3G – das Mobilfunknetz der dritten Generation – hat die Art und Weise, wie wir mit Mobilgeräten kommunizieren, revolutioniert. 4G-Netze bieten deutlich höhere Datenraten und ein verbessertes Nutzererlebnis. 5G wird mobiles Breitband mit bis zu 10 Gigabit pro Sekunde und einer geringen Latenz von wenigen Millisekunden ermöglichen.
Was sind die wesentlichen Unterschiede zwischen 4G und 5G?
Geschwindigkeit
Bei 5G steht die Geschwindigkeit im Vordergrund. LTE Advanced ermöglicht Datenraten von bis zu 1 Gbit/s in 4G-Netzen. 5G unterstützt Datenraten von bis zu 5 bis 10 Gbit/s auf Mobilgeräten und erreichte in Tests sogar über 20 Gbit/s.
5G unterstützt datenintensive Anwendungen wie 4K-HD-Multimedia-Streaming, Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR). Durch die Nutzung von Millimeterwellen kann die Datenrate in zukünftigen 5G-Netzen auf über 40 Gbit/s und sogar bis zu 100 Gbit/s gesteigert werden.
Millimeterwellen weisen eine deutlich größere Bandbreite auf als die in 4G-Technologien verwendeten Frequenzbänder mit geringerer Bandbreite. Mit höherer Bandbreite lässt sich eine höhere Datenrate erzielen.
Latenz
Latenz ist ein Begriff aus der Netzwerktechnik, der die Verzögerung von Signalpaketen auf ihrem Weg von einem Knoten zum anderen misst. In Mobilfunknetzen beschreibt sie die Zeit, die Funksignale benötigen, um von der Basisstation zu den mobilen Endgeräten (UEs) und umgekehrt zu gelangen.
Die Latenz des 4G-Netzes liegt im Bereich von 100 bis 200 Millisekunden. Bei 5G-Tests konnten Ingenieure eine deutlich niedrigere Latenz von 1 bis 3 Millisekunden erreichen und demonstrieren. Geringe Latenz ist in vielen geschäftskritischen Anwendungen von entscheidender Bedeutung, weshalb sich die 5G-Technologie für Anwendungen mit niedrigen Latenzanforderungen eignet.
Beispiele: selbstfahrende Autos, Fernoperationen, Drohneneinsätze usw.
Fortschrittliche Technologie
Um ultraschnelle Dienste mit geringer Latenz zu realisieren, muss 5G fortschrittliche Netzwerktechnologien wie Millimeterwellen, MIMO, Beamforming, Geräte-zu-Geräte-Kommunikation und Vollduplex-Modus nutzen.
Wi-Fi-Offloading ist eine weitere vorgeschlagene Methode in 5G, um die Dateneffizienz zu steigern und die Last auf Basisstationen zu reduzieren. Mobile Geräte können sich mit einem verfügbaren WLAN verbinden und alle Funktionen (Sprache und Daten) ausführen, anstatt eine Verbindung zu Basisstationen herzustellen.
Die fortschrittlichen Technologien 4G und LTE nutzen Modulationsverfahren wie Quadraturamplitudenmodulation (QAM) und Quadraturphasenumtastung (QPSK). Um einige Einschränkungen der 4G-Modulationsverfahren zu überwinden, wird für die 5G-Technologie unter anderem die Anwendung von QAM mit höherer Amplitudenmodulation in Betracht gezogen.
Netzwerkarchitektur
In früheren Generationen von Mobilfunknetzen befanden sich die Funkzugangsnetze (RANs) in der Nähe der Basisstation. Traditionelle RANs waren komplex, erforderten eine kostspielige Infrastruktur, regelmäßige Wartung und wiesen eine begrenzte Effizienz auf.
Die 5G-Technologie nutzt Cloud Radio Access Network (C-RAN) für eine höhere Effizienz. Netzbetreiber können ultraschnelles Internet über ein zentralisiertes, cloudbasiertes Funkzugangsnetz bereitstellen.
Internet der Dinge
Das Internet der Dinge (IoT) ist ein weiterer wichtiger Begriff, der oft im Zusammenhang mit der 5G-Technologie diskutiert wird. 5G wird Milliarden von Geräten und intelligenten Sensoren mit dem Internet verbinden. Im Gegensatz zur 4G-Technologie wird das 5G-Netzwerk in der Lage sein, enorme Datenmengen aus zahlreichen Anwendungen wie Smart Home, industriellem IoT, intelligenter Gesundheitsversorgung, Smart Cities usw. zu verarbeiten.
Eine weitere wichtige Anwendung von 5G ist die Kommunikation zwischen Maschinen. Autonome Fahrzeuge werden mithilfe fortschrittlicher 5G-Dienste mit geringer Latenz die Straßen der Zukunft beherrschen.
Schmalband-Internet-der-Dinge (NB-IoT)-Anwendungen wie intelligente Beleuchtung, intelligente Zähler und intelligente Parklösungen sowie Wetterkarten werden über das 5G-Netz bereitgestellt.
Extrem zuverlässige Lösungen
Im Vergleich zu 4G bieten zukünftige 5G-Geräte stets verbundene, extrem zuverlässige und hocheffiziente Lösungen. Qualcomm hat kürzlich sein 5G-Modem für Smartphones und zukünftige PCs vorgestellt.
5G wird in der Lage sein, enorme Datenmengen von Milliarden von Geräten zu verarbeiten, und das Netzwerk ist für zukünftige Erweiterungen skalierbar. 4G und die aktuellen LTE-Netze stoßen hinsichtlich Datenvolumen, Geschwindigkeit, Latenz und Skalierbarkeit an ihre Grenzen. 5G-Technologien werden diese Probleme beheben und sowohl Dienstanbietern als auch Endnutzern kostengünstige Lösungen bieten.
Veröffentlichungsdatum: 21. Juni 2022