Was ist 5G? Die Mobilfunktechnologie der Zukunft

5G ist der Nachfolger von 4G. Die Mobilfunktechnologie der fünften Generation ist in Deutschland im Jahr 2019 gestartet. Vodafone, Deutsche Telekom und o2 haben den Mobilfunkstandard in den letzten Jahren zunehmend in die Fläche gebracht. Der 4G-Nachfolger bietet hohe Übertragungsraten (bis zu 10 Gbit/s) und eine niedrige Latenz (> 1 ms). In der Anfangszeit unterscheiden sich die Übertragungsraten von 4G und 5G nicht wesentlich, da die Netzbetreiber auf Dynamic Spectrum Sharing setzen. Mit dem Verfahren DSS lässt sich 5G  NSA schnell in die Fläche bringen, was auf die Kosten der mobilen Geschwindigkeit geht. Erst seit kurzer Zeit setzen Telekom, Vodafone und Telefónica Deutschland auf eine Standalone-Architektur des 4G-Nachfolgers.

Mitte 2019 versteigerte die Bundesnetzagentur die Frequenzen für den schnellen Mobilfunkstandard. An der Auktion beteiligten sich Deutsche Telekom, Vodafone, Telefónica Deutschland und 1&1 Drillisch. Es wurden 41 Frequenzblöcke in den Bereichen 2-GHz und 3,6-Ghz versteigert. Die Auktion in Mainz erstreckte sich über 497 Bieterrunden (ein Rekord) und brachte 6,54 Mrd. Euro ein. Damit floss deutlich mehr Geld als erwartet in die Staatskasse. Experten hatten mit Einnahmen zwischen 3 bis 5 Mrd. Euro gerechnet.

Nach dem Ende der Frequenzauktion gab es Kritik von allen Seiten. Besonders die Netzbetreiber bemängelten die überteuerte Aktion, dass Geld würde nun für den Netzausbau fehlen. Die 5G-Versteigerung führte dazu, dass erneut der Sinn von Frequenzauktionen hierzulande in Frage gestellt wurde. Kritisiert wurde dazu, dass die Netzbetreiber neben den hohen Kosten noch strenge Versorgungsauflagen der Bundesnetzagentur erfüllen mussten.

Im Juli 2019 starteten Deutschland Telekom und Vodafone mit dem 4G-Nachfolger. Von einem echten 5G-Start kann man nur bei Vodafone sprechen. Der Netzbetreiber versorgte zu Beginn 20 Städte und Gemeinden mit der Mobilfunktechnologie der fünften Generation. Im August folgten weitere Orte. Zu den ersten deutschen Städten mit dem 4G-Nachfolger gehörten zum Beispiel Dortmund, Hamburg, Köln oder München. Daneben versorgte Vodafone kleinere Gemeinden wie Altenberge oder Lohmar mit der Mobilfunktechnologie. Der Netzbetreiber wollte in den ländlichen Regionen Erfahrungen sammeln, wie gut sich der neue Mobilfunkstandard als Festnetzersatz eignet.

Die Deutsche Telekom bot Mitte 2019 genau genommen nur einen sogenannten 5G Ready Tarif ohne entsprechendes Netz dahinter. Die Vorstellung dieses Tarifes wurde von vielen Medien als reiner Marketing-Gag kritisiert. Der eigentliche Marktstart erfolgte im September 2019 in 5 Großstädten, dazu gehörten Berlin, Hamburg und Leipzig. Bis Ende 2019 betrieb die Telekom 300 Antennen des 4G-Nachfolgers in Deutschland. Das Unternehmen begann den Ausbau in den Metropolen. Das Netz wurde daraufhin sukzessiv in weniger dicht besiedelte Gebiete ausgeweitet.

Telefónica Deutschland  startete Anfang Oktober 2020 mit dem 4G-Nachfolger in fünf Städten, im Verlauf des Monats stieg die Zahl auf 10 Städte. Telefónica Deutschland konzentrierte sich in der Anfangszeit auf den Ausbau der Städte. Im Dezember 2022 erfolgt der Marktstart von 1&1, der vierte Netzbetreiber hat aktuell nur sehr wenige 5G-Antennen in einzelnen Städten aktiv. Aktuell lässt sich die schnelle Mobilfunktechnologie beim neuen Netzbetreiber nur als Festnetzersatz nutzen.

