5G

5G (fünfte Generation [des Mobilfunks]) ist ein Mobilfunkstandard, der seit 2019 eingeführt wird.

Vorteile gegenüber den Vorgängerversionen sind schnellere Datenraten, geringere Latenzzeiten, Echtzeitübertragung und mehr gleichzeitig im Netz ansprechbare Geräte.

5G baut auf dem bestehenden Standard „Long Term Evolution“ (LTE) auf. Die Funkzellen müssen bei 5G engmaschiger ausgebaut werden als bei Vorgängertechniken. Die Standardisierungsorganisation 3GPP hat im Dezember 2018 mit Release 15 den ersten Standard veröffentlicht, der Funktionen von 5G beinhaltet. Weitere Funktionen wurden mit Release 16 im Juli 2020 sowie mit Release 17 im Juni 2022 festgelegt.

Eigenschaften

Im Vergleich zu LTE-Advanced gibt es bei der 5G-Technik folgende Eigenschaften:

• Datenraten bis zu 20 Gbit/s;
• Nutzung höherer Frequenzbereiche;
• erhöhte Frequenzkapazität und Datendurchsatz;
• Echtzeitübertragung, weltweit 100 Milliarden Mobilfunkgeräte gleichzeitig ansprechbar;
• Latenzzeiten von unter einer Millisekunde bis wenigen Millisekunden.

Anwendungen

Die 5G-Technik ist grundsätzlich auf drei verschiedene Anwendungsszenarien hin ausgerichtet.

• eMBB: Enhanced Mobile Broadband, also eine erweiterte mobile Breitbandverbindung, um Mobilgeräte mit möglichst hohen Datenraten zu versorgen. Heutige Hybrid-Access-Technik über LTE kann zudem in 5G ausgebaut werden, um die Breitbandversorgung auch für Festnetzanschlüsse in ländlichen Regionen zu verbessern.
• mMTC: Massive Machine Type Communication. Dieser Bereich betrifft hauptsächlich das „Internet der Dinge“ (IoT) und soll möglichst viele Verbindungen mit eher geringen Datenraten und niedrigem Energieverbrauch unterstützen.
• uRLLC: Ultra reliable low latency communications soll zuverlässige Verbindungen mit geringer Latenz ermöglichen, die beispielsweise für autonomes Fahren oder Industrie-Automation benötigt werden.

In der ersten Phase der 5G-Realisierung im Jahr 2019 wurde fast ausschließlich der Bereich eMBB ausgebaut.

Modulations- & Multiplexverfahren

Der Mobilfunk der 5. Generation verwendet OFDM mit zyklischem Präfix als Multiplexverfahren. Neben OFDM wird im Sendebetrieb der Mobilgeräte (Uplink) auch SC-FDMA (Single Carrier FDMA; teilweise auch als DFT-s-OFDM bezeichnet) eingesetzt, das aufgrund des niedrigeren PAPR größere Zellradien ermöglicht. Beide Multiplexverfahren werden u. a. auch im Vorgängerstandard LTE eingesetzt. Neu ist der Einsatz von OFDM auch im Uplink.

Die verwendeten Modulationen sind: QPSK (Quadraturphasenumtastung), 16QAM, 64QAM und 256QAM (Quadraturamplitudenmodulation). In Verbindung mit SC-FDMA kann im Uplink zudem auch mit π/2-BPSK moduliert werden.

Zum Schutz gegen Übertragungsfehler werden LDPC-Codes sowie in den Steuerungskanälen Polar-Codes verwendet. Die Coderate ist dabei variabel und kann diskrete Werte zwischen 3 % und 93 % annehmen.

Die tatsächlich verwendete Kombination aus Modulationsschema und Coderate hängt von der Qualität des Übertragungskanals ab und wird dabei stets so gewählt, dass die gewünschte Blockfehlerrate (BLER) erreicht wird (meist 10 %; bei kritischen Anwendungen ist der Wert geringer). Kann ein Block beim Empfänger nicht fehlerfrei dekodiert werden, sorgt das HARQ-Verfahren (Hybrid Automated Repeat Request) für eine erneute Übertragung. Im besten Fall benötigt HARQ hierfür 0,25 ms.

Latenzen

Bei 5G wird oft von sehr kurzen Latenzzeiten unter 1 ms gesprochen. Dabei ist allerdings zu beachten, dass sich die gesamte Latenz aus mehreren Anteilen zusammensetzt:

• Die Luftschnittstelle, also die Verbindung vom Mobilgerät zur Basisstation. Die Latenz der Luftschnittstelle lässt sich bei 5G unter Laborbedingungen tatsächlich unter 1 ms realisieren.
• Die Latenz der hinter der Basisstation liegenden Datenverarbeitung hin zum Telekommunikationsnetz.
• Latenz zum Internet: Greift der Nutzer auf Anwendungen und Daten im Internet zu, kommt noch die Latenz der beteiligten Server hinzu (die völlig unabhängig vom 5G-Standard ist).

