Was ist 5G eigentlich?

Blog| 11. Oktober 2022 | Lesezeit: 4 Minuten

5G ist die fünfte globale Mobilfunkgeneration. Der Mobilfunkstandard ermöglicht ein Netz, das alle und alles miteinander verbindet – einschliesslich Maschinen, Objekte und Geräte. Die 5G-Mobilfunktechnologie bietet höhere Datengeschwindigkeiten, niedrige Latenzzeiten, mehr Zuverlässigkeit, grössere Netzkapazitäten und eine höhere Verfügbarkeit.

5G bezeichnet die fünfte Generation des Mobilfunks und ist damit der direkte Nachfolgestandard von 4G LTE. Die Mobilfunktechnologie schafft die Grundlage für unsere zunehmend digitale Gesellschaft. Denn nicht nur die Menge an übertragenen Daten nimmt von Tag zu Tag und Jahr zu Jahr zu. Auch unsere Ansprüche steigen. Für die Fernsteuerung von Geräten in der Cloud, die Paketzustellung durch Drohnen oder oder Anwendungen wie virtual und augmented Reality braucht es eine Übertragung von Informationen in Echtzeit.

Was ist der Unterschied zwischen 4G und 5G?

Im Vergleich zu 4G ist 5G deutlich schneller, hat mehr Kapazität, eine deutlich geringere Latenzzeit und nutzt die Frequenzbänder besser.

5G ist so konzipiert, dass die Technologie jedes bisschen Spektrum an verfügbaren Frequenzbändern optimal ausnutzt. Der Standard arbeitet nämlich von niedrigen Bändern unter 1 GHz, über mittlere Bänder von 1 GHz bis 6 GHz, bis hin zu hohen Bändern mit 24 GHz und höher. Somit erlaubt er Datenraten von bis zu 20 Gbit/s im Download und 10 Gbit/s im Upload. 4G bringt es im Vergleich dazu nur auf 1 Gbits/s respektive 0,2 Gbit/s.

Dank den verwendbaren tieferen Frequenzbändern ist aber auch die Reichweite bei tieferen Datenraten besser. 5G schafft gegenüber 4G eine 10-fache Verringerung der Latenz. Das bedeutet, dass das Signal 10-mal weniger verzögert wird. Das ist wichtig für Echtzeitanwendungen, zum Beispiel Fernsteuerungen.

Bei 5G dürfen Mobilgeräte bis zu 500 km/h schnell unterwegs sein, bei 4G nur 350 km/h. Damit ist dieser Mobilfunkstandard auch im Bahnverkehr einsetzbar. Tatsächlich gibt es auch eine extra Bahnversion dafür.

Was ist die Technik hinter 5G?

Wie 4G, DAB und DVB-T basiert 5G auf OFDM, einer Methode zur Modulation eines digitalen Signals über viele verschiedene Kanäle, um Störungen zu reduzieren. Das Verfahren wurde weiter verbessert, um neben besseren Datenraten auch ein hohes Mass an Flexibilität und Skalierbarkeit zu erreichen.

Eine Schlüsseltechnologie, die von 5G eingesetzt wird, ist Beamforming. Sie ermöglicht eine gerichtete Übertragung oder einen gerichteten Empfang, gewissermassen eine elektronische Richtantenne. Mit Beamforming lassen sich Verbindungen gezielter auf ein Empfangsgerät ausrichten. Das steigert die Effizienz des Netzes insgesamt und spart zudem Energie. Auch die allgemeine Strahlenbelastung sinkt dadurch tendenziell.

5G-Abdeckung in der Schweiz

Mittlerweile hat allein Swisscom in der Schweiz über 6000 5G-Antennen installiert. Die gute Nachricht ist, dass damit der für die Grundversorgung beauftragte Betreiber bereits für 90 Prozent der Bevölkerung eine Abdeckung mit 5G bietet.