Nach dem Ausbau der Städte waren die Netzbetreiber bestrebt, die Mobilfunktechnologie der fünften Generation schnell in die Fläche zu bringen. Hierzu setzten vor allem Deutsche Telekom und Vodafone auf das Verfahren Dynamic Spectrum Sharing, später kam es auch bei Telefónica Deutschland zum Einsatz. Was steckt hinter DSS? Bei der Technologie werden zwei Mobilfunkstandards (also 4G und 5G) im gleichen Frequenzspektrum genutzt. Das Verfahren erkennt automatisch, welche Technologie das Smartphone eines Nutzers unterstützt.

Mit Dynamic Spektrum Sharing war es so schnell möglich, den 4G-Nachfolger in die Fläche zu bringen. Für Ende 2022 nannten die Netzbetreiber folgende 5G-Netzabdeckung (nach Bevölkerung): Deutsche Telekom mit 94,5 Prozent, Vodafone mit 80 Prozent und o2 mit 75 Prozent. Bei DSS basiert 5G auf der Architektur von 4G, es handelt sich um Non Standalone (NSA). Bei allen Vorteilen von Dynamic Spectrum Sharing gibt es einen großen Nachteil: Die Übertragungsrate bei 5G ist nicht viel höher als bei 4G.

Ab 2021 setzten die Netzbetreiber zunehmend auf 5G Standalone und bauten die Städte mit 3,6 GHz aus. Mit diesem Frequenzspektrum sind bis zu 1 Gbit/s möglich, was mit der Übertragungsrate von LTE Advanced vergleichbar ist. Höhere Übertragungsraten mit der Mobilfunktechnologie erwarten uns erst in den kommenden Jahren.

Deutsche Telekom, Vodafone und o2 haben keine extra Tarife für die Mobilfunktechnologie der fünften Generation eingeführt. Vielmehr wurden die 4G-Tarife für Smartphones und Tablets ohne Aufpreis auf 5G aufgewertet. Selbst die Prepaid-Tarife der Netzbetreiber erhielten im Lauf der Zeit einen Zugang zum 4G-Nachfolger. Telekom, Vodafone und o2 reagierten damit auf die Wünsche der Kunden. Studien vor der Einführung der Technologie haben gezeigt, dass die meisten Mobilfunknutzer  maximal einen Aufpreis von 5 Euro für die Mobilfunktechnologie der fünften Generation zahlen würden.

Während die Netzbetreiber ihr 5G-Netz bereitwillig für alle Bestandskunden öffneten, sieht bei den Resellern und Mobilfunkdiscountern anders aus. Kaum ein Discounter hat den Zugang zum 4G-Nachfolger. Eine Ausnahme ist aktuell Klarmobil mit dem Tarif Allnet Flat 40 GB 5G im Vodafone-Netz. Hier ist die Übertragungsrate jedoch auf bis zu 150 Mbit/s reduziert. Ob sich die Situation bei den Mobilfunkdiscountern in naher Zukunft ändern wird, muss man abwarten. Aktuell befinden wir uns am Anfang der Mobilfunktechnologie. Wie die Tarife sich in den nächsten Jahren entwickeln, wird sich zeigen.

Wie sehen die Ausbaupläne von Deutscher Telekom, Vodafone und o2 aus? Nachdem die Netzbetreiber die Mobilfunktechnologie weitgehend in die Fläche gebracht haben, dürfte das nächste Ziel der Ausbau mit 5G SA und die Steigerung der Übertragungsraten sein. Der Ausbau mit Standalone wird (sofern noch nicht geschehen) vor allem in den Städten erfolgen. Hierzu nutzen die Netzbetreiber das Frequenzspektrum mit 3,6 GHz.

Doch einfach höhere Übertragungsraten sind für viele Nutzer nicht interessant. 5G SA zeichnet sich neben hohen mobilen Geschwindigkeiten zusätzlich durch eine niedrige Latenz von unter 1 ms aus. Es sollen zahlreiche innovative Anwendungen möglich sein. Doch hier stehen die Netzbetreiber vor einem Dilemma. Wie könnten innovative Anwendungen für Privatnutzer aussehen? Wie lassen sich dazu Leistungen wie Augmented oder Virtual Reality über einen Tarif abrechnen? Hierauf haben Deutsche Telekom, Vodafone und o2 noch keine Antwort gefunden.

