Telekom erklärt: 4G und 5G – was ist eigentlich der Unterschied?

Wie man ein Smartphone bedient – das weiß heutzutage beinahe jeder. Aber wie die smarte Technik funktioniert, die hinter Telefonieren und Surfen, hinter MagentaTV und Netflix steckt – das ist für die meisten immer noch ein großes Geheimnis. Oder sie halten das Thema beinahe für technische Magie. Deshalb entzaubert die Deutsche Telekom in einer neuen Reihe in loser Folge die Mobilfunk-Geheimnisse. Zuschauerinnen und Zuschauer können dabei im YouTube-Kanal „Telekom Netz“ selbst Fragen stellen. In der ersten Folge beantwortet die Telekom eine ganz entscheidende Frage: „4G und 5G – was ist eigentlich der Unterschied?“

Wer kann solche Fragen beantworten?

Der Experte fürs Mobilfunk-Erklären heißt Dennis Lehmacher. Der clevere junge Mann arbeitet als „Squad Leader Experience Süd“ bei der Telekom. Und er verrät, was sein komplizierter Jobtitel bedeutet: „Mein Team und ich sind dafür verantwortlich, dass wir die Mobilfunk-Qualität in Hessen, Rheinland-Pfalz, Saarland, Bayern und Baden-Württemberg jeden Tag noch ein bisschen besser machen.“ Dazu gehört es, die Mobilfunk-Stationen so aufeinander abzustimmen, dass Gespräche und Datenverkehr immer perfekt von einem Standort zum nächsten übergeben werden. Wer von einer Basisstation zur nächsten geht oder fährt, bemerkt vom Wechsel im Idealfall überhaupt nichts. Dennis Lehmacher und seine „Squad“ kümmern sich um die Anliegen von Kunden, analysieren Daten oder führen Messfahrten durch, um ein realistisches Bild vom Alltag im Telekom-Netz zu bekommen. Mit diesem Aufwand beim Anbieter, so der Mobilfunk-Optimierer, lassen sich auch komplexere Probleme lösen, „damit wir dem Kunden wieder seine gewohnte Qualität bereitstellen können“.

Alle reden von 4G und 5G. Gab es auch schon 1G? 

Die kryptischen Mobilfunk-Kürzel tauchen immer oben am Handy-Bildschirm auf. Was sie bedeuten, weiß Dennis Lehmacher: „Das hat mit der Entwicklung der Mobilfunk-Technologien zu tun. Das ‚G‘ ist einfach die Abkürzung für die Generation der Technologie, wie sie weltweit standardisiert wurde.“ Die analogen A-, B- und C-Netze der 50er bis 80er Jahre waren quasi 1G – auch wenn das noch niemand so genannt hat. Damals hatten die Endgeräte mindestens die Größe eines Aktenkoffers, die Handys waren alles andere als handlich. Und Dennis Lehmacher, der „Mr. Bestes Netz“ der Telekom, kennt eine kuriose Anekdote aus der Telefonier-Steinzeit: „Damals gab es auch im Mobilfunkbereich noch Vorwahlen. Man musste also immer wissen, in welchem Bereich sich ungefähr die Person aufhält, die man anrufen möchte. Wenn man das nicht wusste, konnte man die Person nicht erreichen.“

Was bedeuten eigentlich Begriffe wie LTE, 4G oder 5G?

Anfang der 90er Jahre startete mit 2G oder auch GSM (Global System for Mobile Communications) das erste digitale Netz, mit dem das Handy weltweit populär wurde. Gut zehn Jahre später fuhren die Anbieter mit 3G oder UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) die dritte Generation hoch. „Damals ging es zum ersten Mal um Highspeed und um mobile Anwendungen, die wirklich datenintensiv waren“, blickt Dennis Lehmacher zurück. Zum Ende seiner Entwicklung Anfang der 2010er Jahre schaffte 3G immerhin schon maximal 42,2 Megabit pro Sekunde. Damit konnte man schon ganz ordentlich mobil surfen. Doch fit fürs TV-Streaming oder für aufwändige Onlinespiele war mit bis zu 300 Mbit erst 4G, das auch als LTE (Long Term Evolution) bezeichnet wird. Die Telekom brachte die bahnbrechende neue Technik 2010 nach Deutschland. Die fünfte Generation 5G startete 2019. Sie trägt kein zusätzliches Kürzel mehr – hier reichen die vier Buchstaben Gbit. Denn 5G durchbricht mit einem Gigabit und mehr erstmals diese Mobilfunk-Schallmauer.

