5G ist der neuste Mobilfunkstandard und steht für Mobilfunk der mittlerweile 5. Generation. Mobilfunkstandards werden regelmäßig mit neuen Feature Releases an die aktuellen Bedürfnisse angepasst. Etwa alle 10 Jahre gibt es einen Generationswechsel mit sehr massiven Weiterentwicklungen.

Historische Netze

Unter der 1. Generation fast man in der Regel das A-, B- und C-Netz zusammen, welche nacheinander gestartet sind.  

Das A-Netz war das erste von der Deutschen Bundespost eingeführte Mobilfunknetz. Es wurde von 1958 bis 1977 betrieben. Es hatte in Deutschland eine Kapazitätsgrenze von knapp 11.000 Teilnehmern.

Das B-Netz wurde 1972 eingeführt und konnte in Deutschland bis zu 27.000 Teilnehmer bedienen. Ein nahtloser Übergang von einer Funkzelle zur nächsten wie heute war damals nicht möglich. Wollte man einen Mobilfunk Teilnehmer erreichen musste man das ungefähre Aufenthalts Gebiet kennen. Wurde die falsche ortsabhängige Vorwahl benutzt konnte man den Teilnehmer nicht erreichen.    

Das C-Netz beseitigte 1985 einige Schwachstellen des B-Netzes. Alle Teilnehmer waren nun unter nur einer Vorwahl im gesamten Bundesgebiet erreichbar, und ein unterbrechungsfreier Anruf auch beim Wechsel der Funkzellen wurde möglich . Außerdem konnte die Kapazität auf 800.00 Teilnehmer erweitert werden.

Start des modernen Mobilfunks

1990 wurde mit GSM der Mobilfunkstandard der 2. Generation eingeführt. Es ist das erste volldigitale Mobilfunknetz. Es legt den Grundstein unser heutigen modernen Mobilfunknetze. In der ursprünglichen Form war dieses Netz ausschließlich für Sprache zu nutzen. Mit der Einführung von GPRS und EDGE konnten später auch die erste Datenpakete verschickt werden.  

2002 wurde mit WCDMA in Deutschland besser bekannt als UMTS wurde der Mobilfunkstandard der 3. Generation eingeführt. Mit ursprünglichen 384bit pro Sekunde war dies damals immerhin 6 mal so schnell wir eine ISDN Leitung. Durch die Einführung von HSPA und HSPA+ konnten bis zu 42Mbit pro Sekunde erreicht werden. Diese Geschwindigkeit ist schon nicht schlecht. Allerdings ist es nur das theoretische Maximum bei perfektem Empfang und nur einem aktiven Nutzer in der Zelle. Sind mehrere Nutzer in einer Zelle aktiv so müssen sie sich die Geschwindigkeit teilen.

Die 4. Generation ist bekannt unter dem Namen LTE und steht für Long Term Evolution. In Deutschland wurde diese Technologie 2010 eingeführt. Mittlerweile stehen Datendienste ganz klar im Vordergrund. Auch Sprachanrufe werden Netzintern als reine Datendienste digitalisiert. LTE wurde für damalige Verhältnisse sehr flexibel aufgebaut, sodass gewisse Teile vom Netz an Örtliche Gegebenheiten und Nutzerdichte angepasst werden. Mehrere Zellen können für Download und Upload über Carrier Aggregation gleichzeitig genutzt werden. Die Flaggschiff Geräte konnten 2019 theoretisch bis zu 7 Zellen für den Download zusammenschalten. Unter perfekten Bedingungen währen theoretisch 2000Mbit möglich, praktisch sind ehr um die 500Mbit realistisch.

State of the Art

Der Rollout von 5G hat 2019 begonnen. In Deutschland betreiben zu dieser Zeit die Deutsche Telekom und Vodafone die ersten kommerziellen Netze in Ballungszentren. 5G ist noch wesentlich flexibler aufgebaut wie sein Vorgänger. Die Netze können sehr stark an ihre Verwendungszwecke angepasst werden. Für Privatnutzer ist sicherlich eine Optimierung auf hohe Datenraten und hohe Nutzerzahlen interessant. Für M2M Anwendungen wie autonomes Fahren sind ultra kurze Signal Laufzeiten (ULL) und Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) wichtig. Im Endausbau sind Datenraten bis zu 10 Gbit pro Sekunde angedacht und Laufzeiten um 1ms. In Zukunft wird es besonders für industrielle und sicherheitskritische Anwendungen in sich geschlossene 5G Netze geben. Diese Netze werden als Standalone bezeichnet (SA). Gerade für Privatanwender werden aber fast alle Netzte als Non Standalone (NSA) Variante aufgebaut. Die Signalisierung geht hier über 4G. Die 5G Zellen werden bei hohen Datenraten hinzugeschaltet. Sehr ähnlich zu zum bereits etablierten Carrier Aggregation bei 4G.