Die realen Ende-zu-Ende-Latenzen, die der US-Mobilfunkanbieter Verizon in Chicago im März 2019 erreicht, liegen im Bereich von 30 ms.

Frequenzbereiche

Das Frequenzspektrum bei 5G wird in zwei Bereiche unterteilt, die FR1 und FR2 (von engl. Frequency Range) genannt werden. FR1 umfasst im Wesentlichen die Frequenzen zwischen 600 MHz und 6 GHz. In diesem Frequenzbereich werden sowohl FDD (Frequency Division Duplexing) als auch TDD (Time Division Duplexing) verwendet. Der Frequenzbereich FR2 beginnt oberhalb von 24 GHz und arbeitet im Millimeterwellenbereich. Bis Mai 2019 waren Frequenzen bis 40 GHz für 5G freigegeben, eine Erweiterung bis 60 oder 80 GHz ist jedoch in Zukunft prinzipiell möglich und geplant. Mit einer breiten Nutzung im öffentlichen Mobilfunk ist erst in einigen Jahren zu rechnen. Elektromagnetische Wellen im Millimeterwellenbereich sind zwar hilfreich, um große Datenmengen zu übertragen, die Reichweite nimmt aber bei höheren Frequenzen immer mehr ab. Auch können Funkwellen bei z. B. 28 GHz einfache Hindernisse wie Wände oder Bäume nicht durchdringen.

Elektromagnetische Wellen lassen sich jedoch gezielt durch Phased-Array-Antennen formen und auf ein Ziel ausrichten. Bei 5G kommt diese Technik bei Millimeterwellen zum Einsatz, um einzelne mobile Empfangsgeräte bei Bedarf gezielt mit hohen Datenraten zu versorgen.

Die 5G-Spezifikation sieht bis zu 256 Einzelantennen vor, die für sogenanntes massives MIMO verschaltet werden können.

Bei 5G kommt auch die so genannte Carrier Aggregation (CA) massiv zum Einsatz, wobei bis zu 16 Carrier kombiniert werden können, um den Datendurchsatz weiter zu erhöhen.

Frequenzbereich FR1

3GPP 38.104 (Rel 18 März 2023)

