Was ist 5G? Der schnelle Mobilfunkstandard erklärt

Was ist 5G? Du schaust Deine Lieblingsserie auch gerne unter­wegs und legst Wert auf flüs­siges Stream­ing und beste Bildqual­ität? Dann kannst Du Dich auf den schnellen Mobil­funk­stan­dard 5G freuen. Doch nicht nur für Film­fans bedeutet 5G eine regel­rechte Rev­o­lu­tion: Ärzt:innen steuern beispiel­sweise aus der Ferne OP-Robot­er via 5G. Die hohe Band­bre­ite von 5G garantiert eine blitzschnelle Reak­tion­szeit der OP-Robot­er und ermöglicht erst Echtzeitanwendungen.

Fest ste­ht: Die meis­ten Men­schen wer­den von einem 5G-Netz prof­i­tieren. Daher arbeit­en die führen­den Telekom­mu­nika­tion­sun­ternehmen wie Voda­fone momen­tan auch mit Hochdruck am Aus­bau des LTE-Nach­fol­gers. Was ist 5G und warum wird es wahrschein­lich auch Dein Leben verän­dern? Die Antworten auf diese Fra­gen find­est Du hier – darunter auch eine Def­i­n­i­tion, Infor­ma­tio­nen zum 5G-Net­zw­erk und zur 5G-Technik.

Definition: Was ist 5G?

Die Abkürzung 5G ste­ht für die fün­fte Mobil­funk-Gen­er­a­tion. Gegenüber den Vorgängerver­sio­nen 3G (UMTS) und 4G (LTE) ist 5G wesentlich schneller und vor allem flex­i­bler. 3G und 4G verbinden immer noch vor allem mobile Endgeräte miteinan­der – also Smart­phones oder Tablets. 5G erweit­ert diese Verknüp­fung neben Handys auch auf andere smarte Geräte: zum Beispiel Laut­sprech­er, Küchengeräte, Smart-Home-Steuerun­gen, Heizkör­p­er oder Leucht­mit­tel. Diese Geräte gehören zum soge­nan­nten Inter­net of Things (über­set­zt: Inter­net der Dinge), kurz auch „IoT”.

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Die max­i­male Down­load­rate des „alten“ Datenüber­tra­gungs­stan­dards 4G beträgt bis zu einem Giga­bit pro Sekunde. Doch 5G kann Dat­en bis zu zehn Giga­bit pro Sekunde aus dem Inter­net laden. Die daraus resul­tierende hohe Geschwindigkeit ermöglicht eine min­i­male Latenzzeit von unter ein­er Mil­lisekunde. Auf diese Weise bringt 5G eine max­i­mal schnelle Reak­tion­szeit für alle angeschlosse­nen soge­nan­nten Aktoren mit, zum Beispiel Sen­soren oder Motoren.

Die Latenzzeit im 4G/LTE-Netz beträgt zwis­chen 50 bis 80 Mil­lisekun­den und ist dadurch viel höher. Doch für die Steuerung von autonom fahren­den Autos etwa ist eine wesentlich gerin­gere Latenzzeit die Voraus­set­zung. Reak­tio­nen des Fahrzeugs müssen im Mil­lisekun­den-Takt erfol­gen, unter anderem auf sich verän­dernde Umweltbe­din­gen wie Staus oder Hin­dernisse auf der Fahrbahn.

Auch Aug­ment­ed Real­i­ty ist ein Beispiel für eine Echtzei­tan­wen­dung, die auf extrem geringe Latenzzeit­en angewiesen ist.

Wie funktioniert 5G?

5G ist keine gän­zlich neue Tech­nolo­gie: Der neueste Mobil­funk­stan­dard überträgt Dat­en aus tech­nol­o­gis­ch­er Sicht wie 3G und 4G, also in unter­schiedlichen Fre­quenzbere­ichen bei 2 Giga­hertz. Darüber hin­aus ver­wen­det 5G aber auch den neuen Fre­quenzbere­ich von 3,4 bis 3,7 Giga­hertz – also mit kürz­eren Wellen.

Diese kürz­eren Wellen haben allerd­ings eine gerin­gere Reich­weite. Die Fre­quenzbere­iche der Mobil­funk­stan­dards Stan­dards 3G und 4G ver­wen­den län­gere Wellen und reichen daher weit­er. 5G nutzt auch niedrigere Fre­quen­zen unter 1 Giga­hertz und im Millimeterwellenbereich.