Was ist denn nun der Unterschied zwischen 4G und 5G?

Um es auf den Punkt zu bringen: Tempo, Tempo, Tempo! Denn 5G ermöglicht schlichtweg noch wesentlich höhere Geschwindigkeiten im Datenverkehr – was auch dann noch funktioniert, wenn sich sehr viele Nutzerinnen und Nutzer an einem Ort zusammenballen. „Zum Start von 5G wurde ja viel geworben, mit autonomem Fahren, mit mehr Speed und geringen Reaktionszeiten“, erinnert sich Experte Lehmacher an die Kommunikation der Anbieter. „Aber aktuell bemerken wir, dass es den Anwendungsfall schlechthin noch gar nicht gibt. Momentan nutzen wir 5G vor allem als Speedboost in unserem Netz.“ 

Wie sieht das technisch aus?

Dennis Lehmacher drückt es so aus: „Der Hauptunterschied zwischen 4G und 5G ist die limitierende Bandbreite, die wir unseren Kunden zur Verfügung stellen können. Bei LTE waren das maximal 20 MHz. Bei 5G haben wir bis zu 400 MHz Bandbreite zur Verfügung.“ Und wenn die Telekom dann beispielsweise auf der aktuell schnellsten Frequenz 3,6 GHz mit 90 MHz Bandbreite funkt, bedeutet das einen enormen Temposchub für die Kunden. In Deutschlands größtem 5G-Netz bei Anbieter Telekom klappt das übrigens praktisch bundesweit, auch in eher ländlichen Gebieten. Über 95 Prozent der Haushalte können bereits auf 5G zugreifen. Und bis Ende 2025 sollen es sogar 99 Prozent werden. 

Welche cleveren Tricks beherrscht 5G?

5G ermöglicht ganz neue Tricks und Funktionen, von denen die Telekom-Kunden profitieren. Dazu gehört das „Beamforming“, also das gezielte Lenken von Mobilfunkwellen. Während passive Antennen bisher ein kreisrundes Signal ausstrahlen, das zum Rand hin immer schwächer wird, sind die neuen, aktiven 5G-Antennen viel flexibler. Je nachdem, aus welcher Richtung und von welchen Nutzern wie viel Kapazität angefordert wird, schickt das System genau dorthin ein Signal mit der erforderlichen Stärke. Im Computer sehen diese Signale quasi keulenförmig aus, weil sie genau auf ihr Ziel zusteuern. „Der Beam bietet die Möglichkeit, ein Funkfeld horizontal, vertikal und diagonal zu lenken“, schildert Dennis Lehmacher. So bekommen die Nutzer quasi ihren maßgeschneiderten Mobilfunk – mit weniger Leistung, wenn sie nur telefonieren wollen. Und mit mehr Leistung, wenn sie einen 4K-Film mit hohen Datenraten streamen. Eine weitere Spezialität von 5G ist das sogenannte „Network Slicing“.

Das „Aufschneiden“ des 5G-Netzes – was ist das?

5G schafft es sehr gut, allen Nutzern immer genau die Kapazitäten und die Datenraten zur Verfügung zu stellen, die sie gerade brauchen. Es gibt aber auch Kunden, beispielsweise in Unternehmen oder in öffentlichen Einrichtungen wie Messen, Häfen oder Universitäten, die immer eine bestimmte Mobilfunkkapazität benötigen, die sie sich nicht mit anderen Nutzern teilen können und wollen. Eine große Autofabrik muss beispielsweise sicher sein, dass für ihre Maschinen und Roboter stets bestimmte Kapazitäten im Netz zur Verfügung stehen. „Die sagen zum Beispiel, wir brauchen immer 10 Megabit pro Sekunde“, schildert Mobilfunk-Optimierer Lehmacher. Für solche Kunden kann die Telekom die erforderliche Kapazität im 5G-Netz garantiert zur Verfügung stellen. Deshalb wird das Netz hier „geslicet“. Praktischer Vergleich von Dennis Lehmacher: „Das kann man sich vorstellen wie eine Brotscheibe, von der immer bestimmte Scheiben abgeschnitten werden.“

Merke ich den Unterschied zwischen 4G und 5G?