Tabelle der Frequenzbänder

Band	Name	Modus	Downlink [MHz]	Bandbreite [MHz]	Uplink [MHz]	Region
			Unten		Mitte		Oben	Unten	Mitte	Oben
n1	2100	FDD	2110	2140	2170	60	1920	1950	1980	Global
n2	1900 PCS	FDD	1930	1960	1990	60	1850	1880	1910	Nordamerika
n3	1800	FDD	1805	1842,5	1880	75	1710	1747,5	1785	Global
n5	850	FDD	869	881,5	894	25	824	836,5	849	Global
n7	2600	FDD	2620	2655	2690	70	2500	2535	2570	EMEA
n8	900	FDD	925	942,5	960	35	880	897,5	915	Global
n12	700 a	FDD	729	737,5	746	17	699	707,5	716	Nordamerika
n13	700 c	FDD	746	751	756	10	777	782	787	Nordamerika
n14	700 PS	FDD	758	763	768	10	788	793	798	Nordamerika
n18	800 Lower	FDD	860	867,5	875	15	815	822,5	830	Japan
n20	800	FDD	791	806	821	30	832	847	862	EMEA
n24	1600 L	FDD	1525	1542	1559	34	1626,5	1643,5	1660,5	Nordamerika
n25	1900+	FDD	1930	1962,5	1995	65	1850	1882,5	1915	Nordamerika
n26	700 APT	FDD	859	876,5	894	35	814	831,5	849	Nordamerika
n28	700 APT	FDD	758	780,5	803	45	703	725,5	748	APAC, EU
n29	700 d	SDL	717	722,5	728	11	Nordamerika
n30	2300 WCS	FDD	2350	2355	2360	10	2305	2310	2315	Nordamerika
n34	TD 2000	TDD	2010	2017,5	2025	14	EMEA
n38	TD 2600	TDD	2570	2595	2620	50	EMEA
n39	TD 1900+	TDD	1880	1900	1920	40	China
n40	TD 2300	TDD	2300	2350	2400	100	China
n41	TD 2600+	TDD	2496	2593	2690	194	Global
n46	TD unlicensed	TDD	5150	5537,5	5925	775	Global
n47	V2X	TDD	5855	5890	5925	70	Global
n48	TD 3600	TDD	3550	3625	3700	150	Global
n50	TD 1500+	TDD	1432	1474,5	1517	85
n51	TD 1500-	TDD	1427	1429,5	1432	5
n53	TD 2500	TDD	2483,5	2489,3	2495	11,5
n54	TD 1700	TDD	1670	1672,5	1675	5
n65	2100+	FDD	2110	2155	2200	90	1920	1965	2010	Global
n66	AWS-3	FDD	2110	2155	2200	90/70	1710	1745	1780	Nordamerika
n67	700 EU	SDL	738	748	758	20	EMEA
n70	AWS-4	FDD	1995	2007,5	2020	25/15	1695	1702,5	1710	Nordamerika
n71	600	FDD	617	634,5	652	35	663	680,5	698	Nordamerika
n74	L-Band	FDD	1475	1496,5	1518	43	1427	1448,5	1470	EMEA
n75	DL 1500+	SDL	1432	1474,5	1517	85	Nordamerika
n76	DL 1500-	SDL	1427	1429,5	1432	5	Nordamerika
n77	TD 3700	TDD	3300	3750	4200	900
n78	TD 3500	TDD	3300	3550	3800	500
n79	TD 4500	TDD	4400	4700	5000	600
n80	UL 1800	SUL	75	1710	1747,5	1785
n81	UL 900	SUL	35	880	897,5	915
n82	UL 800	SUL	30	832	847	862
n83	UL 700	SUL	45	703	725,5	748
n84	UL 2100	SUL	60	1920	1950	1980
n85	700 a+	FDD	728	737	746	18	698	707	716	Nordamerika
n86	UL AWS	SUL	70	1710	1745	1780
n89	UL 850	SUL	25	824	836,5	849
n90	TD 2600+	TDD	2496	2593	2690	194	Global
n91	FD 1500-	FDD	1427	1429,5	1432	5 / 30	832	847	862	Nordamerika
n92	FD 1500+	FDD	1432	1474,5	1517	85 / 30	832	847	862	Nordamerika
n93	FD 1500-	FDD	1427	1429,5	1432	5 / 35	880	897,5	915	Nordamerika
n94	FD 1500+	FDD	1432	1474,5	1517	85 / 35	880	897,5	915	Nordamerika
n95	UL n34	SUL	15	2010	2017,5	2025	China
n96	6 GHz	TDD	5925	6525	7125	1200	Nordamerika
n97	UL n40	SUL	100	2300	2350	2400	APAC
n98	UL n39	SUL	40	1880	1900	1920	China
n99	UL n24	SUL	34	1626,5	1643,5	1660,5	Nordamerika
n100	RMR 900	FDD	919,4	922,2	925	5,6	874,4	877,2	880
n101	RMR 1900	TDD	1900	1905	1910	10
n102	Lower 6 GHz	TDD	5925	6175	6425	500
n104	7 GHz	TDD	6425	6775	7125	700
n105	APT 600	FDD	612	632	652	40	663	683	703

SDL = Supplementary Downlink

SUL = Supplementary Uplink

Frequenzbereich FR2-1

3GPP 38.104 (Rel 18 März 2023)

Band	Name	Modus	Downlink (MHz)	Bandbreite (MHz)	Uplink (MHz)	Region
			unten		Mitte		oben	unten	Mitte	oben
n257	28 GHz	TDD	26500	28000	29500	3000	weltweit
n258	26 GHz		24250	25875	27500	3250
n259	41 GHz		39500	41500	43500	4000
n260	39 GHz		37000	38500	40000	3000
n261	28 GHz US		27500	27925	28350	0850	Nordamerika
n262	48 GHz		47200	47700	48200	1000

Frequenzbereich FR2-2

3GPP 38.104 (Rel 18 März 2023)

Band	Name	Modus	Downlink (MHz)	Bandbreite (MHz)	Uplink (MHz)	Region
			unten		Mitte		oben	unten	Mitte	oben
n263	Unlicensed	TDD	57095	63999,8	70904,6	13809,6	weltweit

Kritikpunkte

Energieverbrauch

Der theoretische Energieverbrauch pro übertragenem Bit soll bei 5G zwar im Idealfall nur ein 1/100 dessen sein, was bei 4G (LTE) verbraucht wird, in der Studie Green Cloud-Computing (2020) wird das Verhältnis 1/3 angegeben: „Die derzeit verbreiteten 4G-Netze (LTE) brauchen rund 3-mal so viel Energie wie die 5G-Technik“. In der Studie wird auch berichtet, dass für Streamingdienste 5G einen um den Faktor 2,5 höheren Verbrauch hat als das Glasfasernetz (FTTH – „fibre to the home“).