Um Dat­en via 5G möglichst effek­tiv und stroms­parend zu über­tra­gen, ver­wen­den die Net­z­be­treiber eine neue Art Anten­nen. Diese arbeit­en mit der soge­nan­nten Mul­ti-Anten­nen-Tech­nolo­gie (MIMO). Die MIMO-Anten­nen beste­hen aus 64 kleinen Anten­nen, die in ein­er großen 5G-Antenne unterge­bracht sind.

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Dank dieser Bün­delung­stech­nik kön­nen Net­z­be­treiber wie Voda­fone die kleinen Sendeein­heit­en sehr gezielt auf einen bes­timmten Bere­ich aus­richt­en. Ein Beispiel: Ste­hen hin­ter einem Sende­mast große Hügel oder Berge, kann die Antenne des Mastes in Rich­tung der näch­sten Sied­lung eingestellt werden.

Aktuell strahlen manche Anten­nen immer noch „unge­lenkt“ in alle Rich­tun­gen – und ver­braucht­en dabei deut­lich mehr Energie. Entsprechend ist 5G im besten Fall energies­paren­der als ältere Mobilfunkstandards.

Was ist 5G im Unterschied zu LTE/4G?

LTE (Long Term Evo­lu­tion) ist der aktuelle Mobil­funk­stan­dard der vierten Gen­er­a­tion. Der Begriff 4G wird häu­fig syn­onym ver­wen­det, bei­de Beze­ich­nun­gen beziehen sich auf die vierte Mobilfunkgeneration.

Wichtig zu wis­sen: 5G wird 4G/LTE nicht erset­zen, son­dern ergänzen. LTE bildet unter anderem die Grund­lage für 5G-Net­ze. Was 5G und 4G am stärk­sten voneinan­der unter­schei­det, ist die bere­its erwäh­nte Latenzzeit. 5G ermöglicht Latenzzeit­en unter 1 ms, dage­gen liegen die Latenzzeit­en bei 4G zwis­chen etwa 60 und 98 ms.

Auch die poten­ziellen Down­load-Geschwindigkeit­en sind bei 5G weitaus höher: 10 GBit/s im Ver­gle­ich zu max­i­mal 1 GBit/s bei 4G sind möglich.

Ein weit­er­er Unter­schied bet­rifft die Basis­sta­tio­nen: Wie oben erwäh­nt, set­zt die 5G-Tech­nolo­gien auf die soge­nan­nten MIMO-Anten­nen, während 4G über Mobil­funkmas­ten über­tra­gen wird. 5G benötigt also viel mehr kleine Sta­tio­nen, um sein Sig­nal an alle Verbraucher:innen zu senden.

Gesundheit und 5G: Ist die Technologie sicher?

5G und Gesund­heit ist ein The­ma, das viele Men­schen seit der Ankündi­gung der Tech­nolo­gie beschäftigt. Zum Hin­ter­grund: Genau wie die Vorgängertech­nolo­gien verur­sacht Mobil­funk elek­tro­mag­netis­che Strahlung. Was passiert also, wenn Du Dich in der Nähe eines 5G-Mobil­funkmasts aufhältst und musst Du Dich möglicher­weise vor der Strahlung schützen?

In Deutsch­land müssen beim Mobil­funk Gren­zw­erte in Bezug auf hochfre­quente elek­tro­mag­netis­che Felder (EMF) einge­hal­ten wer­den. Die EMF-Werte wer­den regelmäßig gemessen, doku­men­tiert und sind online ein­se­hbar unter diesem Link. Dort kannst Du unter anderem her­aus­find­en, wo der näch­ste Mobil­funkmast in Dein­er Umge­bung steht.

Was für Auswirkungen hat EMF auf den Körper?

Bei Nutzung von Handy oder Lap­top kann sich der Kör­p­er lokal für kurze Zeit erwär­men. Das nen­nt sich „ther­mis­che Wirkung”, der Effekt wird auch durch die erwäh­n­ten Gren­zw­erte beschränkt. Die aktuelle Forschung bew­ertet die ther­mis­che Wirkung als unschädlich für den Kör­p­er, zudem kann sich beispiel­sweise Sport viel stärk­er auf die Kör­pertem­per­atur auswirken.

Wie ist die Forschungslage hinsichtlich 5G und Gesundheit?

