5G-Netz in Deutschland

Die Möglichkeiten von 5G scheinen grenzenlos – und utopisch: selbstfahrende Autos, die auf ein Hindernis schneller reagieren als ein Mensch, Sensoren in der Wohnung, die nach einem Sturz einer älteren Frau sofort die Rettungskräfte alarmieren, schwierige Operationen, die vom anderen Ende der Welt angeleitet werden. Die Verheißungen des Mobilfunkstandards der fünften Generation klingen atemberaubend. Kein Wunder also, dass Wirtschaft, Politik und jede Menge Smartphone-Nutzer dem Ausbau des 5G-Netzes entgegenfiebern. Die gute Nachricht: Drei der vier Bieter für die 5G-Frequenzen haben bereits in etlichen größeren und kleineren Städten Antennen für den LTE-Nachfolger in Betrieb genommen. Stellt sich also die Frage: Wann haben die Netzbetreiber das 5G-Netz ausgebaut? Wann empfange ich als Handy-Nutzer überall in Deutschland die neue Funktechnik? Antworten auf diese und weitere Fragen rund um die fünfte Mobilfunkgeneration gibt‘s an dieser Stelle.

Was ist der neue Mobilfunkstandard 5G?

Eine Abkürzung ist in aller Munde: 5G steht für die fünfte Generation des Mobilfunkstandards. Noch bevor die ersten 5G-Funkmasten ans Netz gingen, hatte fast jeder schon einmal davon gehört. Doch im Grunde ist der LTE-Nachfolger mehr: Der 5G-Standard verbindet nicht nur die Menschen miteinander, er vernetzt Maschinen effizienter und knüpft im Internet der Dinge bessere Verbindungen. Das macht das 5G-Netz zu einem Kommunikationsstandard. Die extrem kurzen Latenzen und die Datenraten von bis 10 Gigabyte ermöglichen zudem Kommunikation in Echtzeit. Damit steigt die Geschwindigkeit im Mobilfunknetz um das bis zu 100-fache. Die hohe Übertragungsrate im 5G-Netz erreicht die neue Funktechnik, weil sie mehrere Frequenzen parallel nutzt. Das macht die Verbindungen schneller und stabiler.

5G-Netz, LTE & UMTS: Unterschiede der Mobilfunkstandards

Was nun macht das 5G-Netz so viel schneller als die Vorgänger UMTS und LTE? Die neue Technologie revolutioniert das Mobilfunknetz. Mit seinen Datenraten und vor allem seinen Reaktionszeiten (Latenz) ermöglicht 5G Anwendungen, die bislang wie Science-Fiction anmuteten. Die Überlegenheit basiert zunächst auf der neuartigen Antennenarchitektur. Für die fünfte Generation kommt eine Multi-Antennen-Technologie (MIMO) zum Einsatz. Anders als 3G und 4G funkt der neue Standard daher nicht nach dem Gießkannen-Prinzip. In einer 5G-Antenne stecken 64 Mini-Antennen. Sie lassen sich flexibel auf Bereiche ausrichten, in denen sich viele Smartphone-Nutzer tummeln und daher eine hohe Kapazität einfordern. Das nennt sich Beam-Forming.

Außerdem setzt das 5G-Netz auf Mobile Edge Computing (MEC). Für 5G sind die Rechenzentren direkt an die Basisstationen angeschlossen. Die Rechenzentren sind kaum größer als ein Notebook. Sie sind der Grund, weshalb Daten viel schneller übertragen werden. Die Daten reisen nicht mehr Hunderte Kilometer zum nächsten Rechenzentrum. Außerdem kann sich das 5G-Netz Frequenzen mit dem 4G-Standard teilen. Das war bei den vorherigen Umstiegen von EDGE auf UMTS und dann auf LTE nicht möglich.

Parallel zum Aufbau des 5G-Netz verstärken die Netzbetreiber das bestehende LTE-Netz. Das gehört zu den Auflagen, die die Bundesnetzagentur 2019 an die Vergabe der 5G-Frequenzen geknüpft hat. Außerdem benötigt auch die fünfte Generation ein Fangnetz. Das übernimmt das 4G. Um diese Funktion zu erfüllen, muss LTE aber erstmal in allen Winkeln der Bundesrepublik funken. Daran arbeiten die Netzbetreiber, während sie gleichzeitig 5G installieren. In dem Maße, in dem sich die fünfte Generation ausbreitet, trennen sich Telekom, Vodafone und Telefónica von UMTS. Der dritte Mobilfunkstandard hat ausgedient. Die Netzbetreiber räumen die Frequenzen für 5G frei.