Da jedoch ein starker Anstieg der Datenraten erwartet wird, könnte der Energieverbrauch insgesamt deutlich steigen (vgl. Rebound-Effekt). Erste Erfahrungsberichte weisen darauf hin, dass sich Mobiltelefone bei Nutzung von FR2 stark erwärmen und viel Energie benötigen.

Da die Reichweite der 5G-Basisstationen in FR2 gering ist, werden sehr viel mehr Basisstationen gebraucht als bei 4G. In Folge könnte der Energieverbrauch des Gesamtsystems steigen. Eine Abschätzung von Huawei ergab beinahe eine Verdoppelung des Energieverbrauchs.

Laut einer Studie für den Stromversorger E.ON werde durch den 5G-Standard der Energiebedarf von Rechenzentren allein in Deutschland bis ins Jahr 2025 um 3,8 Milliarden Kilowattstunden steigen. Das entspräche ca. 0,8 % der deutschen Gesamtstromproduktion.

Auch der erwartete Anstieg von Video-on-Demand-Nutzung könnte den Energieverbrauch ansteigen lassen, dies kommt auf das Konsumverhalten der Nutzer an.

Erforderlicher Netzausbau

Wie schon unter Energieverbrauch beschrieben, ist die Reichweite der 5G-Basisstationen in FR2 gering, weswegen sehr viel mehr Basisstationen benötigt werden als bei 4G. Im Mai 2020 war jeder zweite Bundesbürger gegen den Netzausbau durch weitere Basisstationen.

Seit Juli 2021 wurden UMTS-Basisstationen auf 4G/5G umgerüstet. Die letzten 3G-Netze in Deutschland wurden zum Jahresende 2021 abgeschaltet.

Sicherheit

Ein Bericht der Regierung des Vereinigten Königreiches hat dem chinesischen Anbieter von 5G-Technik Huawei nur ein beschränktes Sicherheitsniveau attestiert, sodass dessen Produkte nicht für kritische Infrastrukturen eingesetzt werden dürfen. Diese Bedenken wurden zu Beginn des Jahres 2019 allerdings nach einem Audit durch das GCHQ ausgeräumt. Die Europäische Kommission legte eine Risikobewertung von 5G-Netzen in Europa vor, in der sie vor allem vor Angriffen aus „Nicht-EU-Staaten oder von staatlich unterstützten Organisationen“ warnte. Viele Staaten haben inzwischen chinesische Hersteller von der Installation von Geräten an kritischen Stellen der Infrastruktur ausgeschlossen.

Diskussion um mögliche Gesundheitsrisiken

Gesundheitliche Risiken für Menschen und Tiere durch 5G werden von Kritikern als unzureichend erforscht angesehen. Dabei wird häufig auf umstrittene Effekte wie „Elektrosensibilität“ Bezug genommen. Über die gesundheitlichen Auswirkungen von 5G bestehen in sozialen Medien viele Falschmeldungen und Verschwörungstheorien. Belegt ist lediglich unter bestimmten Umständen (z. B. in unmittelbarer Nähe) eine Erwärmung von Gewebe durch die elektromagnetische Strahlung. Experten halten dies jedoch für nicht gesundheitsschädlich. Die Internationale Kommission für den Schutz vor nichtionisierender Strahlung, das Bundesamt für Strahlenschutz, die Strahlenschutzkommission sowie andere internationale Expertengremien gelangen daher zu der Einschätzung, dass die 5G-Technik bei Einhaltung von Grenzwerten unbedenklich sei.

Der Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland forderte im März 2019 dennoch, dass vor dem Ausbau der Mobilfunknetze zu 5G die gesundheitlichen Auswirkungen weiter erforscht werden. Wegen Bedenken, ob die Grenzwerte zum Strahlenschutz mit einem geplanten 5G-Netz eingehalten werden, wurde in Brüssel ein Pilotprojekt gestoppt. In der Schweiz haben die Parlamente in den Kantonen Genf und Waadt ihre Regierungen aufgefordert, ein Moratorium für die Installation von 5G-Antennen auf Kantonsgebiet zu erlassen beziehungsweise zu prüfen. Ein Briefing des European Parliamentary Research Service kam im März 2020 zu dem Schluss, dass die vorliegende Studienlage nicht ausreiche, um zu einem abschließenden Ergebnis zu kommen. Bei wissenschaftlichen Studien besteht grundsätzlich das Problem, dass für epidemiologische Studien in der Regel eine unbelastete Kontrollgruppe fehlt, da fast die gesamte Bevölkerung hochfrequenten elektromagnetischen Feldern, zum Beispiel durch WLAN-Nutzung, ausgesetzt ist. Systematische Messungen an ausgewählten 5G-Standorten in Nordrhein-Westfalen ergaben, dass auch bei maximal möglicher Anlagenauslastung die Grenzwerte der 26. BImSchV sicher eingehalten werden.

