14 Apr Technik-Check: Das kann 5G-Standalone
Als erster Netzbetreiber entkoppelt Vodafone 5G an allen 3,5 Gigahertz-Standorten von der Vorgänger-Technologie LTE. Die Düsseldorfer haben 5G-Standalone gestartet. Ab sofort unterstützen 1.000 Antennen an mehr als 300 Standorten den neuen Mobilfunk-Standard und sind auch im Kernnetz komplett an eine 5G-Infrastruktur angebunden. In Frankfurt am Main hat Vodafone dafür in einem ersten Rechenzentrum auch die Datenverarbeitung auf 5G gestellt. Die ersten Smartphones für die Technologie sind ab sofort verfügbar und erhalten noch in diesem Monat ein Firmware-Update, damit Kunden sie im 5G Standalone-Netz nutzen können. Schon kurz darauf folgen weitere – zum Beispiel von Samsung. Was die neue Netz-Technik schon heute kann & was durch die Umstellung in Zukunft deutschlandweit möglich wird – ein Überblick.
– Bandbreite: zum Start etwa 700 Mbit/s, bald mehr als 1.000 Mbit/s möglich
– Latenz: Datenaustausch in Echtzeit möglich (10 bis 15 Millisekunden)
– Network Slicing: 5G-Netze mit garantierter Bandbreite, Latenz & Stabilität werden möglich
– Kapazität: 5G-Standalone kann 10x mehr Menschen & Maschinen vernetzen
– Mehr Reichweite: Antennen-Reichweite um etwa 20 Prozent vergrößert
– Weniger Strom: Energiebedarf von Smartphones sinkt um etwa 20 Prozent
5G-Standalone & 5G-Non-Standalone im Vergleich
5G unterscheidet sich in drei Dimensionen von der Vorgänger-Technologie LTE. 5G bringt höhere Bandbreiten. 5G verringert die Latenzzeiten. Und 5G macht Network Slicing möglich. Die 5G-Netze, die die Betreiber in Deutschland bislang aktiviert haben, sind im Antennennetz (Radio) bereits auf 5G gestellt und werden im Kernnetz (Core) noch von bestehender LTE-Infrastruktur unterstützt. Mit 5G-Standalone ändert Vodafone das als erster Betreiber in Europa und verbindet die 5G-Antennen jetzt live auch im Kernnetz mit einer vollständigen 5G-Infrastruktur. Dafür hat Vodafone in einem ersten Rechenzentrum in Frankfurt auch die Datenverarbeitung komplett auf 5G gestellt. Daten, die wir über die 5G Standalone-Technologie auf die Reise durch Deutschland schicken, sind also immer und durchgängig im 5G-Netz unterwegs.
@Vodafone
Latenz: Datenaustausch in Echtzeit
5G-Standalone (5G SA) bringt den Datenaustausch in Echtzeit. Bislang waren mit 5G-Non-Standalone (5G NSA) Verzögerungszeiten von rund 35 Millisekunden möglich. Das ist ein vergleichbarer Wert wie im gut ausgebauten LTE-Netz. Der Grund: Im Kernnetz, wo die Daten die größte Distanz quer durch Deutschland zurücklegen, um verarbeitet zu werden, wurde 5G NSA noch von einer LTE-Infrastruktur unterstützt. Mit 5G-Standalone ändert sich das. Auch bei der Datenverarbeitung im Kernnetz gibt es jetzt komplett eigenständige 5G-Technik. In Frankfurt und Umgebung werden so schon heute Latenzzeiten von 10 bis 15 Millisekunden möglich. Das ist so schnell wie das menschliche Nervensystem. In Berlin folgt noch in diesem Jahr das zweite 5G-Rechenzentrum. Je mehr Datenzentren Vodafone in den kommenden zwei Jahren auf 5G stellt, an desto mehr Orten werden diese geringen Latenzzeiten Realität. Dieser Datenaustausch in Echtzeit wird wichtig für vernetzte und autonom fahrende Autos, die sich gegenseitig vor Gefahren warnen, für die Industrie, für Gaming und für Anwendungen der Augmented Reality (AR).
