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Mobilfunkmast

Für die optimale Geschwindigkeit müssen die Daten so schnell es geht zum Mast und von dort in den Boden und in Glasfaserkabel geleitet werden.

(Foto: dpa)

Mobilfunkstandard Der Knackpunkt der 5G-Technologie ist die Luft

Um künftig Highspeed-Datenpakete mit 5G vom Sender zum Empfänger zu schicken, muss ein entscheidender Faktor überwunden werden: Luft.
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Düsseldorf Das Zauberwort bei 5G heißt „Latenzzeit“. Es beschreibt, wie lange ein Datenpaket vom Absender zum Empfänger braucht. Und beim nächsten Mobilfunkstandard soll die Latenzzeit eine Millisekunde betragen. Damit reisen Daten schneller, als die meisten Menschen reagieren. Das wird notwendig, um all die vielversprechenden Geschäftsmodelle zu realisieren, die 5G verspricht: selbstfahrende Autos, aus der Ferne gesteuerte Maschinen, ultraaufmerksame Sensoren.

Damit all das funktioniert, müssen die Daten so schnell es geht zum Mast und von dort in den Boden und in Glasfaserkabel geleitet werden. Nur dort können sie in Quasi-Lichtgeschwindigkeit weitertransportiert werden. Der langsamste Punkt im System ist derzeit die sogenannte „Luftschnittstelle“, also der Weg vom Gerät zum Mast. Genau darauf fokussiert sich die Forschung.

Schritt eins bei dem Bemühen, die Daten schneller durch die Luft zu schicken, war es, die richtigen Frequenzen zu finden. Unternehmen und Behörden haben sich auf die Frequenzbereiche 2 Gigahertz (GHz) und 3,4 bis 3,7 GHz geeinigt. Diese Frequenzbänder bieten die Kapazität, die 5G benötigt: Denn der neue Mobilfunkstandard soll nicht nur schneller sein, sondern auch Millionen Geräte pro Basisstation gleichzeitig vernetzen und 1000-mal mehr Daten als bisher gleichzeitig verschicken können.

Das Problem dieser Frequenzen ist jedoch: Sie sind kurz. Mobilfunk funktioniert über Funkwellen von unterschiedlicher Länge. Lange Wellen haben den Vorteil, dass sie Daten über eine weite Distanz verschicken können, aber dafür sind diese Frequenzbereiche häufig schon mit anderen Aufgaben belegt. Kurze Wellen können zwar viele Daten transportieren, aber nicht besonders weit. Deswegen müssen die Masten in einem 5G-Netz nah beieinander stehen.

Schritt zwei bei dem Bemühen, die Luftschnittstelle zu überwinden, ist die komplette Änderung der Art, Daten zu senden. Baut derzeit jedes vernetztes Gerät direkt eine Verbindung zum Mast auf, soll in Zukunft die Mehrzahl der Geräte gleichzeitig sowohl Sender als auch Empfänger von Daten von anderen Geräten sein.

Statt das Signal eines selbstfahrenden Autos also direkt zum Mast zu schicken, wird es zunächst an andere Fahrzeuge drumherum verschickt und nur wenn es nötig ist, geht es zum Mast. Dieses System nennt sich ein „vermaschtes Netz“.

Das sorgt nicht nur dafür, die Schnelligkeit der Datenübertragung zu verbessern, es dient vor allem auch den beiden anderen Vorgaben an 5G-Netze: Sie sollen sichererer und energieeffizienter sein. In vermaschten Netzen ist es nicht schlimm, wenn ein Empfänger beziehungsweise Sender im System ausfällt, weil die Information über mehrere Wege übertragen wird. Sie kommt auf jeden Fall an. Ohne dieses System würde das Vorhaben, Milliarden von Geräten zu verbinden, auch sehr viel Strom verbrauchen.

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