Im Auto erreichbar sein, ein Videotelefonat von unterwegs führen, Fotos verschicken aus dem Zug – und das alles ganz ohne Kabel. Haben Sie sich gefragt, wie dies funktioniert? Wir erläutern die Grundlagen des Mobilfunks – und was das Besondere an der neuen Generation ist.
Wer verstehen möchte, wie 5G-Mobilfunk grundsätzlich funktioniert, startet bei den Grundlagen. Ein Mobilfunknetz besteht aus
Das Gebiet, das durch die Sendeantenne einer Basisstation versorgt wird, bezeichnet man als Funkzelle. In diesem Gebiet können Nutzerinnen und Nutzer mobil kommunizieren und Daten austauschen.
Der Radius einer Mobilfunkzelle kann sich, abhängig von ihrem Einsatzgebiet, über eine Größe von einigen Metern bis hin zu einigen Kilometern erstrecken. Entscheidend hierfür sind unter anderem die Sendeleistung, die verwendete Frequenz und vor allem, wie das versorgte Gebiet bebaut ist.
An Standorten mit einem hohen Nutzungsaufkommen – zum Beispiel Fußgängerzonen, Flughäfen oder Messen – sind die Funkzellen in der Regel kleiner. Sie sind hier nur wenige 100 Meter oder gar nur 10 Meter groß. In Gebieten mit vergleichsweise geringem Nutzungsaufkommen hingegen ist die Zellgröße mit bis zu 70 Kilometern wesentlich größer.
Am Beispiel einer Mitteilung lässt sich vereinfacht darstellen, wie eine Information von einem Handy zum anderen gelangt:
Der Mobilfunkstandard der fünften Generation, kurz 5G, ist eine Weiterentwicklung des bisherigen Mobilfunks. Er ist damit der Nachfolger der Standards GSM (2G), UMTS (3G) und LTE (4G). Das 5G-Netz nutzt zu Beginn weitgehend die Infrastruktur des LTE-Netzes. Der Betrieb erfolgt gemeinsam beziehungsweise parallel, sodass der Ausbau stufenweise geschieht. Der Unterschied jedoch: Die neue Technologie setzt neue Maßstäbe in den Bereichen
Die Verfügbarkeit der 5G-Mobilfunktechnik ist von der Netzplanung des jeweiligen Mobilfunknetzbetreibers abhängig. Je nach Ausbaustrategie des jeweiligen Unternehmens wird die 5G-Technologie in unterschiedlicher Ausprägung stetig aufgebaut. Dieser Prozess kann von Region zu Region unterschiedlich sein.
Damit Daten zwischen Mobiltelefonen und Basisstationen ohne Kabel übertragbar sind, braucht es elektromagnetische Wellen mit bestimmten Frequenzen. Frequenzen werden nicht nur für den Mobilfunk benötigt, sondern auch für alle anderen Funksysteme wie zum Beispiel für W-LAN, Radio und Fernsehen via Rundfunk, Satellitenfunk, das Babyphone oder den Garagentoröffner.
Die gegenwärtigen Mobilfunktechniken nutzen Frequenzen im Bereich zwischen 800 Megahertz und 2,6 Gigahertz (abgekürzt: GHz). Bei 5G kommen weitere Bereiche in höheren Frequenzen dazu: 3,4 bis 3,8 GHz und später auch im wesentlich höheren Frequenzbereich von 24,25 – 27,5 GHz, dem sogenannten 26-Gigahertz-Bereich. Es gibt im Wesentlichen zwei Gruppen von Frequenzbereichen, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften in ihrem Ausbreitungsverhalten haben:
Das Nutzen auch der „alten“ Frequenzbereiche für 5G ermöglicht eine flächendeckende und bedarfsgerechte Abdeckung mit dem neuen Mobilfunkstandard. Technische Neuerungen wie die aktive Antennentechnik (Beamforming) und das Unterteilen in anwendungsspezifische Netze (Network-Slicing) verbessern das Mobilfunknetz zusätzlich. Einen Vergleich der Mobilfunkgenerationen finden Sie in diesem Artikel.
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