Tatsächlich geht zudem die höchste Strahlenbelastung für Mobilfunknutzer im Normalfall nicht von den Sendemasten, sondern von den genutzten Mobilfunkgeräten selbst aus. Je mehr (nähere) Basisstationen es gibt, desto weniger stark muss das Endgerät strahlen, um diese zu erreichen. Weil für 5G zwangsläufig mehr Masten notwendig sind, könnte dadurch die individuelle Strahlenbelastung sogar sinken.

Falschinformationen um COVID-19

→ Hauptartikel: Falschinformationen zur COVID-19-Pandemie#Gerüchte um 5G-Strahlung

Während der COVID-19-Pandemie 2020 verbreiteten sich Falschinformationen, dass es einen Zusammenhang zwischen der Pandemie und 5G gäbe. Im Zuge dessen wurden zahlreiche Brandanschläge auf 5G-Sendemasten in mehreren europäischen Ländern durchgeführt, unter anderem in Großbritannien, den Niederlanden, Irland und Zypern. Die Brandstifter zielten dabei nicht ausschließlich auf die 5G-Technologie, sondern auch auf noch nicht aufgerüstete Mobilfunkmasten. Ebenfalls wurden Übergriffe auf Techniker von Vodafone UK gemeldet. Unabhängig von der COVID-19-Pandemie wurde auch in der Schweiz eine Zunahme der Brandanschläge auf 5G-Sendemasten verzeichnet.

Ausblick

Seit 2017 wird am Nachfolgestandard 6G geforscht. Das 6G-Netz soll etwa ab 2030 in Deutschland in Betrieb gehen.

5G-Einführung und Ausbau verschiedener Länder

Australien und Neuseeland

Der neuseeländische Nachrichtendienst Government Communications Security Bureau (GCSB) untersagt dem Telekommunikationsanbieter Spark New Zealand, für den Aufbau des neuen Mobilfunkstandards 5G Ausrüstung des chinesischen Netzwerkkonzerns Huawei einzusetzen. Der GCSB sieht ein signifikantes Netzwerksicherheitsrisiko mit der Möglichkeit der Spionage. Australien untersagte Huawei den Einsatz bereits im Sommer 2018.

Belgien

Die belgische Tochter des französischen Telekomkonzerns Orange und ihr Konkurrent Proximus haben für die Erneuerung ihres existierenden Telekomnetzes und den Ausbau des 5G-Netzes das finnische Unternehmen Nokia verpflichtet. Belgien ist Sitz des NATO-Hauptquartiers, wichtiger EU-Organe und weiterer NATO-Organe wie SHAPE (Oberstes Hauptquartier der Alliierten Streitkräfte in Europa). Die US-Regierung hat Huawei und ZTE vorgeworfen, dem chinesischen Staat als Vehikel für Spionage zu dienen. Sie drängt die übrigen NATO-Mitglieder deshalb, Huawei als 5G-Lieferant auszuschließen.

Deutschland

Übergabe der Zuschlagsurkunden nach der deutschen 5G-Versteigerung am 13. Juni 2019 in Mainz bei der Bundesnetzagentur

Im Jahr 2019 fand in der Bundesrepublik Deutschland eine Versteigerung der Lizenzen statt.

Vodafone-Standort mit 5G-Antenne (roter Kasten)

In Deutschland ist die Bundesnetzagentur für die Vergabe der Mobilfunkfrequenzen verantwortlich. Am 19. März 2019 begann die Versteigerung der Frequenzen in den Bereichen 2 GHz und 3,4 GHz bis 3,7 GHz am Standort der Bundesnetzagentur in Mainz. Zur Auktion wurden die Unternehmen Drillisch Netz AG (1&1 Drillisch), Telefónica Germany GmbH & Co. OHG (O₂), Telekom Deutschland GmbH und die Vodafone GmbH zugelassen. Die Summe der Höchstgebote überstieg am 24. Mai 2019 die Marke von sechs Milliarden Euro.

Die Vergabe der Frequenzen für den 5G-Mobilfunk im Jahr 2019 ist teurer als die vergangenen beiden Frequenzauktionen in Deutschland. 2010 hatten die Mobilfunkunternehmen 4,4 Milliarden Euro für die Frequenzen bezahlt. 2015 waren es rund fünf Milliarden Euro. Die Vergabe der UMTS-Frequenzen im Jahr 2000 war jedoch noch wesentlich teurer. Damals hatten die Firmen 50,8 Milliarden Euro bezahlt.