Warum brauchen wir das 5G-Netz?

Heilsbringer 5G? Die Erwartungen an das 5G-Netz sind groß – nicht nur von Seiten der Smartphone-Nutzer. Insbesondere die Industrie verspricht sich enorme technische Fortschritte durch die neue Technologie. Das Zauberwort heißt Echtzeit. Denn das 5G-Netz liefert Geschwindigkeiten, die eine Datenübertragung in Echtzeit ermöglicht. Die Autobauer zum Beispiel wollen dank der Technik selbstfahrende Autos auf die Straßen bringen. Die Vision: Das Auto steuert sich selbst. Dafür kommuniziert es mit den anderen Fahrzeugen, mit Ampeln, Radfahrern und auch Fußgänger. Alle Elemente der Verkehrsinfrastruktur sind miteinander vernetzt und im Austausch. So erkennt das Auto Gefahren selbst und kann durch eine Latenz von nur einer Millisekunde darauf reagieren. Durchschnittlich dauert es eine Sekunde, bis ein menschlicher Fahrer beim Erkennen einer Gefahr aufs Bremspedal tritt.

Andere Unternehmen wiederum versprechen sich vom 5G-Netz vor allem eine Echtzeit-Kommunikation zwischen Mensch und Maschine. Der Mitarbeiter steuert den Roboter von der Zentrale aus. Dieser setzt den Befehl sofort um. In einem praxisnahen Testlauf erreichte die Telekom bereits Latenzen von drei Millisekunden, wie der Bonner Telekommunikationskonzern berichtet. Die Netzbetreiber in Deutschland wollen diese Reaktionszeiten permanent übers das 5G-Netz liefern. In Kombination mit der erhöhten Stabilität der Verbindung und Datenraten von 10 Gigabyte lassen sich die Visionen von Industrie und Gesellschaft im Mobilfunknetz der 5G-Technik realisieren.

Für den privaten Nutzer birgt das 5G-Netz nicht weniger Vorteile. Auch sein Smartphone surft schneller, empfängt rascher Daten und ist stabiler verbunden. Doch vor allem kann er seine Geräte im Internet of Things (IoT), dem Internet der Dinge, miteinander verknüpfen. So miteinander verbunden sollen die Geräte unseren Alltag erleichtern. Oder dafür sorgen, dass wir als ältere Menschen so lange wie möglich in unseren eigenen vier Wänden verweilen können. Die Sensoren bemerken beispielsweise, wenn wir uns nicht wie gewohnt bewegen und alarmieren automatisch einen Verwandten oder den Pflegedienst.

Bis dahin liegt aber noch ein langer Weg vor uns. Laut einer Statista-Umfrage erwarten 76 Prozent der Handynutzer in Deutschland zunächst von 5G eine bessere Netzabdeckung. 63 Prozent versprechen sich weniger Netzausfälle. Darum geht es nun im ersten Schritt für die Netzbetreiber: den flächendeckenden Bau des 5G-Netzes.

Wann ist das 5G-Netz in Deutschland verfügbar?

Die Bundesnetzagentur beendete am 12. Juni 2019 die Auktion für die 5G-Frequenzen in Deutschland. Überraschenderweise gab es neben den etablierten Netzbetreibern Telekom, Vodafone und Telefónica einen vierten Bieter: die 1&1 Drillisch Netz AG, Tochtergesellschaft von United Internet. Für 6,54 Milliarden Euro ersteigerten die Unternehmen insgesamt 41 Blöcke aus den Frequenzbereichen 2 Gigahertz und 3,6 Gigahertz. Bereits in den folgenden Sommermonaten schalteten Vodafone und Telekom die ersten 5G-Stationen frei. Telefónica brachte zum 30. Jahrestag der deutschen Einheit am 3. Oktober 2020 die ersten 5G-Stationen ans Netz.

Am eifrigsten prescht die Telekom beim Ausbau vor: Der Bonner Konzern hat bereits in mehr als 3000 Städten und Gemeinden 5G-Antennen aktiviert. Das 5G-Netz der Telekom erreiche inzwischen 40 Millionen Menschen in Deutschland. Bis Ende 2020 sollen gar zwei Drittel der Bevölkerung mit dem neuen Mobilfunkstandard versorgt sein. Bis Ende 2025 sollen 99 Prozent der Bevölkerung das 5G-Netz der Telekom nutzen können. Gleichzeitig wollen die Bonner bis dahin 90 Prozent der Fläche Deutschlands mit 5G versorgen.

