Auf dem Weg zu 5G: Was ist neu an der nächsten Generation mobiler Netzwerke?

2019 wurden die ersten 5G-Netze in Betrieb genommen. In diesem Jahr soll 5G als neuer Standard ein neues Erlebnis mobiler Kommunikation mit sich bringen. Dank der Geschwindigkeit und Konnektivität von 5G können Nutzer Videos in Spielfilmlänge innerhalb von Sekunden downloaden und selbst Videos in 8K-Qualität streamen. Videoanrufe werden kristallklar wiedergegeben und auch grafikintensive Handyspiele laufen nahezu ohne Verzögerungen. Und das ist erst der Anfang von vielen Vorteilen, auf die wir uns in Zukunft freuen können: Mit der Weiterentwicklung der 5G-Technologie wird unsere Kommunikation nicht nur schneller, sondern Verbindungen werden auch stabiler. Um zu verstehen, welches Potenzial sich hinter 5G verbirgt, hilft ein Blick auf die technologischen Entwicklungen bis zum heutigen Zeitpunkt.

Erster Schritt: Non-Standalone-5G

Als im vergangenen Jahr die ersten 5G-Netze in Betrieb genommen wurden, war dies der Beginn einer großen Veränderung in der Mobilfunktechnologie. Diese Netzwerke, sogenannte Non-Standalone 5G-Netze, geben einen ersten Einblick in eine schnelle 5G-Zukunft.
Non-Standalone 5G-Netze nutzen zwei verschiedene Funkfrequenzbereiche mit höheren Bandbreiten zur gleichen Zeit. So können mehr Daten (wie z.B. ein Film oder eine TV-Sendung) schneller an das Gerät übertragen werden als über ein 4G-LTE-Netzwerk.

Der erste Frequenzbereich überschneidet sich teilweise mit 4G-LTE und wird als Sub-6 GHz bezeichnet. Der zweite, höhere Frequenzbereich wird als mmWave bezeichnet. Während mmWave das Potenzial blitzschneller Geschwindigkeiten bietet¹, haben Frequenzen unterhalb von 6 GHz, Sub-6 GHz in der Regel eine höhere Reichweite und können feststehende Objekte, wie zum Beispiel Gebäude besser durchdringen. Folglich müssen Mobilfunkbetreiber die angebotenen Frequenzbereiche ausbalancieren, um Nutzern die Vorteile beider Frequenzen bieten zu können.
Non-Standalone 5G ist entscheidend für die frühe Einführung von 5G – stellt aber nur den ersten Schritt einer umfangreichen Entwicklung dar.

Zweiter Schritt: Dynamic Spectrum Sharing

Unter Einbeziehung bestehender 4G-Infrastrukturen kann der Ansatz des Dynamic Spectrum Sharing die 5G-Abdeckung schnell und umfassend vorantreiben. Vor allem schafft diese dynamische Nutzung des Frequenzspektrums die notwendige Grundlage für die Einführung von Standalone 5G-Netzen (siehe nächster Abschnitt) indem sie sicherstellt, dass eine breite 5G-Abdeckung vorhanden ist.

Als die Netze von 2G über 3G zu 4G übergingen und mehr Frequenzen zum mobilen Ökosystem hinzukamen, stießen die Betreiber auf ein Problem: Sie mussten warten, bis genügend Nutzer aufgerüstet haben, bevor sie alte Frequenzbänder für die Technologie der nächsten Generation überarbeiten und neu vergeben konnten.

Die dynamische Frequenzaufteilung löst dieses Problem durch den Einsatz von Algorithmen, die es den Netzbetreibern ermöglichen, Frequenzen zwischen 4G-LTE- und 5G-Geräten aufzuteilen. So wird die Verteilung kontinuierlich optimiert, je mehr Kunden von 4G-LTE zu 5G wechseln², wodurch Dynamic Spectrum Sharing den Übergang zu Standalone 5G erleichtert.

Dritter Schritt: Standalone 5G

Im Gegensatz zu dem Vorgänger Non-Standalone-5G nutzt Standalone 5G die bestehende 4G-LTE-Infrastruktur nicht mehr. Standalone 5G-Netze bedürfen stattdessen einer neuen Architektur, um die gewünschten Geschwindigkeiten zu ermöglichen.

Die neue Standalone 5G-Architektur ist noch effizienter als die von 4G. Diese Architektur umfasst einen neuen 5G-Core als Herzstück des Netzwerks. Sie wird durch die Nutzung von mmWave sowie von niedrigen und mittleren Frequenzen, die Datendurchsatzleistung des Netzwerks verbessern. Darüber hinaus haben die Verbesserungen des Netzwerks das Potential, neue Produkte und Erlebnisse wie 4K-Livestreams oder autonome Fahrzeuge zu ermöglichen.

Standalone 5G verbessert auch die Bandbreite des Netzwerks. So können voraussichtlich Daten von und an bis zu eine Million Geräte pro Quadratkilometer versendet werden. Zum Vergleich: Bei 4G-Netzen sind es nur bis zu 100.000 Geräte pro Quadratkilometer³.

Die nächsten Schritte zu neuen mobilen Anwendungen

Die neue Galaxy S20-Serie von Samsung stellt für das Unternehmen den nächsten großen Schritt in der Entwicklung der 5G-Technologie dar. Alle drei Smartphones der S20-Serie sind mit Standalone 5G kompatibel. Ob Augmented Reality oder Cloud-Gaming, beeindruckende 5G-Erlebnisse erfordern aktuelle 5G-Technologie – und die ist mit der Samsung Galaxy S20-Serie jetzt zu haben.

Samsung hat sich darauf konzentriert, 5G-fähige Produkte schnell auf den Markt zu bringen, sodass Kunden schnellstmöglich von der hohen Geschwindigkeit bei Downloads und Uploads sowie den niedrigen Latenzzeiten profitieren können. Aus diesem Grund ist die Galaxy S20-Serie mit einer Vielzahl von Mobilfunkfrequenzen kompatibel, sodass 5G überall dort genutzt werden kann, wo es bereits verfügbar ist.

Im Zuge der Weiterentwicklung der 5G-Netze wird sich auch das 5G-Portfolio von Samsung erweitern. Kunden können sich zum Beispiels auf Innovationen, wie eine Ein-Chip-Lösung oder globales 5G-Roaming freuen.

¹ Hardwareanforderungen für 5G variieren von Land zu Land. In Deutschland wird mmWave aktuell nicht unterstützt, da dieser Frequenzbereich für 5G nicht von Netzbetreibern angeboten wird.
² Die Umsetzung der dynamischen Frequenzaufteilung variiert je nach Region und Träger. Weitere Informationen erhalten Sie bei Ihrem Mobilfunkanbieter.
³ Die tatsächliche Leistung variiert je nach Region und Netzwerkbedingungen.