Bandbreite: Geschwindigkeit beim Surfen
Schon jetzt sind mit 5G NSA an vielen Orten Bandbreiten von 600 bis 800 Megabit pro Sekunde verfügbar, teilweise sogar noch mehr. Weil die Mobilfunk-Antennen die verfügbaren Kapazitäten von 5G und LTE für unsere Smartphones kombinieren. Mit 5G SA entkoppelt Vodafone die 5G-Infrastruktur zum ersten Mal vollständig von LTE. Zu Beginn sind so Bandbreiten von bis zu 700 Megabit pro Sekunde möglich. Sobald die Chipsätze der Smartphones die unterschiedlichen Frequenzbereiche von 5G gebündelt empfangen können, wird 5G noch schneller und kann künftig sogar Bandbreiten von mehr als 1.000 Megabit pro Sekunde schaffen. Das Netz bietet die Bündelung der Frequenzen bereits an. Zudem verdoppelt 5G-Standalone die Bandbreite auch beim Upload.
Kapazität: Mehr Platz im Netz für Menschen und Maschinen
Die Zahl der vernetzten Gegenstände wächst Jahr für Jahr und wird vor allem durch das Internet der Dinge beschleunigt. Allein Vodafone vernetzt weltweit mehr als 100 Millionen Gegenstände per Mobilfunk. Zum Beispiel Autos, Drohnen, Roboter oder smarte Uhren. 5G-Standalone kann an einem Ort noch mehr Menschen und Maschinen zeitgleich vernetzen. Pro Quadratkilometer gewährt 5G-Standalone bis zu einer Million Gegenständen Zugang zum Netz. Das ist zehn Mal mehr als mit 5G Non-Standalone und vor allem wichtig für Industriehallen, in denen viele tausende Sensoren gleichzeitig funken oder in Fußballstadien, wo tausende Fußball-Fans zeitgleich mit ihren Smartphones unterwegs sind.
Network Slicing: Teilnetze für Spezial-Anwendungen
Mobilfunk ist ein sogenanntes Shared Medium. Alle Nutzer, die sich im Umkreis einer 5G-Antenne befinden, teilen sich die verfügbare Bandbreite untereinander auf. Je größer die Gesamtkapazität, die eine Antenne bereitstellt, desto größer ist auch die Bandbreite für jeden Einzelnen. Es gibt jedoch Spezial-Anwendungen, bei denen garantierte Bandbreiten und Latenzzeiten benötigt werden. Beispielsweise für die Live-Übertragung von TV-Bildern über Mobilfunk im ausverkauften Fußballstadion. Hier muss zu jeder Zeit sichergestellt sein, dass für die Live-Übertragung immer genügend Bandbreite verfügbar ist – auch wenn 50.000 Fans zeitgleich in der Halbzeit im Stadion mit dem Smartphone die Spielstände auf den anderen Plätzen prüfen. Mit 5G-Standalone wird erstmals Network Slicing möglich. Das heißt, Vodafone kann für solche Spezial-Anwendungen für einen bestimmten Zeitraum ein separates 5G-Netz mit garantierten Leistungsparametern (Bandbreite, Latenz, Stabilität) zur Verfügung stellen. Diese Teilnetze sind dann unabhängig von der Auslastung im übergreifenden Mobilfunknetz.
Reichweite: Die Antennen funken weiter
Jede Mobilfunk-Station versorgt einen Umkreis mit schnellem Netz. Grundsätzlich gilt: Je niedriger die Funk-Frequenz, desto größer der Umkreis, den eine Station mit 5G versorgt. Aber natürlich spielen hier auch weitere Faktoren eine Rolle: Auf dem flachen Land reicht Mobilfunk beispielsweise weiter als mitten in der Großstadt oder in den Bergen. Unabhängig von all diesen Parametern vergrößert 5G SA die Reichweite von 5G-Antennen im Vergleich zu 5G NSA um etwa 20 Prozent. Das hilft die neue Mobilfunk-Technik schneller in die Fläche zu bringen.
5G-Standalone Start
Alle Infos zum Start von 5G im Kernnetz
Energie-Bedarf: Handys brauchen weniger Strom
Wenn sich ein Handy ins Mobilfunknetz einwählt, dann braucht es dafür Energie. Bei 5G NSA wählt sich das Smartphone immer parallel in zwei Netze ein: ins 5G-Netz und ins LTE-Netz. Bei 5G SA wählen sich die Handys dagegen ausschließlich in das 5G-Netz ein. Das spart Strom und CO2. Der Energiebedarf von Smartphones im 5G SA-Netz sinkt um etwa 20 Prozent.