Die Abkürzungen 3G, 4G oder 5G hat wohl jeder schon einmal gehört. Was aber dahinter steht, wissen die wenigsten. Wir versuchen, etwas Licht in den Abkürzungsdschungel zu bringen und die Entwicklung von den Anfängen des Mobilfunks bis zum künftigen Standard 5G zu skizzieren.
Telefonie per Smartphone und das Surfen im Internet zu jeder Zeit an nahezu jedem Ort der Republik sind heute aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Acht von zehn Menschen ab 14 Jahren in Deutschland (81 Prozent) nutzen nach Angaben einer Studie des Bundesverbandes Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien, Bitkom, ein Smartphone. Das sind 57 Millionen Nutzer bei knapp 82,7 Millionen Einwohnern. Wie schnell die Nutzer dabei mobil im Internet unterwegs sind, hängt vom Mobilfunkstandard ab, den ihre Geräte nutzen beziehungsweise vom Tarif, den sie gewählt haben. Vermutlich hat jeder schon einmal die Begriffe 3G, 4G oder 5G gehört. Doch die wenigsten wissen, was sich hinter den Abkürzungen verbirgt und wie sich die einzelnen Standards unterscheiden. Im Grunde ist es ganz einfach: Die Abkürzungen stehen für unterschiedliche Generationen von Mobilfunkstandards. 3G beispielsweise steht für die dritte Generation, 4G für die vierte und so weiter. Etwas komplizierter wird es, wenn es um die technische Unterscheidung der einzelnen Standards geht.
Die ersten Mobilfunkgeräte für die breite Masse kamen Anfang der 90er-Jahre des vergangenen Jahrhunderts auf den Markt, tatsächlich ist Mobilfunk in Deutschland bereits seit mehr als 60 Jahren möglich. In der ersten Generation des Mobilfunks, 1G, funktionierte mobiles Telefonieren noch mit einer analogen Sprachübertragung über das sogenannte A-Netz, das 1958 an den Start ging. Dabei mussten die Verbindungen noch per Hand vermittelt werden. 1972 folgte das B-Netz und 1986 das C-Netz. Ab dem B-Netz konnten die Teilnehmer selbst wählen, das C-Netz konnte aktive Funkverbindungen beim Wechsel einer Funkzelle weiterreichen.
Ab der zweiten Generation (2G) konnten die Nutzer 1992 erstmals auf ein digitales Netz, das D-Netz, zugreifen – und hatten auch einen zweiten Anbieter als Alternative. War die Deutsche Bundespost (später Telekom) bis 1992 der einzige Anbieter für mobile Telefonie, tauchte mit Etablierung des D-Netzes erstmals ein weiterer Anbieter auf: D2 Mannesmann. Die Firma wurde im Jahr 2000 vom britischen Mobilfunkunternehmen Vodafone übernommen. Dank des sogenannten GSM-Standards wurde ab 1992 die Qualität der klassischen Telefonie deutlich verbessert. Ab 2001 folgte der nächste große Schritt. Mithilfe der Bündelung mehrerer GSM-Kanäle wurden deutlich höhere Bandbreiten erreicht. Der GPRS-Standard (General Packet Radio Service) war geboren, auch 2.5G genannt. Waren es bei Einführung des D-Netzes 9,6 oder 14,4 Kilobit pro Sekunde, erreichte man jetzt bis 55 Kilobit/Sekunde, was erstmals die Übertragung von Daten möglich machte.
Datenübertragung ab 2001 möglich
Trotz Weiterentwicklung handelt es sich aber immer noch um den Mobilfunkstandard 2G. Gleiches gilt auch für EDGE – eine weitere Bündelung, die Bandbreiten bis zu 150 Kilobit/Sekunde erreichte. Das erste iPhone etwa verwendete EDGE. Mit dem GMS-Standard wurden auch die Frequenzen für ein drittes Mobilfunknetz neben D1 und D2 vergeben – das E-Netz. Erster Anbieter war im Mai 1994 E-Plus, 1997 folgte die Viag Interkom – heute O₂.