Vor der Einführung des Mobilfunkstandards hieß es immer, 5G sei mehr als nur Mobilfunk.  Die Mobilfunktechnologie der fünften Generation sollte nach allgemeiner Einschätzung alle Lebensbereiche digitalisieren. Zu den Anwendungsfeldern im privaten Bereich gehört eine stärkere Verbreitung von 360 Grad Videoinhalten, Virtual und Augmented Reality Anwendungen, Smart Home und autonomes Fahren. Die Industrie profitiert von drahtlos vernetzen Produktionsanlagen, Robotern und Internet der Dinge. Neben der Industrie erleben Landwirtschaft, Medizin und Logistikbranche mit 5G eine vollkommene Digitalisierung. Dies sind nur einige Beispiele für mögliche Anwendungen.

Die Zukunft mit 5G könnte für den privaten Anwender wie folgt aussehen. Drohnen liefern Pakete und Essensbestellungen aus, im eigenen Haushalt (Smart Home) ist alles miteinander vernetzt, Computerspiele mit Augmented Reality und autonomes Fahren sind zur Realität geworden. Besonders Industrie und Wirtschaft profitieren vom 4G-Nachfolger. Über die Technologie mit geringer Latenzzeit (unter 1 ms) ist zum Beispiel die drahtlose Vernetzung von Industrie- und Produktionsanlagen möglich. Roboter in der Produktion werden in den kommenden Jahren immer mehr zu einem Thema. In der Medizin sind Fern OPs möglich. In vernetzten Städten wird der Verkehrsfluss intelligent geregelt und somit Staus vermieden.

Zahlreiche dieser Anwendungen sind einige Jahre nach dem Marktstart von 5G immer noch Zukunftsmusik und idealisierte Vorstellungen. Die versprochene Revolution  mit der Mobilfunktechnologie der fünften Generation blieb bisher aus.

5G brachte (nicht nur in Deutschland) bisher nicht die erhoffte Revolution im Alltag der Menschen. Dies haben auch Netzwerkausrüster erkannt. Huawei erläuterte 2022 in einem Pressegespräch mit Journalisten, dass die Revolution durch die Mobilfunktechnologie der fünften Generation erst mit der Weiterentwicklung 5.5G kommt. Mit 5G Advanced sollen bis zu 10 Gbit/s und zahlreiche neue Anwendungen wie Augmented/Virtual Reality, Internet of Things, Smart Hospital und vernetzte Fabriken möglich sein. Als Zeitrahmen für 5.5G nannte Huawei die Jahre 2022 bis 2030. Aktuell gehe es darum, den Mobilfunkstandard zur technologischen Reife zu bringen.

Hierbei handelt es sich vor allem um Anwendungen, die bereits mit der Mobilfunktechnologie der fünften Generation möglich sein sollten. Nun soll 5.5G im Frequenzbereich 6 GHz solche Anwendungen ermöglichen. Wann dies in Deutschland zur Realität wird, gilt es abzuwarten, aktuell dürften Deutsche Telekom, Vodafone und o2 andere Prioritäten haben.

Die kommerziellen 5G-Netze etablieren sich aktuell in Deutschland. Bis sich die Mobilfunktechnologie der fünften Generation in Deutschland den Massenmarkt erreicht hat, wird 4G und vor allem LTE Advanced einige Jahre eine zentrale Rolle spielen. Beim Marktstart von LTE im Jahr 2010 verhielt es sich genauso mit der Vorgängertechnologie 3G, die noch einige Jahre den Markt dominierte.

Studien gehen davon aus, dass 4G bis zum Jahr 2025 die wichtigste Mobilfunktechnologie weltweit ist und erst dann von 5G abgelöst wird. Bis zu diesem Zeitpunkt soll der Großteil des weltweiten Datenverbrauchs über LTE erfolgen. Die Bedeutung der jeweiligen Mobilfunktechnologien ist je nach Land unterschiedlich. In Ländern wie Südkorea, China, USA und auch Deutschland dürfte sich 5G bereits vor dem Jahr 2025 durchsetzen.