die schnelle drahtlose Funkübertragung. Allerdings haben diese Funkwellen geringere Reichweiten und können einfache Hindernisse wie Wände und Bäume nicht durchdringen.
4. Kleinzellen (Small Cells): Um die Reichweite der Millimeterwellen zu erweitern, nutzt das 5G-Netz sogenannte Kleinzellen, auch bekannt unter ihrer englischen Bezeichnung Small Cells. Es handelt sich um winzige Funkzellen, die die großen Antennen auf Funkmasten oder Hochhausdächern als Basisstation ergänzen. Kleinzellen sind unauffällig und in dichter Folge z.B. an Straßenlaternen angebracht und gewährleisten eine hohe Netzstabilität.
5. Massive MIMO: „Massive MIMO“ steht für „Massive Multiple Input, Multiple Output“. Es handelt sich um eine Antennentechnologie, bei der sich statt einer einzelnen Antenne gleich mehrere an einer Basisstation befinden, um von dort verschiedene Datenströme gleichzeitig zu senden und zu empfangen. Das erhöht die Kapazität und Effizienz – und reduziert Fehler.

Neue Anwendungen für 5G-Netze

1. Enorme Geschwindigkeiten: Dank höherer Bandbreiten erreicht 5G Datenraten von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde und ist damit etwa 100-mal schneller als 4G. Damit ist beispielsweise der Download umfangreicher Filmdateien in Sekunden erledigt. Bei einer DSL-Übertragungsrate von 50 Megabit pro Sekunde würde dieser Vorgang mehr als 10 Minuten dauern.
2. Niedrige Latenzzeiten: Die Latenzzeit, also die Verzögerung auf dem Übertragungsweg zwischen Senden und Empfangen, ist bei 5G extrem niedrig. Sie unterstützt Anwendungen, die eine Kommunikation in Echtzeit erfordern, wie autonomes Fahren oder Online-Gaming.
3. Erweiterte Kapazitäten: 5G-Funk erreicht viele Geräte gleichzeitig, z.B. in einer großen Menschenmenge auf einem Konzert. Ein 5G-Mast versorgt bis zu einer Million Geräte auf einem Quadratkilometer Fläche mit sehr schnellem Internet, zum Beispiel im ländlichen Raum. Das ist außerdem essenziell für das Internet der Dinge (IoT), wo immer mehr Geräte gleichzeitig verbunden sind.
4. Verlässlichkeit: 5G-Netzwerke unterliegen weniger Störungen; Ausfälle lassen sich aufgrund der Mehrantennensysteme nahezu ausschließen. Die hohe Zuverlässigkeit ist vor allem für kritische Anwendungen wie Gesundheitsdienste oder die Notfallkommunikation von großer Bedeutung.
5. Verbesserte Energieeffizienz: 5G-Technologien sind energiesparender als der 4G-Standard. Die neue Antennentechnologie nutzt Energie effizienter: Es kommt nur dort zum Aufbau elektromagnetischer Felder, wo sich Endgeräte befinden. Durch die erhöhte Energieeffizienz können außerdem Mobilfunkkund:innen ihre Geräte länger mit einer einzigen Batterieladung betreiben.
6. Neue Anwendungen: Mit 5G entwickeln sich verschiedenste neue Technologien und Dienste, beispielsweise in den Bereichen Augmented Reality (AR) und virtuelle Realität (VR).