Mobilfunkstandard: Fünfte Generation kommt ab 2020
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Die vier aktuellsten Grundstandards im Mobilfunk sind GPRS, GSM, UMTS und LTE. Dazu kommen allerdings noch weitere Ausbaustufen wie das EDGE, HSDPA oder LTE advanced. Mit „Long Term Evolution“ (kurz: LTE) kamen 2013 in Deutschland die ersten Mobilgeräte der vierten Generation auf den Markt. Derzeit nimmt die Nachfrage nach schnellen mobilen Datendiensten immer mehr zu. Die Zahl der kontinuierlichen User von UMTS und LTE in Deutschland ist von 2012 bis 2013 um 10 Prozent auf 37 Millionen gestiegen. An der fünften Generation (5G) wird bereits fieberhaft von der Forschung gearbeitet. Das neue 5G wird um das Jahr 2020 genutzt werden können und als Basisinfrastruktur für die intelligenten Netze der Zukunft dienen. Es wird zunehmend eine größere Rolle für Anwendungen im Bereich der Smart Citys, e- Health, Verkehrstelematik und Entertainment spielen.
Übertragungsrate von über 1 Gbit/s bei 5G
5G muss hohe Anforderungen erfüllen. Die Übertragungsraten sollen bei bis zu über 10 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s) liegen. Ca. 100 Mbit/s sollen dann normal sein. Zurzeit werden Übertragungsraten von 50 Mbit/s sogar im Festnetz als sehr schnell angesehen. Ein anderthalbstündiger Spielfilm in Standardqualität ist, abhängig vom Kompressionsverfahren, ungefähr 1,5 Gigabyte (GB) und in HD-Qualität doppelt so groß. Der Download eines hochauflösenden Films von 3 GB über einen 5G-Anschluss kann in weniger als drei Sekunden erfolgen.
Starker Anstieg des mobilen Datenverkehrs erwartet
Eine so hohe Zahl an Durchsätzen ist auch nötig, denn der mobile Datenverkehr wird künftig sehr stark steigen. Schätzungen zufolge ist ein Anstieg der global an das Mobilfunknetz angeschlossenen Geräte (Smartphones, Tablet, Computer, Wearables, Autos, Elektrogeräte, etc.) von etwa 50 Millionen auf 100 Millionen realistisch. Dabei geht es zumeist nicht um die bewusste Nutzung durch Personen, da eher ein Datenaustausch der Maschinen untereinander stattfindet (M2M-Kommunikation). Aufgrund des neuen Internetprotokolls (IPv6) könnte jedem Sandkorn eine eigene, dauerhafte Internet-Adresse zugeteilt werden. Bei der Mobilfunkanbindung wird für M2M-Anwendungen keine hohe Preisstruktur benötigt. Bestandteil hierbei ist ein wartungsfreier Einsatz. Zudem ist eine 90-prozentige Senkung des Energieverbrauchs bei der Datenübertragung geplant.
Entscheidungen zu technischen Daten für 5G müssen noch getroffen werden
Zu den technischen Daten lässt sich noch nichts Konkretes sagen. Die nötige Standardisierung befindet sich gerade erst in den Startlöchern. Die Frequenzen für 5G sind noch zu klären. Die zur Verfügung zu stellenden Frequenzbänder werden von der Internationalen Fernmeldeunion auf den Weltkonferenzen 2015 und 2018 entschieden werden. In Deutschland werden zurzeit im Mobilfunk Bänder zwischen 700 Mhz und 2,5 Ghz verwendet. Während bei niedrigen Frequenzbänder die Reichweite größer und das Durchdringen von Fassaden und Wänden einfacher ist, ist der maximal mögliche Datendurchsatz gering. Bei hohen Frequenzen ist die Reichweite begrenzt, weil die Funkwellen Wände und Fassaden dann nicht mehr so einfach durchdringen, dafür sind gesteigerte Übertragungsraten möglich. Bei 5G wird die Nutzung unterschiedlicher Frequenzbänder erwogen, damit datenintensive Anwendungen im Nahbereich und auch eine Standardversorgung mit ca. 100 Mbit/s auch in weitentfernten Orten möglich sind.
5G Infrastructure PPP in 2014 gestartet
Die „5G Infrastructure PPP“ der EU ist dieses Jahr gestartet, die Bestandteil der „Horizon 2020“ ist. Forschern, Entwicklern und weiteren Experten werden durch eine Public-Private-Partnership (PPP) koordiniert. Die über 800 Mitglieder zu denen auch TK- Unternehmen und Anwender gehören, sollen die Standardisierung vorantreiben. 700 Millionen Euro investiert die EU in diesen mehrjährigen Prozess. Derselbe Betrag wird nochmal von der Industrie innerhalb der PPP eingebracht. Zur Zieleerreichung der PPP, will die Industrie zudem außerhalb der Partnerschaft mehrere Milliarden investieren. Wenigstens jedes fünfte Patent des neuen weltweiten Standards soll durch europäische Unternehmen entwickelt werden.