GSM ist international der führende Standard für Mobilfunknetze. Insgesamt gibt es vier Mobilfunkstandards: GSM 900, GSM 1.800, GSM 850 und GSM 1.900. Das bedeutet, dass die Netze auf Frequenzen von 900 MHz, 1.800 MHz, 850 MHz sowie 1.900 MHz funktionieren. Dabei ist GSM 900 in Deutschland als D-Netz (Telekom oder Vodafone) und GSM 1.800 als E-Netz (E-Plus oder O₂) bekannt. Die Standards GSM 850 und GSM 1.900 werden hingegen überwiegend in den USA verwendet. Inzwischen sind fast alle modernen Mobiltelefone zumindest Dualband-Geräte. Triband-Handys funktionieren über D- und E-Netze hinaus auch auf einer Frequenz von 1.900 MHz und sind somit kompatibel für drei Frequenzbereiche: Damit können Nutzer in Amerika telefonieren. Quadband-Geräte unterstützen sogar alle vier GSM-Standards und funktionieren in allen Frequenzbereichen. Mit einem Quadband-Handy kann man per Roaming in den USA und in den meisten restlichen Ländern der Welt problemlos telefonieren.
Doch zurück zu den Mobilfunkstandards. Ein wirklich neuer Standard wurde erst 2004 mit dem Übertragungsverfahren UMTS – Universal Mobile Telecommunications System – etabliert. UMTS schuf die technischen Voraussetzungen für die schnelle Übermittlung großer Datenmengen mit bis zu 384 Kilobit/Sekunde. Damit ermöglichte diese Technik vielfältige multimediale Anwendungen wie das Abspielen und Verbreiten von Musik und Videos per Handy oder das Surfen im Internet mit Smartphone oder Tablet-PC auch unterwegs. Schon zwei Jahre später wurden dank Weiterentwicklungen des UMTS-Standards Bandbreiten von bis zu 42 Megabit/Sekunde erreicht. Man spricht daher auch von 3.5G.
Seit 2010 gibt es den Standard der vierten Generation (4G) – LTE, was für Long Term Evolution steht. Sie ist bei uns die aktuell schnellste Technologie auf dem Markt. Dieser Standard setzt auf der UMTS-Infrastruktur auf und wird meist mit einer Bandbreite bis zu 50 Megabit/Sekunde (im Download) angeboten. Durch eine Bündelung von Frequenzbändern kann sogar eine Geschwindigkeit von theoretisch bis zu 500 Megabit/Sekunde im Download erzielt werden. Hierbei spricht man auch von 4.5G oder LTE Advanced pro. Letzteres ist ein Zwischenschritt auf dem Weg zum neuesten Mobilfunkstandard 5G, der in den kommenden Jahren etabliert werden soll – vorrangig für die Industrie. Doch längst ist nicht überall flächendeckend LTE verfügbar. Gerade in ländlichen Regionen müssen sich viele Anwender noch immer mit 3G begnügen.
Die Lizenzen für den künftigen Mobilfunkstandard 5G sind im Frühjahr dieses Jahres versteigert worden. Der große Unterschied zum Vorgänger 4G ist, dass mit 5G beim mobilen Surfen noch höhere Übertragungsraten möglich sind, nämlich zehn- bis 100-mal schneller als LTE. Im besten Fall soll der zukünftige Mobilfunkstandard eine Bandbreite von bis zu 10 GBit/s haben. Kennzeichnend ist auch die besonders geringe Latenzzeit von weniger als einer Millisekunde. Das macht ihn für die Wirtschaft so interessant. Das Problem: 5G basiert auf einer hochfrequenten Strahlung. Hochfrequente Strahlung hat aber eine deutlich geringere Reichweite, was im Umkehrschluss eine deutlich höhere Anzahl an Sendemasten bedeutet als bei den Mobilfunkstandards vergangener Generationen. Das macht einen Ausbau kompliziert und teuer. Deshalb wird der Standard mittelfristig wohl auch nur in großen Ballungsräumen umgesetzt werden – oder in kleinen Einheiten wie Industriegebieten.