Sie haben den Hype um die 5G-Technologie gehört, aber wird sie wirklich etwas verändern? Um das Potenzial dieses bahnbrechenden Mobilfunkprotokolls zu verstehen, sollten Sie zunächst untersuchen, wie 5G aus technischer Sicht funktioniert und wie es seine Versprechen einhalten kann. Dieser Artikel befasst sich eingehend mit 5G und trennt den Hype von der Realität.
Die 5G-Technologie erklärt
5G ist die fünfte Generation der Mobilfunktechnologie.
Die erste war ein analoges Übertragungsverfahren, das weitgehend in den 1980er Jahren eingeführt wurde.
2G kam in den 1990er Jahren auf und ermöglichte die digitale Datenübertragung, auch auf dem ersten iPhone.
3G und 4G haben diese digitalen Fähigkeiten dann verbessert, und schließlich ist 5G der nächste Schritt auf dem Weg des drahtlosen Fortschritts. Es handelt sich um einen Paradigmenwechsel, der seit dem Übergang von der analogen zur digitalen Technik nicht mehr stattgefunden hat.
Grundsätzlich verspricht 5G höhere Geschwindigkeiten als die vorherigen Generationen, in manchen Szenarien sogar eine Übertragungsrate von bis zu 10 Gbit/s. Die 4G-Übertragungstechnologie kann Daten mit etwa 20 Mbit/s bzw. 80 Mbit/s bei 4G+ übertragen, so dass 5G mit (theoretisch) 10 Gbit/s bzw. 10.000 Mbit/s über 100 Mal schneller ist als 4G.
Darüber hinaus soll die 5G-Technologie die zehnfache Anzahl angeschlossener Geräte in einem bestimmten Gebiet ermöglichen, im Vergleich zu dem, was mit 4G möglich war.
Auch die Latenzzeit, d. h. die Zeit, die benötigt wird, um eine Antwort von einem einzelnen Signal zu erhalten, wird verringert. 4G-Netze liegen bei etwa 30 bis 70 ms, während 5G (Stand der Tests Mitte 2021) bis in den Bereich von 5 bis 20 ms heruntergehen kann.
Wie funktioniert 5G?
Die 5G-Funktechnologie wird zwar im Allgemeinen als „eine“ revolutionäre Technologie angesehen, aber man könnte sie vielleicht besser als zwei grundlegende drahtlose Signalisierungsmethoden mit zusätzlichen Verbesserungen betrachten, die dazu beitragen, 5G zu nutzen. Im Gegensatz zu früheren Generationen der Mobilkommunikation findet die Datenübertragung bei 5G in zwei sehr unterschiedlichen Frequenzsegmenten statt, die manchmal in drei Bereiche unterteilt werden: Niedrig-, Mittel- und Hochband.
Niedrig-Band- und Mittel-Band-Signale werden unter dem Begriff „Sub-6“ zusammengefasst, da sie eine Frequenz von weniger als 6 GHz haben. Sie bieten Signale mit größerer Reichweite, aber vergleichsweise geringere Geschwindigkeiten für nichtstädtische und ländliche Gebiete. Die wirkliche Geschwindigkeitsverbesserung von 5G kommt jedoch in den höheren Frequenzbereichen, auch bekannt als „Millimeterwelle“. Dieser Bereich beginnt bei 24,25 GHz in den USA und kann bis über 95 GHz reichen, mit einer Reihe von Lücken dazwischen.
Mit diesen Hochfrequenzsignalen können riesige Datenmengen übertragen werden, so dass beispielsweise ein Film in nur wenigen Sekunden übertragen werden kann. Allerdings gibt es einen wichtigen Kompromiss. Die Reichweite dieser Hochfrequenz ist sehr gering – im Bereich von Hunderten von Metern Sichtlinie. Jede physische Barriere, wie z. B. eine Außenwand, führt zu Signalstörungen, und der Nettoeffekt ist, dass ein Heer von pizzakartongroßen Kleinzellen-„Türmen“ benötigt wird, um ein Gebiet effektiv abzudecken.
Nicht alle 5G-Netze sind gleich
Millimeterwellen-Übertragungsgeschwindigkeiten sind großartig, wenn Sie sich in einem großen Ballungsgebiet, im Freien und in Reichweite eines kleinen Mobilfunkmastes befinden. Für Menschen, die in Vorstädten und auf dem Land leben und die meiste Zeit dort verbringen, mag die 5G-Hochfrequenztechnologie nur einen geringen Nutzen haben.
