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StartseiteForschung aktuell5G - der Mobilfunk der Zukunft 30.06.2014

Telefontechnik 5G - der Mobilfunk der Zukunft

Während die LTE-Netze - die vierte Generation der Mobilfunktechnik - intensiv ausgebaut werden, haben sich Branchenvertreter auf einer Konferenz in Amsterdam nun ganz dem Nachfolger gewidmet. 5G, so die Einschätzung, wird wohl mit riesigen Datenbergen zurecht kommen müssen.

Von Friederike Maier

Telefonierende Menschen am Samsung.Stand des "Mobile World Congress" in Barcelona (picture alliance / dpa)
Der LTE-Nachfolger 5G wird ab dem Jahr 2020 erwartet. (picture alliance / dpa)
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Wohin mit den ganzen Daten? Das ist die große Frage, die Mobilfunkprovidern, Geräteherstellern und Wissenschaftlern aus dem Bereich der Mobilfunktechnik derzeit Kopfzerbrechen bereitet.

Der chinesische Konzern Huawei, der größte Hersteller von Mobilfunkequipment, rechnet beispielsweise schon 2017 mit einer Milliarde LTE-Geräten. Und da mit diesen Geräten nicht mehr nur telefoniert wird, sondern auch jede Menge Datendienste genutzt werden, stellt das die Netzwerkprovider vor enorme Herausforderungen, so Kerstin Günther, sie ist Leiterin Technik und IT Europa der Deutschen Telekom:

"Gerade in Zukunft, wenn immer mehr in der Cloud abgelegt wird, immer mehr Dienste auch genutzt werden, die man runterlädt oder Bilder, die man hochlädt, desto mehr Daten müssen übertragen werden. Also das Thema Daten und Bandbreite ist eigentlich die größte Herausforderung mit der wir umgehen müssen."

Kommunikation unter Maschinen erhöht Datenberge

Für das Jahr 2020 wird noch mal ein Vielfaches an Mobilfunkgeräten erwartet. Und neben Mobiltelefonen und Tablets, mit denen ja eher Menschen miteinander kommunizieren, werden dann auch eine Menge Maschinen Daten austauschen, so die Einschätzung der Experten. Diese Kommunikation zwischen vernetzten Geräten wird Machine-to-Machine-Communication oder kurz M2M genannt.

"Wir haben jetzt schon in Deutschland 17 Millionen M2M-Devices, die miteinander kommunizieren. Die brauchen alle eine Lösung in Zukunft. Angefangen von einer Vender-Maschine, also da, wo ich Geld raus ziehe. Die ist stationär, muss wenig Daten übertragen, bewegt sich nicht. Oder nehmen sie das Thema remote operieren von Menschen. Also nicht nur zuschauen, wie jemand eine Operation durchführt, sondern auch wirklich über einen Videostream operieren oder advicen und das muss in Realtime passieren, also keine Zeitverzögerung haben, aber riesengroße Bandbreiten."

Je mehr Bandbreite ein System benötigt, desto mehr Funkfrequenzen belegt es. Da deren Anzahl begrenzt zur Verfügung steht, wird intensiv daran gearbeitet, das Mobilfunkspektrum effizienter zu nutzen.

Auch LTE wird schneller gemacht

Nokia hat vor kurzem gemeinsam mit dem koreanischen Provider SK Telekom die LTE-Geschwindigkeit auf 3,8 Gbit/s ausgereizt. Mit dieser Geschwindigkeit könnte etwa ein 5GB großer Spielfilm in HD-Qualität in nur elf Sekunden heruntergeladen werden. Erreicht wurden diese Datenraten indem 10 LTE Kanäle zusammengeschaltet wurden. Zusätzlich wurden an beiden Enden mehrere Antennen mit einem speziellen Algorithmus gemeinsam betrieben.

MIMO wird diese Technik genannt, mit der das Spektrum sehr effizient genutzt werden kann. Geforscht wird auch intensiv an der sogenannten Beamforming-Technik. Dabei werden mehreren Antennen so angesteuert, dass sie sehr gerichtet den Empfänger anfunken. So können Frequenzen in einer Zelle mehrfach verwendet werden, um Daten zu unterschiedlichen Zielen zu übertragen.

Eine andere Methode, mehr Daten in das begrenzte Spektrum zu bekommen, ist, die Funkzellen kleiner zu machen, sogenannte Small Cells. Roland Steiner von Siemens Convergence Creators:

"Das heißt, man macht kleine Zellen, das sind nach wie vor Mobilfunkzellen. Ich hab jetzt einen Raum, in dem Raum ist eine Zelle und da können 16 Leute telefonieren. Im nächsten Raum ist eine weitere Zelle im gleichen Band, da können wieder 16 telefonieren - und so kann man mit dem gleichen Spektrum viel mehr Leute gleichzeitig bedienen."

Viel diskutiert wurde auf der Tagung in Amsterdam auch das Thema Spectrum Sharing, also die gemeinsame Verwendung eines Frequenzbandes mit verschiedenen Systemen. Oder auch die Verwendung höherer Frequenzen, die noch größtenteils verfügbar sind, aber sehr hohe Anforderungen an die Entwicklung neuer Hardware stellen. 

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