Die Behörde hat im November 2018 die Vergabebedingungen für die Frequenzauktion im 3,6-GHz-Band festgelegt. Diese sehen vor, dass die Frequenzen im Rahmen einer Auktion vergeben werden und die Vergabe an Versorgungsauflagen geknüpft wird. Demnach sollen Autobahnen und die wichtigsten Bundesstraßen bis Ende 2022 und alle übrigen Bundesstraßen bis Ende 2024 mit einer Datengeschwindigkeit von 100 Megabit pro Sekunde versorgt werden. Darüber hinaus muss jeder bei der Auktion erfolgreiche Netzbetreiber 1000 5G-Basisstationen ausbauen. Den ersten Sendemast nahm Vodafone Anfang November 2018 auf einem über 400.000 Quadratmeter großen Testgelände bei Aldenhoven in der Nähe von Aachen in Betrieb.

Die Bundesnetzagentur hat zudem vorgesehen, dass 100 MHz im Frequenzbereich von 3,7 bis 3,8 GHz für lokale Anwendungen, insbesondere im Bereich Industrie 4.0, reserviert werden. Diese Frequenzen werden nicht versteigert, sondern können seit November 2019 gegen eine Gebühr vom jeweiligen Eigentümer oder Nutzer des Grundstücks für eine lokale Nutzung beantragt werden. Eines der größten privaten Netze in diesem Spektrum ist der 5G-Industry Campus Europe, der im Mai 2020 in Betrieb gegangen ist, und in dem Anwendungen von 5G in der Produktion erprobt werden.

Die Deutsche Telekom kündigte an, bis zum Jahr 2025 mindestens 99 Prozent der Bevölkerung und 90 Prozent der Fläche Deutschlands mit 5G versorgen zu wollen. Dazu will sie jedes Jahr an mehr als 2.000 Standorten Mobilfunkanlagen bauen. Am 17. Juli 2019 startete Vodafone als erster Anbieter in Deutschland mit einem für Privatkunden offenen, kommerziellen 5G-Netz. Im Oktober 2022 wurden rund 79 % der Fläche des Bundesgebiets mit 5G versorgt.

Zu Anfang des Jahres 2020 veröffentlichte die Bundesnetzagentur einen Entwurf für die zukünftigen Rahmenbedingungen für 5G Anwendungen im 26-GHz-Band, welcher bis Mitte Februar 2020 kommentiert werden konnte. Im April 2020 wurden die insgesamt 37 eingegangenen Stellungnahmen zu dem Entwurf auf der Website der Bundesnetzagentur veröffentlicht. Laut der Ookla 5G Map hat Deutschland das flächendeckendste 5G-Netz der Welt (Stand Mai 2021).

Mit dem im Mai 2021 verabschiedeten IT-Sicherheitsgesetz 2.0 werden die Rahmenbedingungen für den Einsatz sog. „kritischer Komponenten“ vertrauenswürdiger Hersteller beim 5G-Netzausbau gesetzt.

Österreich

Ende März 2019 wurde in Österreich das erste kommerzielle 5G-Netz in den ersten fünf Gemeinden in Echtbetrieb genommen. Politisch wurde mit der neuen Technologie besonders der ländliche Raum adressiert. In der Gemeinde Hohenau an der March wurden die ersten 200 Router vom Anbieter Magenta Telekom ausgegeben. 5G von Magenta war per Jahresende 2021 an 1.900 Standorten in ganz Österreich aktiviert. Das entspricht einer Versorgung von rund der Hälfte aller Haushalte und Betriebe. Im Januar 2020 hatte A1 den Betrieb des 5G-Netzes aufgenommen, im Jahr 2023 beträgt die Netzabdeckung bereits 80 % der Bevölkerung.

Der aktuelle Ausbau und die im 5G-Netz an einem Standort erreichbaren Geschwindigkeiten werden von allen Betreibern veröffentlicht. Die gesammelten Informationen werden auch von der österreichischen Telekommunikationsbehörde RTR veröffentlicht.

Bis 2025 soll in Österreich 5G flächendeckend zur Verfügung stehen. Um dieses Ziel zu erreichen, werden 5G Basisstationen oft auf schon vorhandenen Sendemasten montiert.

Der 5G-Ausbau bzw. der Betrieb wird in Österreich hauptsächlich von drei großen Anbietern übernommen. Diese drei Anbieter sind A1 Telekom Austria, Magenta Telekom und Hutchison Drei Austria.

