5G-Glossar: Latenz, Frequenz – wer kennt’s?
Heutzutage oft auch als „Mobilfunkstandard der Zukunft“ bezeichnet: 2019 wird viel über 5G geschrieben, gesprochen und diskutiert. Damit auch Sie ab sofort mitreden können, erklären wir in diesem Beitrag die wichtigsten Begriffe, die im Zusammenhang mit 5G häufig genannt werden.
5G: 5G steht für die mittlerweile fünfte Generation des Mobilfunkstandards. Auch wenn 4G bei uns in Deutschland noch nicht flächendeckend verfügbar ist, steht die nächste Mobilfunkgeneration bereits in den Startlöchern. 5G wird deutlich schneller sein als das heutige LTE. Downloads mit einer Geschwindigkeit im Gigabitbereich pro Sekunde sind dann möglich.
Antenne: Eine Antenne ist eine technische Vorrichtung zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen und besteht in der Regel aus Metall. Sie verbindet eine Leitung mit dem freien Raum. So kann grundsätzlich schon ein einfacher Draht als Antenne dienen. Für den Mobilfunk der fünften Generation reicht das allerdings nicht. Die hochmoderne 5G-Antenne verbirgt sich in einem Gehäuse am Sendemast. Darin finden sich nicht nur eine, sondern bis zu 64 einzelne Antennen (mit bis zu 196 Antennenelementen), welche einzeln zu steuern sind und somit sehr effizient eine hohe Übertragungsleistung zum Endgerät übertragen können. Diese Technik nennt sich „Massive Multiple Input, Multiple Output“, kurz „Massive MIMO”.
Auktion: Für den Aufbau eines 5G-Netzes wird ein bestimmtes Frequenzspektrum genutzt. Dieses Spektrum liegt in den Bereichen 2 GHz (wird heute noch ausschließlich für LTE genutzt) und 3,4 GHz bis 3,7 GHz. Die darin liegenden Frequenzen werden von der Bundesnetzagentur versteigert, weil die Nachfrage danach die verfügbaren Frequenzen übersteigt. Vom 19. März 2019 bis zum 12. Juni 2019 wurden insgesamt 41 Frequenzblöcke versteigert. Zur 5G-Auktion zugelassen waren die Unternehmen Drillisch Netz AG, Telefónica Germany GmbH & Co. OHG, Telekom Deutschland GmbH und die Vodafone GmbH. Alle Bieter haben erfolgreich auf Spektrum geboten. Die Auktion endetet nach 497 Runden bei 6.549.651.000 €. 1&1 Drillisch hat zwei Frequenzblöcke à 2 x 5 MHz im Bereich 2 GHz und fünf Frequenzblöcke à 10 MHz im Bereich 3,6 GHz für einen Gesamtpreis von 1,07 Mrd. Euro ersteigert.
Bandbreite: Mit Bandbreite wird die Differenz zwischen der niedrigsten und der höchsten Frequenz, die auf einem Übertragungskanal möglich ist, bezeichnet. Sie wird in Bit pro Sekunde gemessen und beschreibt damit die Menge an Daten, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums übertragen werden kann. Mit einer höheren Bandbreite können mehr Daten übertragen werden. Dementsprechend ist mit Bandreite auch oft die Geschwindigkeit im Download und Upload gemeint.