Vodafone geht etwas langsamer vor: Das 5G-Netz der Düsseldorfer erreicht immerhin schon zehn Millionen Menschen in Deutschland. Damit hat Vodafone sein Ausbauziel für 2020 bereits erreicht. Bis Jahresende plant der Konzern, 15 Millionen Bürger mit dem neuen Mobilfunkstandard zu versorgen. 30 Millionen Menschen sollen bis Ende 2021 das 5G-Netz von Vodafone nutzen können.

Telefónica plant den 5G-Ausbau behutsamer als die beiden Konkurrenten. Der Münchener Telekommunikationskonzern hat aber auch mehr Nachholbedarf im LTE-Netz. Gerade in ländlichen Regionen schwächelt das o2-Netz etwas mehr als die Konkurrenz. Bis Ende 2021 will Telefónica rund 2000 5G-Stationen errichten. Damit will der Konzern 30 Prozent der Bevölkerung ans eigene 5G-Netz anschließen.

Noch gar nicht begonnen hat Drillisch. Wann die ersten 5G-Masten der United-Internet-Tochter funken werden, steht in den Sternen.

Auf jeden Fall ist der 5G-Ausbau ein kostspieliges Unterfangen: Die Telekom veranschlagt für den Ausbau in Europa eine halbe Billion Euro. Ein Faktor sind die teuren Antennen. Von denen brauchen die Netzbetreiber in den freigegebenen Frequenzbereichen mehr. Denn je höher der Frequenzbereich ist, umso kürzer ist die Reichweite. Ein weiterer Grund für die hohen Kosten ist der notwendige Anschluss ans Glasfasernetz. Andernfalls kann das 5G-Netz die verheißenen Geschwindigkeiten nicht erreichen.

Wo kann 5G bereits genutzt werden?

Bislang funkt 5G nicht flächendeckend in Deutschland. Doch insbesondere in den großen Städten lässt sich die fünfte Generation bereits nutzen. Zum Ausbau-Start konzentrierte sich die Telekom zunächst auf die 20 größten Städte Deutschlands. Vodafone entschied sich für 50 Städte und Gemeinden. Inzwischen gehen beide Netzbetreiber den Ausbau auch auf dem Land an. Dafür setzen sie auf Frequenzen im 700-Megahertz-Bereich. Sie lassen zwar ein geringeres Tempo zu, haben jedoch eine Reichweite von bis zu acht Kilometern. Die Bandbreite im sogenannten Low-Band ist immer noch hoch genug, um in schlecht versorgten Ecken Deutschlands eine Alternative zum langsamen DSL-Anschluss zu sein. Zudem setzen die Mobilfunk-Konzerne beim 5G-Ausbau die neue Technologie Dynamic Spectrum Sharing (DSS) ein. Sie erlaubt es, zwei Funktechniken (4G und 5G) an einer Antenne zu nutzen. Die Antennen erkennen, welchen Mobilfunkstandard unsere Smartphones beherrschen. Entsprechend stellen sie stets das passende Netz zur Verfügung. Über DSS stärken die Netzbetreiber also gleichzeitig den LTE-Standard.

Kann jedes Handy mit dem 5G-Netz verbunden werden?

Nein, nicht jedes Smartphone funkt im 5G-Netz. Das hat zwei Gründe. Zum einen muss das Handy über ein 5G-fähiges Modem verfügen. Zum anderen muss Dein Vertrag Verbindungen über den neuen Mobilfunkstandard zulassen.

Die gute Nachricht: Statteten die Hersteller zunächst vor allem ihre Flaggschiffe mit der 5G-Technik aus, hat die Fähigkeit inzwischen längst Einzug in alle Smartphone-Klassen gehalten. So hast Du als Nutzer freie Auswahl. Und selbstverständlich beherrschen alle 5G-Handys auch die anderen Funkstandards, darunter LTE. Es gibt noch eine weitere gute Nachricht: Telekom, Vodafone und o2 haben ihre Mobilfunk-Tarife bereits um die Option 5G aufgestockt. Prepaid-Nutzern steht die Option bisher noch nicht zur Verfügung. Auch Mobilfunkdiscounter wie congstar oder blau haben noch keinen Zugriff auf die 5G-Netze.