• A1: Laut aktuellem Stand von A1 können derzeit rund 80 % der Österreicher mit 5G versorgt werden. Möglich machen dies die 4630 5G-Standorte, welche A1 österreichweit betreibt. Auch ist A1 darin bestrebt, ein 5G-SA-Netz weiter auszubauen.
• Magenta: Magenta betreibt rund 2150 5G-Standorte in Österreich, was gleichbedeutend mit der Versorgung von ca. 55 % aller österreichischen Haushalte und Betriebe ist. Mit Ende 2023 möchte Magenta zwei Drittel versorgen.
• Drei: Drei nutzt bereits die 5G-SA-Technologie. Hier liegt der Fokus auf den Städten. Drei ist bestrebt, den 5G-Ausbau in den Städten voranzutreiben, da dort besonders viele Menschen erreicht werden können.

Schweden

Die schwedische Telekommunikationsbehörde PTS hat am 20. Oktober 2020 mitgeteilt, dass Huawei und ZTE beim Ausbau des 5G-Mobilnetzes in Schweden ausgeschlossen werden. Bereits installierte Technik der beiden Hersteller müsse bis Januar 2025 entfernt werden.

Schweiz

Im Schweizer Mobilfunkmarkt lässt die Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) den Betrieb von 5G-Antennen nur mit geringer Reichweite zu. Der Ständerat stellte sich am 5. März 2018 nach einer bereits 15 Monate zuvor getroffenen ablehnenden Entscheidung erneut gegen die Erhöhung der bestehenden Grenzwerte. Im Februar 2019 wurde bekannt, dass das Bundesamt für Umwelt eine Revision der Verordnung vorbereite, über welche der Bundesrat und das Parlament zu entscheiden haben. Am 17. April hat der Bundesrat die NISV im Sinne der Telekomindustrie angepasst. Die Mobilfunkanbieter Swisscom (mit Ericsson) und Sunrise (mit Huawei) bauen ihre 5G-Infrastruktur aus. Beide wollen ab 2020 ein flächendeckendes 5G-Netz bereitstellen. Auch Salt (mit Nokia) will 5G noch 2019 in Betrieb nehmen. Ende 2021 versorgte Swisscom 98 % der Bevölkerung mit 5G, bei Sunrise waren es 96 %.

2019 wurde im Bundesblatt die Volksinitiative «Für einen gesundheitsverträglichen und stromsparenden Mobilfunk» veröffentlicht, wonach 5G-Feldstärken deutlich eingeschränkt werden sollten. Die für eine Volksabstimmung erforderlichen 100'000 Unterschriften wurden bis zur Sammelfrist am 28. Juni 2021 aber nicht eingereicht.

Am 15. Oktober 2019 wurde beim Bundesamt für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK eine Petition eingereicht, die ein Moratorium für die Entwicklung der 5G-Technologie fordert. Insgesamt sammelte die Privatperson Notburga Klett fast 40'000 Unterschriften. Laut Klett verstoße der Bund mit der Einführung von 5G gegen seine Pflicht zum Schutz von Gesundheit und Umwelt. Am 27. Februar 2020 hat der Kanton Genf ein dreijähriges Moratorium für die Mobilfunkgenerationen 4G+ und 5G beschlossen. Dieses Moratorium wurde in der Folge jedoch gerichtlich aufgehoben. Die Schweizerische Arbeitsgemeinschaft für die Berggebiete (SAB) fordert einen raschen Ausbau auf 5G. Gegner von 5G sehen in der vom Bund geschaffenen Vollzugshilfe eine versteckte Grenzwerterhöhung.

Insgesamt sind drei Standesinitiativen aus den Kantonen Genf, Neuenburg und dem Jura eingegangen, welche alle ein schweizweites Moratorium für 5G forderten. Im Dezember 2021 lehnte der Ständerat ein solches Moratorium ab.

Spanien

Im Juni 2019 kündigte Vodafone-Präsident Antonio Coimbra an, in Spanien ein 5G-Netz in zunächst 15 Städten in Betrieb zu nehmen. Bis 2021 sei eine komplette Abdeckung mindestens dieser Städte geplant und 2025 solle das 5G-Netz spanienweit zur Verfügung stehen.

Südkorea

Als weltweit erstes Land nahm Südkorea am 3. April 2019 ein flächendeckendes 5G-Netz in Betrieb. Die Inbetriebnahme erfolgte zwei Tage früher als geplant, womit Südkorea dem US-amerikanischen Mobilfunkanbieter Verizon und dessen Einführung von 5G in den Städten Chicago und Minneapolis um zwei Stunden zuvorkam. Im August 2019 gab der Netzbetreiber SK Telecom bekannt, als erster Mobilfunkkonzern der Welt bereits mehr als eine Million Kunden mit 5G-Tarifen zu haben. Insgesamt hat das Unternehmen nach eigenen Angaben 28 Millionen Kunden in Südkorea.