Basisstation: Es gibt Makro Cells, Small Cells und Pico Cells. Jede Funkzelle (s.u.) sorgt mit einer ortsfesten Funksendeanlage für die Mobilfunkversorgung. Allgemein wird die Makro Cell als Basisstation bezeichnet. Diese dient zum größten Teil der Flächenversorgung und wird auf Dächern installiert. Kleinere Zellen dienen der Versorgung in öffentlichen Gebäuden oder in Gebieten mit viel Publikumsverkehrs. Die Basisstation funktioniert dabei sowohl als Sender als auch als Empfänger für die drahtlose Kommunikation mit den Endgeräten der Mobilfunkkunden. Eine Basisstation besteht unter anderem aus einem bzw. mehreren Gehäusen, in denen die Mobilfunkantennen untergebracht sind. Diese Gehäuse schützen die Mobilfunkantennen, beispielweise vor der Witterung. Dazu gehört noch ein etwas größer Metallschrank, der neben der Steuerungselektronik und auch die Stromversorgung enthält. Dieser Schrank steht im Falle von Sendemasten meist auf dem Erdboden, kann aber zum Beispiel auch auf Hausdächern angebracht werden. Mit moderne Technik können teilweise extra Metallschränke vermieden werden, da die aktive Technik in den Antennen integriert wird.
Frequenz: Mit dem Begriff Frequenz bezeichnet man die Anzahl von Wiederholungen pro Zeiteinheit bei einem Vorgang. Die Einheit, in der eine Frequenz gemessen wird, ist Hertz. Abgekürzt wird sie mit dem Zeichen Hz. In der Telekommunikationstechnik finden sich Wiederholungen in Form von Funkwellen, diese werden als elektrisches Signal von einem Oszillator erzeugt. In der Regel wird dann aber nicht von Wellen gesprochen, sondern von Frequenzen. Ab einer bestimmten Anzahl von Schwingungen in der Sekunde, also ab einer bestimmten Frequenz, strahlen elektrische Signale von Antennen (s.o.) in den freien Raum ab.
Funkzelle: Eine Funkzelle ist der räumliche Bereich, in dem das Funksignal ausgehend von einem Sendemast (s.u.) übertragen werden kann. Alle Nutzer, die sich mit ihrem Endgerät innerhalb einer Funkzelle bewegen, teilen sich deren Kapazität.
Hertz: Benannt nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz, ist Hertz die SI-Einheit für Frequenz (s.o). Mit Hertz wird die Anzahl sich wiederholender Vorgänge pro Sekunde in einem periodischen Signal angegeben. Das Einheitenzeichen ist Hz. Ein Kilohertz (kHz) entspricht 1.000 Hz, ein Megahertz (MHz) 1.000.000 Hertz und ein Gigahertz 1.000.000.000 Hertz.
Glasfaser: Entscheidend für den Erfolg von 5G ist die Anbindung der Mobilfunkstandorte mit Glasfaser. Im Gegensatz zur herkömmlichen Internetleitung über das Kupferkabel bietet eine Glasfaseranbindung die aktuell höchsten Übertragungsraten von derzeit bis zu 100 GBit/s. Die Daten werden anstatt mit elektrischen Impulsen mittels Lichtteilchen (Photonen) übertragen und unterliegen somit, im Gegensatz zu Kupferkabeln, keinen entfernungs- oder witterungsbedingten Signalverlusten.
Latenz: Latenz, häufig auch Latenzzeit, ist eine andere Bezeichnung für Verzögerungszeit. In der Telekommunikation ist damit die Verweildauer von Daten innerhalb eines Netzwerks gemeint, also die Zeit, die ein Datenpaket benötigt, um vom Sender bis zum Empfänger zu gelangen. Zur Latenz tragen unter anderem alle genutzten Leitungen und Funkstrecken bei.
National Roaming: Mit National Roaming ist es Mobilfunknutzern möglich, bei schlechtem oder fehlendem Empfang mit der genutzten SIM-Karte automatisch vom Netz des eigenen Anbieters auf ein anderes Netz zu wechseln, das an dem jeweiligen Ort besser ausgebaut ist. Gegen eine Mietgebühr, die Netzbetreiber vorher untereinander verhandeln, können also dank National Roaming Netze der Konkurrenz genutzt werden. Das ist vor allem beim Aufbau von neuen Infrastrukturen notwendig. Zwischen den Landesgrenzen zu den Nachbarländern findet auch ein Roaming statt, um auch bei einem Grenzübergang weiter telefonieren zu können.