5G – Allgemein

5G bezeichnet einen neuen technischen Standard für Mobilfunknetze der fünften Generation und stellt die Weiterentwicklung der früheren Standards GSM, UMTS und LTE dar.

Wesentliche neue Möglichkeiten im 5G-Standard sind Latenzzeiten von unter einer Millisekunde und Datenraten bis 10 Gigabit pro Sekunde, was eine mindestens zehnfache Steigerung gegenüber 4G darstellt und damit das Anwendungsspektrum deutlich erhöht. In der Folge werden neben den bisher genutzten Frequenzen andere und wesentlich höhere Frequenzbereiche benötigt, weil nur dort die erforderlichen großen Bandbreiten vorhanden sind.

Der erste Teil der 5G-Standardisierung ist bereits fertiggestellt, andere Teile des 5G-Standards werden allerdings erst ab circa 2020 fertig entwickelt werden. Parallel wird der LTE-Standard der vierten Generation weiterentwickelt, um Leistungssteigerungen, zum Beispiel Datenraten von bis zu ein Gigabit pro Sekunde, zu erzielen.

5G ist entscheidend für spezielle Lösungen in den Bereichen Steuerung von und Kommunikation zwischen Maschinen (zum Beispiel Industrie 4.0) sowie für ferngesteuerte und autonom fahrende Fahrzeuge.

Dafür wird 5G drei Anwendungsfelder umfassen: Im "enhanced Mobile Broadband" sind Datenraten von bis zu 20 Gigabit pro Sekunde in einer Funkzelle möglich, wie sie etwas beim Videostreaming oder für Virtual-Reality-Anwendungen notwendig sind. Für die "massive Machine Type Communication" sollen perspektivisch bis zu einer Million Endgeräte pro Quadratkilometer (hauptsächlich Sensoren, Motoren und ähnliche Systeme in größeren Anlagen) angebunden werden. Schließlich sollen mit "Ultra Reliable Low Latency Communication" vor allem sicherheitskritische Nachrichten mit geringsten Datenfehlern übertragen werden, mit Hauptanwendungsfeldern beim autonomen Fahren sowie im industriellen Sektor.

Alle bereits für den Mobilfunk der dritten und vierten Generation (zum Beispiel UMTS, LTE) verfügbaren Frequenzbereiche zwischen 700 Megahertz und 2,6 Gigahertz können grundsätzlich auch für 5G genutzt werden. Aufgrund der erforderlichen hohen Bandbreiten für einige 5G-Anwendungen sind weitere Frequenzen notwendig. Daher wurde im Frühjahr/Sommer 2019 das Frequenzbandes von 3,4 bis 3,7 Gigahertz für bundesweite Nutzungen durch öffentliche Mobilfunknetze versteigert, in dem der 5G-Aufbau beginnen wird. Daneben kann seit November 2019 das Frequenzband von 3,7 bis 3,8 Gigahertz ohne Versteigerung (im sogenannten Antragsverfahren) vergeben werden, das für örtliche nichtöffentliche Mobilfunknetze ("Campusnetze") mit Anwendungen in Land- und Forstwirtschaft, Wirtschaft und Industrie vorgesehen ist.

Darüber hinaus ist die Nutzung von Bändern im höheren Frequenzbereich ("Millimeterwellen") geplant und international und europäisch koordiniert. In Deutschland erfolgt die Frequenzvergabe im Bereich von 24,25 bis 27,5 Gigahertz, ebenfalls im Antragsverfahren. Dieser Bereich ist für Kleinzellennetze oder für die Anbindungen von Basisstationen mit Richtfunkstrecken, also stark gerichteten Funkverbindungen zwischen zwei Stationen, vorgesehen. Mit einer breiten Nutzung im öffentlichen Mobilfunk ist erst in einigen Jahren zu rechnen.

Derzeit wird 5G an einigen Teststandorten erprobt. Einige Netzanbieter haben 2019 erste 5G-Netze in einzelnen Großstädten aufgebaut. Nähere Information findet man auf den Internetseiten der Mobilfunkbetreiber. Der 5G-Netzausbau wird sich in der nächsten Zeit auf dichtbesiedelte Gebiete konzentrieren; auch in Industriegebieten sowie an den Hauptverkehrswegen dürfte es in der Folge einen 5G-Ausbau geben.