Grund­sät­zlich sind mögliche Gesund­heit­srisiken durch den Mobil­funk sehr gut erforscht. Das Bun­de­samt für Strahlen­schutz beispiel­sweise geht auf sein­er Inter­net­seite detail­liert auf ver­schiedene Stu­di­en ein, die zum Beispiel den Zusam­men­hang zwis­chen Mobil­funk-Basis­sta­tio­nen und Krebs oder der Frucht­barkeit unter­sucht haben. Dass Mobil­funk eines davon begün­stigt, kon­nte in Stu­di­en nicht nachgewiesen werden.

5G und hohe Frequenzen: Ist das gesundheitsschädlich?

Übri­gens: Auch Men­schen, die sich in direk­ter Umge­bung eines Mobil­funkmasts aufhal­ten, sind nur ein­er rel­a­tiv­en gerin­gen elek­tro­mag­netis­chen Strahlung aus­ge­set­zt. Das liegt an der gerin­gen Reich­weite der Fre­quen­zen, selb­st wenn diese sich kün­ftig in einem deut­lich höheren Bere­ich bewe­gen soll­ten. Die hohe Fre­quenz bei 5G ist dem­nach ein stark­er Fak­tor für manche Men­schen, die sich um ihre Gesund­heit in Zusam­men­hang mit Mobil­funk sorgen.

Hier kann die Fak­ten­lage beruhi­gen: je höher die Fre­quenz, desto geringer die Reich­weite. Und durch die ziel­ge­naue Posi­tion­ierung der 5G-Anten­nen kann ein bre­ites elek­tro­mag­netis­ches Feld ver­mieden wer­den, zudem lässt sich die Strahlung leicht abschirmen.

Wenn du ein Handy an Dein Ohr hältst, bist Du also ein­er viel höheren Strahlung aus­ge­set­zt als in der Nähe eines Mobil­funkmasts. Übri­gens kann hier schon ein Head­set oder eine Freis­prechein­rich­tung eine pos­i­tive Wirkung haben, denn schon wenige Zen­time­ter Abstand machen einen Unterschied.

Wozu 5G? Diese Vorteile bringt die Technologie

Tele­fonieren oder Sur­fen im Inter­net kannst Du aktuell bere­its mit dem 4G-Netz rel­a­tiv schnell und zuver­läs­sig. Doch 5G bringt Dir noch mehr Vorteile. Die wichtig­sten sind:

• Smart Home und Gam­ing: Smart-Home-Geräte wer­den in den kom­menden Jahren immer sel­tener durch WLAN miteinan­der ver­bun­den. Die Ver­net­zung der Geräte übern­immt das 5G-Netz. Wenn Du gerne mobil Spiele zockst, wirst Du von 5G enorm prof­i­tieren: Die geringe Latenz verbessert Dein Spiel­er­leb­nis und die höhere Band­bre­ite von 5G ermöglicht anspruchsvolle Anwen­dun­gen, zum Beispiel in ein­er Aug­ment­ed-Real­i­ty-Umge­bung. Was Du noch zur Nutzung von 5G in den eige­nen vier Wän­den wis­sen musst, erk­lären wir an ander­er Stelle.
• Noch besseres LTE-Netz: Im Zuge des 5G-Aus­baus wird das beste­hende LTE-Netz erweit­ert und verbessert.  Die LTE-Infra­struk­tur ist gle­ichzeit­ig Basis für den 5G-Aus­bau. Die drei großen Mobil­funkan­bi­eter wer­den bis 2025 für eine flächen­deck­ende Ver­sorgung mit 5G sor­gen. Dadurch ver­schwinden auch die let­zten LTE-Fun­klöch­er von der Landkarte.
• Schnelles Inter­net auf dem Land: Auch in abgele­ge­nen Regio­nen bietet 5G eine gute Alter­na­tive zum kabel­ge­bun­de­nen DSL-Inter­net. Umfan­gre­iche Bau­maß­nah­men zum Ver­legen von unterirdis­chen Leitun­gen wer­den damit langfristig unnötig.
• Verkehrs­pla­nung: Mit 5G wird die Entwick­lung soge­nan­nter Smart Cities (über­set­zt: schlaue Städte) enorm beschle­u­nigt. Wenn beispiel­weise Fahrzeuge miteinan­der und mit einem Verkehrsleit­sys­tem „sprechen“, kön­nen Staus schon ver­mieden wer­den, bevor sie über­haupt entste­hen. 5G ermöglicht außer­dem eine schnelle und unkom­plizierte Park­platz­suche, da das Smart-City-Sys­tem immer weiß, wie aus­ge­lastet die ver­schiede­nen Park­plätze sind.