Voraussetzungen für den 5G-Netzausbau

Die Netzbetreiber drücken beim Ausbau des 5G-Netzes mächtig auf die Tube. Die Telekom will bis 2025 99 Prozent der Bevölkerung ins 5G-Netz bringen. Ganz offensichtlich haben es die Provider eiliger als beim LTE-Ausbau. Der Mobilfunkstandard 4G hielt 2010 Einzug. Zehn Jahre später erreicht er noch keine vollständige Netzabdeckung. Die Eile hat seinen Grund: Die Industrie braucht 5G. Sie braucht stabilere, schnellere Verbindungen. Dahinter steckt aber auch die Frage: Was passiert mit der Wirtschaftsmacht Deutschland, wenn das Land bei der Digitalisierung abgehängt wird?

Dazu soll es nicht kommen. Daher investieren die Netzbetreiber eifrig in die teure neue Technologie. Mit einem Update ist der Sprung auf 5G-Tempo nicht getan. Neue Antennen müssen her. Die Basisstationen müssen mit MEC – Mobile Edge Computing – aufgestockt werden. Und damit das Tempo stimmt, müssen die Basisstationen am Glasfaser-Netz hängen. Es ist das schnellste Übertragungsmedium. Alles andere würde 5G ausbremsen. Telekom und Vodafone verfügen selbst über gut ausgebaute Glasfaser-Netze. Telefónica und 1&1 Drillisch sind auf Kooperationen angewiesen. Der o2-Konzern arbeitet unter anderem mit der Telekom zusammen und hat bereits mehrere tausend Basisstationen ans Glasfasernetz angeschlossen.

Und natürlich benötigen die Netzbetreiber staatliche Genehmigungen, um neue Funkmasten und Basisstationen zu errichten. Etwa zwei Jahre braucht es vom Antrag bis zum Aufstellen, wie Vodafones CEO Hannes Ametsreiter betont. Das Genehmigungsverfahren hätten Telekom & Co. gern etwas beschleunigt.

Wann kann ich 5G überall nutzen?

Die Frage lässt sich nicht eindeutig beantworten. Das 5G-Netz der Telekom erreicht nach eigenen Angaben bereits 40 Millionen Menschen. Vodafone hat inzwischen mehr als zehn Millionen Menschen ans 5G-Netz angebunden. Telefónica hat zum Start die fünf größten deutschen Metropolen ans 5G-Netz gebracht. Weitere Städte sind bereits gefolgt. Bis Ende 2025 wollen alle drei Netzbetreiber die gesamte Bevölkerung mit dem neuen Mobilfunkstandard versorgen.

Doch die Netzbetreiber bringen 5G parallel schon aufs Land. Ein Grund sind sicherlich die Auflagen, die die Bundesnetzagentur an die Vergabe der 5G-Frequenzen gekoppelt hat. Unter anderem sollen 1000 Basisstationen bis Ende 2022 in Regionen mit weißen Flecken errichtet werden. Für die ländlichen Gebiete setzen die Provider auf Frequenzen im 700-Megahertz-Bereich. Bislang wurden sie fürs terrestrische Fernsehen verwendet. Die großen Vorzüge des Low-Bands sind ihre hohe Reichweite und ihre Signalstärke in Gebäuden. Dafür erreichen sie nicht die Datenraten der Gigahertz-Blöcke. Sie bringen aktuell immerhin 200 Megabit pro Sekunde. Damit macht das Mobilfunknetz den oftmals langsamen DSL-Leitungen auf dem Land Konkurrenz. Die Provider wollen das 5G-Netz denn auch als Alternative zu DSL für den Festnetzanschluss etablieren. Ob nun im Zuge des 5G-Ausbaus auch die letzten Funklöcher verschwinden, wird sich zeigen.

Auf jeden Fall eröffnet die fünfte Generation des Mobilfunkstandards ungeahnte Möglichkeiten. Im 5G-Netz zocken Smartphone-Nutzer noch vergnüglicher dank des erhöhten Tempos und der gestiegenen Kapazität für den Datenfluss. Doch vor allem wird 5G zum Wirtschaftsfaktor. Mit der Datenübertragung können Abläufe in Unternehmen optimiert werden. Mensch und Maschine werden sich auf ungeahnte Weisen vernetzen. Welche technischen Wunderwerke 5G uns noch bringt, wird wohl erst die Zukunft zeigen.