Die Antwort lautet „Ja“ und „Nein“. An der 4G- oder 5G-Anzeige oben am Smartphone merkt man den Unterschied auf einen Blick. An der Leistung und der Geschwindigkeit im ganz normalen Handy-Alltag sind 4G und 5G dagegen in aller Regel kaum zu unterscheiden. Selbst beim Stromverbrauch haben sich die beiden Generationen durch viele Optimierungen im Netz und an den Geräten angenähert. „Als normaler Endkunde merkst du es beim Seitenaufbau, beim Surfen im Web, beim Streamen von Musik oder von Serien heutzutage nicht mehr, ob du mit 4G oder 5G unterwegs bist“, weiß Fachmann Lehmacher. Denn hier sorgt auch 4G für genügend Tempo. Doch wenn das Netz an seine Grenzen kommt, spielt 5G seine Stärken aus: „Wo du es merkst, und wo der Vorteil der Bandbreite von 5G zum Tragen kommt, ist in Stadien, in Hotspots in Innenstädten oder bei Events wie dem Open Air in Wacken.“ Wo sich sehr viele Menschen auf kleinem Raum sammeln, reichen die LTE-Kapazitäten irgendwann nicht mehr aus. Mit 5G fließen die Daten dann meistens immer noch.

Spielt KI bereits eine Rolle bei 4G und 5G?

Auf jeden Fall! Ein Beispiel hierfür ist die automatische Steuerung der Leistung von Mobilfunkstationen der Telekom. Wenn sie zu bestimmten Zeiten schwach ausgelastet sind oder gar nicht benötigt werden, können sie ihre Kapazitäten herunterfahren oder ganz in eine Art Standby-Modus gehen. Das spart Strom und Ressourcen. Bei der Netzplanung hilft dabei zunehmend KI. Die Künstliche Intelligenz muss bei den Datenraten nicht über die Daten raten. „Damit muss man nicht mehr anhand gewisser Schwellenwerte hart entscheiden, ob man an- oder abschaltet“, weiß Mobilfunk-Optimierer Lehmacher. Stattdessen kommt KI zum Einsatz. Sie kann aus ihrer Erfahrung der letzten Tage und Wochen sehr genau vorhersagen, welche Kapazitäten zu welcher Zeit benötigt werden: „Da heißt es dann, ich fahre um 12 Uhr mittags, zur Mittagspause, alle Ressourcen hoch. Um 14 Uhr erwarte ich dann ein Loch und weniger Bedarf, da fahre ich einen Teil meiner Zellen wieder runter.“

Wann wird 4G abgeschaltet?

Das 3G/UMTS-Netz hat die Telekom bereits Mitte 2021 abgeschaltet. Die Frequenzen, die dadurch frei wurden, werden heute für 4G und 5G verwendet. Steht 4G ein ähnliches Schicksal bevor? Und funktionieren Handys, die nur 4G, aber noch kein 5G beherrschen, bald nicht mehr? Nein, weiß Telekom-Spezialist Dennis Lehmacher zu diesem Thema: „Da gibt es noch gar keine Ambitionen. Aktuell redet man ja eher davon, ob und wann das 2G-Netz abgeschaltet wird.“ Denn der GSM-Oldtimer ist selbst nach über 30 Jahren noch am Netz. Der Bedarf für 2G besteht nach wie vor, für SMS, für die Kommunikation von Systemen wie Alarmanlagen oder Aufzügen – oder für Besucher aus dem Ausland, die auch ohne Datenvertrag in Deutschland telefonieren wollen.

Gute Aussichten in allen Netzen

4G wird 2G sicherlich deutlich überleben. Auf absehbare Zeit sind 2G, 4G und 5G für Kundinnen und Kunden der Telekom die optimale Kombination im besten Netz. Und statt ans Abschalten denkt Experte Dennis Lehmacher nur an den weiteren Ausbau und an eine noch bessere Versorgung der Menschen. Dabei wünscht er sich vor allem noch mehr Tempo und mehr Flexibilität: „Vielleicht werden ja mal in ganz Deutschland die Genehmigungsverfahren und die Bürokratie dahinter ein Stück weit besser.“

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