4G und 5G: Was sich tatsächlich ändert – und was nicht

Was auf dem Smartphone ankommt, hängt vom gesamten Netz ab: von der Funkabdeckung, dem Transportnetz, dem Kernnetz und dem Dienst am anderen Ende.

Wenn es heißt, 5G sei „100-mal schneller“ als 4G, ist damit meist ein Spitzenwert oder ein Zielwert unter Laborbedingungen gemeint. Wer ein Smartphone nutzt, erlebt etwas Konkreteres: ein Signal, ein Frequenzband, eine ausgelastete Funkzelle, ein Endgerät und einen Übertragungsweg zum gewünschten Dienst.

Die hilfreiche Kurzantwort lautet: 5G erweitert die Möglichkeiten der Funktechnik und des Netzes hinsichtlich Kapazität, Geschwindigkeit und Latenz. Es garantiert nicht überall dieselbe Geschwindigkeit, und ein schwaches Netz wird nicht allein dadurch leistungsfähig, dass auf dem Display 5G steht.

Geschwindigkeit ist eine Spanne, kein Versprechen

5G kann höhere Geschwindigkeiten liefern, wenn das Netz über genügend Frequenzspektrum, Backhaul-Anbindung und freie Kapazität verfügt. Das Ergebnis hängt von der genutzten Frequenz, der Entfernung zur Funkzelle, Hindernissen, der Zahl der Nutzer in derselben Zelle und dem Endgerät selbst ab. Ein theoretischer Spitzenwert ist nicht dasselbe wie die Geschwindigkeit, die ein Kunde an einem stark frequentierten Bahnhof tatsächlich erreicht.

Bei der Latenz ist dieselbe Sorgfalt nötig. Ein niedriger Zielwert für die Funkschnittstelle kann für einen sorgfältig konzipierten Dienst nützlich sein. Die Ende-zu-Ende-Verzögerung umfasst jedoch auch das Endgerät, die Funkressourcenzuteilung, das Transportnetz, das Kernnetz und die Anwendung. „Eine Millisekunde“ ist kein allgemeines Versprechen, dass jede Website oder jeder Videoanruf innerhalb einer Millisekunde reagiert.

Bei der Kapazität zählt die Hauptverkehrszeit

Mehr Kapazität ist dann wichtig, wenn viele Menschen das Netz gleichzeitig benötigen. 5G kann zusätzliches Frequenzspektrum, breitere Kanäle und eine dichtere Anordnung von Funkzellen nutzen, um mehr Datenverkehr zu bewältigen. Es ermöglicht auch unterschiedliche Dienstkonzepte, darunter private oder industrielle Netze, bei denen der Betreiber einen größeren Teil der Einsatzumgebung kontrolliert.

Das bedeutet nicht, dass eine 5G-Zelle unbegrenzt Kapazität hat. Die Kapazität wird geteilt, und eine neue Funkebene kann weder einen überlasteten Backhaul noch schlecht gewählte Standorte oder einen Dienst ausgleichen, der an anderer Stelle langsam ist. Auch das Internet der Dinge (IoT) stellt unterschiedliche Anforderungen: Ein Sensor, der eine kurze Nachricht sendet, braucht nicht dasselbe Netz wie eine Kamera oder ein autonomes System.

Die Abdeckung hängt von Frequenzen und Standort ab

Niedrigere Frequenzen reichen weiter und durchdringen Gebäude leichter, während höhere Frequenzen über kürzere Entfernungen mehr Bandbreite bereitstellen können. Deshalb kombinieren Betreiber Frequenzbänder, Standorte und Rückfalltechnologien. Zwei Smartphones mit 5G-Anzeige können sehr unterschiedliche Leistungen erzielen, weil sie verschiedene Frequenzbänder nutzen oder weil eines der Netze deutlich mehr Datenverkehr bewältigen muss.

Eine Abdeckung auf der Karte ist nicht dasselbe wie eine zuverlässige Verbindung in Innenräumen. Gelände, Gebäude, Wetter, Bauweise des Smartphones, verfügbare Frequenzressourcen und die Entfernung zur versorgenden Funkzelle spielen dabei eine Rolle. In einer bestimmten ländlichen Gegend, einem Gebäude oder entlang einer Reiseroute kann 4G weiterhin die zuverlässigere Netzebene bleiben, selbst wenn in der Nähe bereits 5G verfügbar ist.

Was ändert sich, wenn ein Netz um 5G erweitert wird?