Allerdings reicht das nicht aus, um die steigenden Kapazitätsbedürfnisse zu decken. Lediglich ein Bruchteil (5 statt 30 Prozent) des wachsenden Datenverkehrs lasse sich mit 5G abfedern, sagte im Oktober 2021 Swisscom-Chef Urs Schäppi gegenüber SRF. Das Problem: Bisher konnten die Mobilfunkbetreiber bestehende Antennen ohne Baubewilligung auf die 5G-Technologie umrüsten. Nur für neue Antennen war ein ordentliches Verfahren nötig.

Seit Ende September 2021 braucht es jedoch für jede Änderung an Antennen ein Bewilligungsverfahren, und damit sind auch Einsprachen möglich. Die Betreiber könnten also theoretisch weiter mit 5G vorwärts machen, müssen dann aber jeweils mit Einsprachen aus der Bevölkerung rechnen.

Betreiber müssen im Standortdatenblatt die Technologie nicht angeben. Um die Bevölkerung dennoch über die auf bestehenden Anlagen genutzten Technologien zu informieren, bietet das Bundesamt für Kommunikation BAKOM eine interaktive 5G-Karte an. Diese weist für jeden Mobilfunkstandort der Schweiz die aktuell genutzten Übertragungstechnologien aus.

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Vorteile von 5G für den Alltag

Für Konsumentinnen und Konsumenten sorgt der Mobilfunkstandard 5G für schnelleres und zuverlässigeres mobiles Internet. Was für den grössten Teil der Anwenderinnen und Anwender auch bedeutet, dass eine Anschaffung eines neuen Gerätes nicht zwingend ist.

Von der höheren Geschwindigkeit sowie mehr Netzkapazitäten des 5G-Netzes profitiert man zum Beispiel in folgenden Bereichen:

• schnelleres mobiles Internet für Kommunikation und multimediale Anwendungen (z. B. mobiles Gaming, Streaming, 4K-Videos)
• vernetzte Mobilitätsangebote (z. B. autonome und miteinander vernetzte Fahrzeuge)
• bessere Netzstabilität bei Grossveranstaltungen (z. B. in Stadien)
• Smart Metering (z. B. Strom-, Gas- und Wasserverbräuche automatisch ablesen) und Smart-Home-Technologien
• Versorgung ländlicher Regionen

Ein grosser Gewinn bringt 5G durch seine universelle Einsetzbarkeit bei langsamen, stromsparenden IoT-Anwendungen, bei kritischen IoT-Anwendungen (z. B. Verkehr) und industriellen Systemen sowie beim mobilem Breitband. Es ist durchaus möglich, dass 5G oder 6G dereinst das heimische WLAN ablösen werden.

Nachteile von 5G

Der eigentliche Nachteil von 5G ist, dass die Netze zuerst gebaut werden müssen und es deshalb noch nicht flächendeckend zur Verfügung seht. Speziell in der Schweiz hinkt der Ausbau deutlich hinterher.

Wie bei allen früheren Technologien werden für 5G entsprechende Geräte benötigt, denn ältere sind naturgemäss nicht kompatibel. Hingegen funktionieren 5G-fähige Smartphones auch mit älteren Standards. Das liegt daran, dass die verbauten Chipsets mit vielen Standards umgehen können.

Die oft angeführte vermeintlich höhere Strahlenbelastung ist bei 5G durchschnittlich eher geringer als bei früheren Technologien. Dass viele Antennenstandorte nötig sind, liegt primär an der Popularität und am hohen Bedarf der angebotenen Dienste.

Was kommt nach 5G?

Bereits seit 2017 arbeiten die Forschenden am kommenden Mobilfunkstandard 6G. Dieser soll die Geschwindigkeiten, die Kapazität und die Reaktionszeit noch einmal massiv verbessern.

Henry Salzmann

Datenschutzverantwortlicher

Henry Salzmann ist CISO und seit 2018 bei iWay. Der diplomierte Elektroingenieur begeistert sich für WLAN, TV, Telefonie und Sicherheit. Seine Steckenpferde sind Smart Home, Amateurfunk und Making.