5G – was bringt der neue Standard?

Ist der neue Mobilfunk-Standard 5G eine Revolution oder ein überschätzter Hype?

Wenn man in den Medien von 5G liest oder Politiker darüber sprechen hört, scheint es als hätte man die Wunderwaffe gegen alle Probleme des mobilen Datenbedarfs gefunden. Nun müssen nur noch die entsprechenden Antennen aufgebaut werden – und schon surfen wir immer und überall mit Highspeed. Oft sind solche Träume aber zu schön, um wahr zu sein. Und so ist es auch bei 5G.

Denn während im Marketing alles ganz wunderbar klingt und von Datenraten jenseits der 10 Gbit/s gesprochen wird ist auch 5G nur der Name für die drahtlose Übertragung von Daten auf einer bestimmten Frequenz und unterliegt somit, wie alle anderen Standards auch, den normalen physikalischen Grenzen und Problemen.

Reichweite vs. Geschwindigkeit

Der Vorteil von 5G ist, dass durch die höhere Frequenz des Signals (über 6 GHz) auch höhere Geschwindigkeiten und geringere Latenzen möglich sind. Damit stößt man aber auch auf ein altes Problem bei der drahtlosen Übertragung von Informationen: Die Reichweite nimmt ab, je höher die Frequenz ist. Dazu ist die sogenannte Dämpfung (z. B. wenn das Signal durch Mauern geht) bei hohen Frequenzen deutlich dramatischer.

 

Mehr Reichweite mit Beamforming

Bei bisherigen Mobilfunk-Standards wird das Signal von den Sendemasten einfach in alle Richtungen abgestrahlt. Befindet man sich in der Sende-Reichweite eines Mastes, bekommt man eine Verbindung. Mit dieser Methode wäre die Reichweite bei 5G auf ca. 500 m begrenzt. Man kann sich vorstellen, wie viele Masten für eine Vollabdeckung aufgestellt werden müssten. Stattdessen hat man sich dazu entschieden, eine Methode anzuwenden die eigentlich nicht neu ist: ein gerichtetes Signal. Statt also die gesamte Energie der Antenne einfach in alle Richtungen abzustrahlen, bündelt man die Energie und richtet sie in einem Sendekegel auf den Empfänger. Man kann sich das in etwas so vorstellen, wie den Lichtkegel einer Taschenlampe. An einem Punkt ist er sehr hell aber drumherum bleibt es dunkel. Das Besondere beim 5G Beamforming ist jedoch, dass dieser Sendekegel beweglich ist und die Objekte “verfolgt” – schließlich reden wir hier über Mobilfunk mit beweglichen Geräten.

Damit ist es möglich auch mit 5G eine Reichweite zu erzielen, die einen praxisnahen Einsatz überhaupt ermöglicht. Doch auch damit bleibt das Problem bestehen, dass das 5G-Signal Hindernisse sehr schwer durchdringen kann. In der Praxis bedeutet das, dass es in geschlossenen Räumen möglicherweise keinen Empfang gibt, während man direkt vor der Tür noch eine Verbindung bekommt.

 

Network Slicing: virtuelle Netze für besseres QoS

Neben dem Beamforming gibt es noch weitere Ansätze, um eine höhere Reichweite und höhere Übertragungsgeschwindigkeiten zu erreichen. Über das sogenannte “Network Slicing” kann der Traffic, z. B.  je nach Datentyp, unterschieden werden. Damit ist es möglich, bestimmte Nutzer, Geräte oder Anwendungen in bestimmte Gruppen zu segmentieren virtuellen Netzen mit einer bestimmten QoS-Konfiguration zuzuordnen. Vereinfacht gesagt: Es gibt unterschiedliche virtuelle Netze für bestimmte Anforderungen. Geräte mit einer ähnlichen Anforderung kommen dann gemeinsam in das dafür optimierte, virtuelle Netz. Darüber hinaus kommen auch Technologien wie MIMO (Multi Input Multi Output) zum Einsatz, mit der parallel mehrere Antennen zum Übertragen des Signals genutzt werden.

Die Physik lässt sich nicht austricksen

Insgesamt kann man sagen, dass durch verschiedene Kniffe versucht wird, die Probleme, die durch die natürlichen physikalischen Grenzen entstehen, abzumildern. Bis zu einem gewissen Grad funktioniert das auch. Allerdings bleibt das Grundproblem bestehen: wenn die Dichte der Mobilfunk-Sender nicht dramatisch erhöht wird, kann 5G seine Vorteile nicht ausspielen – und das ist, neben den ohnehin teuren Funk-Lizenzen ein weiterer, erheblicher Kostenfaktor für die Mobilfunkanbieter. Die Technologie ist damit vor allem prädestiniert für überschaubare Areale wie z. B. industrielle Fertigungsstätten, Fußballstadien oder bestimmte Areale in Großstädten. Erste Tests in der freien Wildbahn waren bisher eher ernüchternd, da das 4G-Netz nur minimal übertrumpft werden konnte. Die höhere Geschwindigkeit ist zwar schön, aber weit entfernt von der erhofften Revolution.

5G und Wi-Fi – was eignet sich wann?