Der Ausbau umfasst mehr als den Austausch einer Antenne. Der Betreiber benötigt möglicherweise neue Funktechnik, Frequenzlizenzen, Transportkapazität, Stromversorgung, Kernnetzfunktionen, Überwachungssysteme und kompatible Endgeräte bei den Kunden. Einige frühe 5G-Netze nutzen ein 4G-Kernnetz, während eine Standalone-Implementierung ein 5G-Kernnetz für die Funktionen verwendet, die darauf angewiesen sind. Das kommerzielle Konzept, das Supportmodell und der vorgesehene Rückfallweg sind ebenso wichtig wie die Spezifikation der Funktechnik.

Auch Anwendungen müssen auf die Leistungsmerkmale ausgelegt sein, die sie tatsächlich nutzen. Ein schnellerer Netzzugang macht zuverlässige Identitäten, Routing, Sicherheitskontrollen, Datenverarbeitung und den Betrieb der Dienste nicht überflüssig. Ein Netz kann mit einer neuen Generation werben, während der eigentliche Engpass des Kunden unverändert bestehen bleibt.

Wann 4G bereits ausreicht

Für gewöhnliches Surfen, Nachrichten, Sprachtelefonie, viele Videoanrufe und einen großen Teil des Videostreamings kann ein gut betriebenes 4G-Netz vollkommen ausreichen. Es kann auch dann die vernünftige Wahl sein, wenn die Abdeckung großflächig ist, die Nutzer räumlich weit verteilt sind, die Anwendung Verzögerungen toleriert und die Kosten eines Geräteaustauschs den Nutzen übersteigen.

„Neuer“ ist für sich genommen noch kein Entscheidungsgrund. Entscheidend ist der Vergleich zwischen den Anforderungen an den Dienst und der gemessenen Leistung des Netzes, das sich tatsächlich aufbauen und unterhalten lässt.

Wann sich ein Test mit 5G lohnt

• An stark frequentierten Orten reicht die Kapazität wiederholt nicht aus, und zusätzliches Frequenzspektrum oder weitere Funkzellen können die gemessene Überlastung verringern.
• Eine Anwendung benötigt einen höheren Datendurchsatz, eine besser vorhersehbare Latenz oder eine große Zahl verwalteter Verbindungen.
• Ein Konzept für einen festen Funkzugang oder ein privates Netz kann 5G dort einsetzen, wo sich Glasfaser oder eine andere Zugangstechnik nur schwer ausbauen lässt.
• Der Betreiber kann Abdeckung, Geräteunterstützung, Backhaul, Sicherheit, Support und die Gesamtkosten über die gesamte Betriebsdauer des Dienstes überprüfen.

Fragen, die vor einem Umstieg zu klären sind

• Wo liegt der tatsächliche Engpass: bei der Funkabdeckung, der Zellkapazität, dem Backhaul, der Verarbeitung im Kernnetz, beim DNS, bei der Anwendung oder beim Endgerät?
• Welche Frequenzbänder und welchen Netzmodus wird der Kunde an den maßgeblichen Standorten nutzen?
• Welche Leistung wird zu Zeiten hoher Auslastung tatsächlich erreicht – jenseits des beworbenen Spitzenwerts?
• Was passiert, wenn 5G nicht verfügbar oder überlastet ist oder sich der Nutzer außerhalb des Versorgungsgebiets befindet?
• Kann der Betreiber die Verbesserung messen und die Entscheidung rückgängig machen, wenn sie das Problem nicht löst?

Eine Netzgeneration entscheidet nicht über Befugnisse

4G und 5G bezeichnen technische Generationen. Sie entscheiden nicht darüber, wem ein Netz gehört, wer für seine Nutzer sprechen darf oder wer die Datensätze kontrollieren sollte, von denen andere Netze abhängen. Eine schnellere Funktechnik kann einen Dienst verbessern, während die grundlegenden Fragen der Kontinuität, der Koordination und der Wahlfreiheit der Betreiber unberührt bleiben.

Deshalb beginnt eine sorgfältige Diskussion über einen Umstieg beim funktionierenden Netz und seinen Nutzern, nicht mit einem Schlagwort vom unvermeidlichen Wechsel. Messen Sie den Bedarf, verstehen Sie die Abhängigkeiten und halten Sie eine tragfähige Alternative bereit, falls sich ein Anbieter, eine Route oder ein Koordinationsdienst ändert.