4G vs 5G: Was sind die Unterschiede der Mobilfunkstandards?

Mit dem Samsung Galaxy S10 5G, dem HUAWEI P40 Pro und dem OnePlus Nord gibt es immer mehr Smartphones, die 5G-fähig sind. Doch was ist eigentlich so besonders an 5G? Und was unterscheidet die Technologie vom aktuellen 4G-Standard? Wir geben dir den Überblick. 

Von 2G zu 5G: Die Entwicklung des Mobilfunkstandards 

Die Entwicklung des Mobilfunkstandards hat bereits einige Meilensteine durchlaufen. Grundlage für die heutigen Standards ist GSM aus dem Jahr 1990. GSM, kurz für Global System for Mobile Communications, sorgte damals für das erste volldigitale Mobilfunknetz. Gespräche über das mobile Telefon wurden ermöglicht, analoge Funkverbindungen (1G) über das Autotelefon oder zwei Kilo schwere Handys gehörten der Vergangenheit an. Durch eine Weiterentwicklung zu GPRS konnten mit 2G auch Daten übertragen und Kurzmitteilungen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 53,6 kbit/s gesendet werden. Mit EDGE wurde der Standard weiter modernisiert und bot dank eines effizienteren Verfahrens eine Bandbreite von bis zu 150 kbit/s. 

Im Jahr 2004 verbreitete sich der Mobilfunkstandard 3G. Damit erhöhte sich die Bandbreite auf bis zu 384 kbit/s und man konnte mehrere Datenströme parallel senden und empfangen. Mit der Weiterentwicklung der Smartphones und der steigenden Nutzung von mobilem Internet und Apps musste bald darauf ein neuer Standard her, der mehr Leistung bot. LTE, kurz für Long Term Evolution, kam auf den Plan und bietet noch heute Downloadgeschwindigkeiten bis zu 50 Mbit/s. 

Vier Jahre später, im Jahr 2014, wurde auch dieses Netz nachgerüstet. Mit der Ausbaustufe LTE Advanced wurde in die vierte Mobilfunkgeneration, 4G, gewechselt. Latenzzeiten, also die Zeitspanne zwischen Nutzeraktivität und Reaktion des Endgeräts, wurden verringert, gleichzeitig die Funkkapazitäten erhöht. Mit LTE-A sind bis zu 400 Mbit/s im Download und bis zu 1000 Mbit/s im Upload möglich. Gesteigert wurde dies durch eine Bündelung der Frequenzbänder – der Mobilfunkstandard entwickelte sich zu LTE Advanced Pro, auch 4.5G, genannt. Daten können hier mit bis zu 500 Mbit/s heruntergeladen werden.

Mittlerweile breitet sich die fünfte Generation des Mobilfunknetz immer weiter aus. Im September 2019 gingen die ersten Funkmasten an den Start. Auch 5G basiert auf dem GSM-Standard, unterscheidet sich in seiner Technologie aber von den bisherigen. 

In diesem 30-sekündigen Video sind die einzelnen Schritte, von 1G zu 5G, kurz und knapp auf den Punkt gebracht. 

Was kann 5G?

Die 5G-Technologie ist bis zu 100 mal schneller als der bisher in Deutschland verbreitete 4G-Standard. Dadurch ist eine Übertragung der Daten in Echtzeit möglich – Filme in 4K ruckelfrei streamen, große Daten hin- und herschicken wird ohne Verzögerung möglich sein. Beispielsweise bräuchte ein 5G-fähiges Smartphone über eine entsprechende Datenverbindung für den Download einer kompletten DVD gerade einmal vier Sekunden.

Diese Optionen sind nicht nur für Smartphone-Nutzer interessant, sondern vor allem für die Industrie. Neue Technologien werden durch 5G erst möglich gemacht: Autonom fahrende Fahrzeuge, Augmented-Reality-Anwendungen, automatisierte Produktionsprozesse und vieles mehr. Grundlage dafür ist die extrem niedrige Latenz von 5G. Ein Beispiel: Beim autonomen Fahren müssen Entscheidungen im Bruchteil einer Sekunde getroffen werden, um Gefahren auszuweichen oder rechtzeitig vor einem Hinderniss zu stoppen. Dazu ist eine Datenübertragung und Reaktion in Echtzeit nötig.

Was ist der Unterschied zwischen 4G und 5G?

Grundsätzlich lässt sich sagen: Der Unterschied zwischen den verschiedenen Mobilfunkstandards besteht hauptsächlich in der Geschwindigkeit, mit der Daten übertragen werden können. Diese unterschiedlichen Geschwindigkeiten bieten natürlich ganz unterschiedliche Möglichkeiten. Während du mit 14,4 kbit/s nur geringe Datenmengen, wie beispielsweise eine Kurzmitteilung, übertragen kannst, sind Übertragungen mit bis zu 10 Gbit/s, wie bei 5G, auch für die Industrie interessant. Welches Mobilfunknetz du nutzen kannst, ist von deinem Handy und von deinem Standort abhängig. Dein Smartphone wählt dabei stets das bestmögliche Netz aus. 

Aktuelle Probleme mit 5G

Erforderliche Netzabdeckung

Da 5G komplett neue Technik erfordert, lassen sich die bestehenden Mobilfunkmasten nicht einfach nachrüsten. Neue Technik und neue Standorte werden benötigt. Die höheren Frequenzen, die 5G benötigt, haben außerdem eine geringe Reichweite. Selbst Häuserwände oder starker Regen könnten die Leistung verringern. Der fünfte Mobilfunkstandard erfordert also mehr Stationen als 4G.

Der Netzausbau wird durch die Deutsche Telekom, O2 Telefonica, Vodafone und 1&1 Drillisch vorangebracht. Punktuell wurde der Netzausbau bereits vorangetrieben, flächendeckend dauert er aber an. Die Deutsche Telekom will bis Ende diesen Jahres etwa die Hälfte der deutschen Bevölkerung mit 5G versorgen. Dies ist allerdings nur die erste Ausbaustufe, mit der noch keine Datenübertragungen in Echtzeit erreicht werden. Das Unternehmen plant, bis Ende 2025 mindestens 99% der Bevölkerung, bzw. 90% der Fläche Deutschlands, mit 5G zu versorgen. 

Standardisierung in der Entwicklung

Die Technik hinter 5G ist noch nicht final entwickelt. Das Gremium 3GPP (3rd Genereation Partnership Projekt) definiert die Details des Standards. Vor kurzem wurde der Release 16 mit weiteren Optimierungen und Anforderungen an 5G veröffentlicht, zwei weitere Releases sind geplant. Deshalb können Netzausrüster wie HUAWEI oder Nokia erst nach und nach Produkte für den Massenmarkt entwickeln. 

Fazit

Für die meisten von uns ist der Mobilfunkstandard aktuell noch Zukunftsmusik. Dazu ist der Ausbau des Netztes noch nicht fortgeschritten genug, 5G-fähige Smartphones kommen erst nach und nach auf den Markt. Dennoch schreitet die Entwicklung von 5G stetig voran, sodass wir schon bald vom schnelleren Surfen und den Möglichkeiten, die sich mit 5G ergeben, profitieren können. Wir dürfen gespannt sein!