Gerade auf Events stellt sich immer wieder die Frage: wie kann ich eine zuverlässige Dateninfrastruktur sicherstellen? Kann man diese vielleicht irgendwann einfach voraussetzen, weil es eine flächendeckende Abdeckung mit einem stets verfügbaren und schellen Datensignal gibt? Leider unterscheiden sich hier Theorie und Praxis enorm. Denn theoretisch ist eine flächendeckende 5G-Abdeckung natürlich denkbar – schließlich braucht es “nur” eine ausreichende Anzahl an Knotenpunkten. Doch in der Praxis ist das wirtschaftlich nicht realisierbar. Schließlich müssen auch die monatlichen Gebühren für einen Mobilfunkvertrag auf einem realistischen Level bleiben. Speziell in geschlossenen Räumen wird man auf die Vorteile von 5G weitestgehend verzichten müssen. Doch es gibt auch gute Nachrichten: auch die WLAN-Technologie ist nicht stehen geblieben und macht mit dem neuen “WLAN 6” (offiziell heißt der Standard “IEEE 802.11ax”) einen riesengroßen Sprung nach vorne.

Besonders die MIMO-Technik wurde mit stark verbessert. Damit können, dank mehrerer Antennen, Daten parallel gesendet und empfangen werden. Mit dem neuen MU-MIMO funktioniert das mit dem Up- und Downlink gleichermaßen. Normalerweise müssen drahtlose Geräte warten, bis der jeweilige Knotenpunkt Zeit hat, wenn dieser noch mit der Übertragung an andere Geräte beschäftigt ist. Durch eine Optimierung paralleler Verbindungen erhöht sich die WLAN-Performance nun spürbar – einfach durch die geringeren Latenzen.

Mit dem neuen WLAN 6 Standard sind somit Bandbreiten von bis zu 11 Gbit/s möglich. Das ist besonders für den Event-Bereich interessant, da hier viele Nutzer gleichzeitig versorgt werden müssen. Ein weiterer Vorteil der lokalen WLAN-Infrastruktur besteht darin, dass man auf das WLAN, im Gegensatz zur Mobilfunkversorgung, direkten Einfluss nehmen kann. Wenn die Performance nicht befriedigend ist, kann unkompliziert nachgebessert werden.

WLAN ist planbar

Dazu kommt, dass die Nutzer unabhängig von ihrem Mobilfunk-Tarifmodell im WLAN die gleiche Performance erhalten. Im Mobilfunkbereich ist es dagegen möglich, dass Gäste mit bestimmten Tarifen eine gute Verbindung haben, während Gäste die andere Tarife oder einen anderen Provider nutzen deutlich schlechter angebunden sind. Und während nahezu allen Geräte eine WLAN-Anbindung besitzen, verfügen viele Geräteklassen wie z. B. Tablets oder Notebooks noch nicht einmal über einen SIM-Karten-Slot.

Je nachdem, welche digitalen Dienste auf dem jeweiligen Event zum Einsatz kommen sollen, kann die lokale WLAN-Infrastruktur zudem angepasst werden. Sind viele Nutzer auf engem Raum zu versorgen? Werden an bestimmten Punkten besonders hohe Bandbreiten benötigt (z. B. für Video-Streams)? Oder ist eine besonders weitläufige Fläche zu versorgen? Durch die Flexibilität, die ein lokales WLAN mit sich bringt, können nahezu alle Szenarien mit der für Events notwendigen Erwartungssicherheit abgebildet werden.

Fazit

Insgesamt findet im Bereich der drahtlosen Datenübertragung eine sichtbare Evolution statt. Bestehende Ressourcen können durch Softwarelösungen besser genutzt werden und Latenzen werden durch bessere Antennentechnologien zunehmend vermieden. Das ist auch nötig, denn der Datenbedarf steigt ständig, da immer mehr Dienste in die sogenannte Cloud (also das Internet) ausgelagert werden. Das gilt auch für den Event-Bereich. Denn sowohl für das moderne Eventmanagement als auch für digitale Dienste, die Teil des Programms sind, gilt: ohne Datenverbindung geht nicht mehr viel. Den Nutzern wird es letztendlich egal sein, welche Technologie zum Einsatz kommt. Hauptsache die gewünschten Dienste lassen sich schnell und zuverlässig aufrufen. Im Privatbereich dürfte 5G daher so schnell keine Rolle spielen. Denn die über das derzeitige 4G-Netz möglichen Bandbreiten (ca. 300 MBit/s) reichen locker für alle denkbaren Anwendungsszenarien aus. Die wenigsten Privatpersonen werden also bereit sein, für eine 5G-Option tiefer in die Tasche zu greifen.

Anders sieht es im professionellen Umfeld aus. Besonders im Event-Bereich ist es spannend, ortsunabhängig hohe Bandbreiten nutzen zu können – besonders dann, wenn in der Location keine entsprechende Kabelverbindung anliegt oder Outdoor produziert wird. Um allerdings nicht von den im Mobilfunk typischen Leistungsschwankungen oder den individuellen Datenverträgen der Gäste abhängig zu sein, bietet es sich an den Mobilfunk mit WLAN zu kombinieren. Über spezielle Industrie-Router lassen sich z. B. mehrere Mobilfunk-Signale bündeln und auf dem Event als WLAN bereitstellen. Somit lassen sich die Vorteile von neuen Standards wie 5G nutzen, ohne gleichzeitig die Risiken tragen zu müssen. Denn während das sowieso schon dämpfungsempfindliche Mobilfunk-Signal noch durch die Außenmauern muss, wird das WLAN verlustfrei dort ausgestrahlt, wo es auch gebraucht wird: innen und direkt vor Ort.

Gerade auf Events, wo es für das gute Gelingen meistens nur eine Chance gibt, ist es empfehlenswert sich auf Technologien zu verlassen, die man nach den eigenen Bedürfnissen einrichten lassen kann. Das Mobilfunknetz, erst recht mit 5G, bietet hier eine hervorragende Ergänzung um höhere Bandbreiten nutzen zu können. Das neue rundum Sorglos-Netz, als das es in etlichen Marketing-Kampagnen gerne angepriesen wird, ist 5G aber nicht – und wird es wahrscheinlich auch niemals sein.