Was 5G wirklich leistet und 6G künftig bringen soll
Während 5G in Deutschland immer noch nicht flächendeckend verfügbar ist, arbeitet die Industrie schon eifrig an 6G mit theoretischen Geschwindigkeiten von 400 Gbit/s. Aber Versprechen und Wirklichkeit klaffen oft weit auseinander. Ein Grund dafür ist das freigegebene Frequenzspektrum.
Wer ein 5G-Handy hat, kann wohl ein Lied davon singen: Statt der verheißenen bis zu 10 Gigabit pro Sekunde, sind es meist nicht mehr als 300 Mbit/s. Das ist noch nicht mal soviel wie die einst versprochenen 4G- oder LTE-Geschwindigkeiten von maximal 500 Mbit/s. Zum Teil liegt das daran, dass die meisten 5G-Smartphones nur 5G light unterstützen.
Das liegt wiederum daran, dass die vorhandenen 5G-Netze nicht stand-alone (5G NSA) sind und immer noch einen LTE-Ankerplatz benötigen. Die Provider setzen beim Ausbau zwar auf Dynamic Spectrum Sharing (DSS) für den Parellelbetrieb von 4G/LTE und 5G, aber die in den Handys verbauten Chips kommen oft nicht damit klar, die sehr nahe liegenden Frequenzen des 5G-Trägers und der LTE-Ankerzellein den Bereichen von 2100 und 1800 MHz sauber zu trennen, womit das Handy dann im LTE-Netz verbleibt und nicht wie vorgesehen zu 5G zu wechseln, wie Techbook umreißt.
Nur 5G+-Netze und entsprechende Geräte wie die neuesten von Samsung, Xiaomi oder Motorola kommen heute theoretisch zumindest an die doppelte LTE-Power von 500 Gbit/s heran. Seit einigen Jahren arbeiten die Hersteller, Netzausrüster und Mobilfunkbetreiber derweil schon an dem neuen 6G-Standard. Der wird zwar voraussichtlich erst Ende des zweiten Jahrzehnts marktreif und verfügbar sein, aber damit wäre es dann theoretisch möglich, mit bis zu 400 Gbit/s Inhalte zu streamen.
Das ist aber auch für die Industrie interessant, um riesige Mengen von Big Data praktisch in Echtzeit über den Äther zu schicken. Von anderen Anwendungen wie wirklichem autonomen Fahren ganz abgesehen. Ob und über welche Reichweite die versprochene Geschwindigkeit auch nur halbwegs kommt, hängt nicht zuletzt auch von den freigegebenen oder vorhandenen Frequenzen ab. 5G kommt in Deutschland bei den B2C- und B2B-Verbrauchern anders als in Campusnetzen oder anderen Teilen der Welt daher teilweise noch gedrosselt an, zumindest für die End User.
Das 1×1 der Frequenzen: Mehr ist oft weniger
Vereinfacht lässt sich sagen: Je niedriger die Frequenz, desto geringer die Geschwindigkeit und der Stromverbrauch, desto höher aber auch die Reichweite. Umgekehrt steigt mit den Frequenzen die Geschwindigkeit, sinkt aber die Reichweite und wird es bei der Übertragung schwieriger, Hürden wie Wände oder auch einfach nur Baumreihen zu überwinden.
Die von der Bundesnetzagentur 2018 freigegebenen und ein Jahr später versteigerten Frequenzen im 5G-Mittelband von 2 Gigahertz (GHz) und 3,4 bis 3,7 GHz waren insofern als guter Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Reichweite zu sehen.
Das für Industrie und die IoT-Vernetzung von Maschinen wichtige Low-Band arbeitet mit Frequenzen unter 2 GHz und verspricht große Reichweiten, aber wie gesagt nur vergleichsweise geringe Geschwindigkeiten. In den unter anderem für Campusnetze so interessanten sehr hohen Frequenzen von 24 GHz aufwärts, welche die Bundesagentur damals für diese Anwendungen auch bald freigegeben hat, sind sehr hohe Geschwindigkeiten bis zum Ausreizen der verfügbaren Bandbreiten möglich. Die Reichweiten und die Durchdringung von Hindernissen ist hier aber eher dürftig.
Das sind grob umrissen die Vor- und Nachteile sehr niedriger bis sehr hoher Frequenzen. Hinzu kommt, dass 5G bereits eine sehr viel höhere Antennendichte benötigt als 4G- oder 3G- beziehungsweise UMTS-Netze. Und das wird voraussichtlich auch in die Überlegungen der Frequenzfreigabe einfließen, wenn 6G Ende der 2020er oder 2030 an den Start geht.
Was 6G schon leistet und verspricht
Die Entwicklung ist schon in vollen Gange, wie es bei ntv heißt. Demnach haben Forschende der Universität Stuttgart gerade einen ersten erfolgreichen Test in den österreichischen Alpen beendet. Denn vom Götzens-Tal bis rauf auf den Hafelekar-Gipfel in 2.334 Metern Höhe haben sie über 10,5 Kilometer Entfernung mit einem 6G-Richtfunksender Daten mit einer Geschwindigkeit von 25 Gbit/s übertragen. In China ist die Entwicklung mitunter am weitesten. So hat die Provinz Jiangsu zusammen mit der Stadt Nanjing, China Mobile und der Fudan-Universität Anfang 2022 einen neuen Durchbruch gefeiert. Dabei hat man eine 6G-Datenübertragungsrate von 206,25 Gbit/s erreicht. Im vorhandenen 5G-Netz gibt es aber in Form von massivem MIMO und Carrier Aggregation auch noch Möglichkeiten, die Bandbreiten und den Datendurchsatz zu erhöhen.
Für das Fraunhofer-Institut ist 6G jedoch heute schon die Schlüsseltechnologie, um Mensch und Maschine vollständig zu vernetzen. Wenn der entsprechende Datenaustausch in Echtzeit stattfindet, würde das die technologischen Spielregeln komplett ändern. In Zukunft wäre es damit möglich, in Echtzeit zu erkennen, wie sich Objekte im Funkbereich bewegen. Die so gewonnenen Daten wären Gold wert für Verkehrsleitsystemen und autonomes Fahren. Aber vorerst müssen sich die Anbieter und User noch mit 5G begnügen.
Fazit und Kommentar: Abgesehen von der noch nicht flächendeckenden Versorgung gibt es auch in bestehenden Netzen also noch Möglichkeiten, die nicht voll ausgereizt sind. Man darf gespannt sein, was die zweite Hälfte des Jahrzehnts noch bringen wird. Von dem Versprechen der Vorgängerregierung, Deutschland zum 5G-Vorzeigeland zu machen, hat man sich in Berlin schon verabschiedet. Aber nicht in den mobilen und stationären Breitbandausbau zu investieren, ist auch keine Option. Denn als eine der größten Volkswirtschaften wäre es nicht nur peinlich, sondern kann sich die Bundesrepublik es sich auch nicht leisten, international digital noch mehr ins Hintertreffen zu geraten. Viele Unternehmen und Bürgervereinigungen werden selbst aktiv, damit sich etwas bewegt, sehen sich manchmal aber einer Mauer bürokratischer Hürden gegenüber. Diese abzubauen, kostet nichts, kann aber viel bewegen, so die Hoffnung vieler.
Quelle Titelbild: pixabay / onkelglocke