Die gute Nachricht ist, dass 5G in seiner niedrigeren Geschwindigkeit und längeren Wellenlänge immer noch eine erhebliche Verbesserung gegenüber der 4G-Datenübertragung darstellt. Obwohl es sich eher um eine Wiederholung als um eine Revolution handelt, können die Nutzer mit Niedrig-Band-Geschwindigkeiten im Bereich von 100 bis 200 Mbit/s rechnen, während die Mittel-Band-Geschwindigkeit zwischen 100 Mbit/s und knapp 1 Gbit/s liegt.
Diese Technologie, die im Jahr 2019 noch in den Kinderschuhen steckt, wird von verschiedenen Anbietern mit unterschiedlichen Zielsetzungen eingeführt. Man könnte annehmen, dass diese Strategien umgesetzt wurden, damit Anbieter X behaupten kann, die größte 5G-Abdeckung zu haben, während Anbieter Y immer noch (wahrheitsgemäß) behaupten kann, die schnellste zu haben. Der Nettoeffekt dieses Wettbewerbs scheint zu sein, dass ein Anbieter in der Tat besser für Ihre Situation sein kann, aber nicht unbedingt für jemand anderen, je nachdem, wo Sie Ihre Zeit verbringen.
Wenn man noch weiter zwischen den Zeilen liest, könnte man argumentieren, dass das Unternehmen, das das breiteste 5G-Netz für sich beansprucht, so interpretiert werden könnte, dass es sagt: „Wenn Sie in der Vorstadt bzw. auf dem Land leben, wählen Sie uns.“ Der Anbieter, der die schnellsten Datengeschwindigkeiten bietet, könnte stattdessen für Stadtbewohner attraktiv sein.
Geräteangelegenheiten für die 5G-Technologie
Um die 5G-Technologie in ihrer blitzschnellen mm-Wellen-Iteration in vollem Umfang nutzen zu können, brauchen Sie ein Telefon, das der Aufgabe gewachsen ist. Nicht alle 5G-Smartphones sind sowohl für die Sub-6- als auch für die Hochgeschwindigkeits-Millimeterwellenübertragung geeignet. Das neu angekündigte 5G-iPhone SE kann zum Beispiel nur auf den Sub-6-Bändern (niedrigere Frequenz/Geschwindigkeit) kommunizieren, während das iPhone 13 Pro und Pro Max zusätzlich zu den Sub-6-Bändern auch Millimeterwellen-Fähigkeiten auflisten.
Je nachdem, für welchen Smartphonetyp Sie sich entscheiden, spielt das schnellste Netz möglicherweise keine so große Rolle, zumindest was die Nutzung der Hochgeschwindigkeitsbänder angeht. Wenn Sie nicht in einer Großstadt leben, möchten Sie vielleicht nicht für Millimeterwellenfunktionen bezahlen.
Natürlich sind iPhones nicht die einzigen 5G-Geräte auf dem Markt, und tatsächlich waren sie bis Ende des Jahres 2020 überhaupt nicht für 5G-Kommunikation geeignet. Eine begrenzte Anzahl von Android-Smartphones war bereits 2019 in der Lage, diese Technologie zu nutzen, wenn der Empfang vorhanden war, und es gibt eine Vielzahl von Android-Optionen, aus denen man heute wählen kann.
Vorteile von 5G: Unterstützende Technologie und künftige Einsatzmöglichkeiten
Neben der zweigeteilten Frequenznutzung von 5G werden auch andere Technologien wie die fortschrittliche MIMO-Datenübertragung (Multiple-Input und Multiple-Output), die Strahlformung und einfach die Tatsache, dass es mehr verteilte „Türme“ in einem bestimmten Gebiet gibt, zum Erfolg und zur kontinuierlichen Verbesserung der Mobilfunktechnologie beitragen.
Der offensichtliche Vorteil von 5G ist die höhere Geschwindigkeit von Smartphones und Benutzerfreundlichkeit, aber man könnte sich auch fragen, wie schnell man beide Staffeln seiner Lieblingsserie zum Streamen herunterladen muss. Gegenstück. Noch interessanter ist vielleicht, dass die geringere Latenzzeit mehr mobile Nutzungsszenarien in Echtzeit ermöglicht – und die Möglichkeit, eine Fülle von „Dingen“ zu verbinden, ähnlich wie man es heute mit WLAN tun kann.
Es könnte sogar dazu führen, dass sich unsere Sichtweise auf das heimische WLAN und die Notwendigkeit eines zentralen Routers ändert. In diesem Artikel gehen wir der Frage nach, wie 5G eines Tages das heimische IoT ersetzen könnte.