Vereinigte Staaten von Amerika

In den USA wurde die politische Diskussion um 5G im Jahr 2019 stark beeinflusst von den durch Präsident Trump verfügten Sanktionen gegen das chinesische Unternehmen Huawei, das hinsichtlich der Entwicklung und Markteinführung der 5G-Technik weltweit führend war. Außerdem befürworteten Präsident Trump und Vertreter der Industrie andere Konzepte für den Netzaufbau und Einsatz von 5G als einige prominente Mitglieder der Republikanischen Partei: Während erstere dazu neigten, dies großen Unternehmen wie AT&T und Verizon zu überlassen, befürworteten etwa Newt Gingrich und Karl Rove den Einsatz kleinerer Unternehmen, dies dann auch mit Nutzung freier Kapazitäten staatlicher militärischer Technik.

Europäische Union

Die Europäische Kommission hat Forschungen und Innovationen im Zusammenhang mit 5G gefördert (siehe EU-Programm Horizont 2020).

Herausforderungen

Im Weiteren werden ein paar Herausforderungen aufgelistet bzw. beschrieben, welche Unternehmen beachten sollten:

• Netzkomplexität: 5G-Netze sind komplexer als frühere Generationen von Mobilfunknetzen, mit mehr Komponenten und mehr Abhängigkeiten. Unternehmen müssen in neue Infrastrukturen und Technologien investieren, um 5G-Netze zu unterstützen, wie z. B. kleine Zellen und Netzwerk-Slicing.
• Kapazitätsplanung: 5G-Netze werden eine deutlich höhere Kapazität haben als 4G-Netze, weshalb die Unternehmen ihre Infrastrukturkapazität effektiv planen und verwalten müssen. Dies wird besonders für Branchen wichtig sein, die auf Echtzeitdaten angewiesen sind, wie das Gesundheitswesen und die Logistik.
• Sicherheit: 5G-Netze werden für neue Arten von Cyber-Bedrohungen anfällig sein, z. B. für Angriffe auf die Netzscheibenisolierung, die zum Diebstahl sensibler Daten oder zur Unterbrechung wichtiger Dienste führen könnten. Die Unternehmen müssen robuste Sicherheitsmaßnahmen einführen, um ihre 5G-Infrastruktur vor diesen Bedrohungen zu schützen.
• Kosten: Die Infrastruktur ist teuer und die Unternehmen müssen ihre Investitionen in die 5G-Infrastruktur mit anderen Geschäftsbereichen wie Innovation und Rentabilität abwägen. Die Unternehmen müssen auch die Kosten für die Aufrüstung ihrer bestehenden Infrastruktur zur Unterstützung von 5G berücksichtigen.
• Integration: Die Unternehmen müssen sicherstellen, dass ihre bestehende Infrastruktur mit den 5G-Netzen kompatibel ist, was erhebliche Investitionen in neue Hardware- und Softwarelösungen erfordern kann. Dies wird vor allem für Unternehmen eine Herausforderung sein, die eine Vielzahl von Software- und Hardwarelösungen verschiedener Anbieter nutzen.
• Personal: 5G-Netzwerke erfordern qualifizierte IT-Fachleute mit Fachkenntnissen in Bereichen wie Netzwerken, softwaredefinierten Netzwerken und Network Slicing. Die Unternehmen müssen qualifizierte IT-Fachleute anwerben und halten, um ein effektives Infrastrukturmanagement zu gewährleisten.
• Einhaltung von Vorschriften: Unternehmen müssen bei ihrer 5G-Infrastruktur verschiedene Vorschriften und Standards einhalten, insbesondere in Branchen wie dem Gesundheitswesen und dem Finanzsektor. Die Einhaltung von Vorschriften kann eine Herausforderung sein zumal sich die Vorschriften ständig ändern.

Um diese Herausforderungen zu meistern, müssen Unternehmen einen strategischen Ansatz für das 5G-Infrastrukturmanagement verfolgen wie zum Beispiel: eine umfassende Planung, Integration der bisherigen Infrastruktur in die 5G-Technologie (Kompatibilitätsprobleme müssen beachtet werden), Sicherheitsmaßnahmen. Auch müssen die neuesten Vorschriften regelmäßig überprüft werden und diese müssen bei Bedarf auch umgesetzt werden.

5G und Glasfaser

Glasfaser und 5G sind zwei Technologien, die die Art und Weise, wie wir kommunizieren und auf Informationen zugreifen, verändern werden. Während es die Glasfasertechnik schon seit einiger Zeit gibt und sie bereits einen erheblichen Einfluss auf das Breitbandinternet hat und aber dennoch noch in der Ausbauphase steckt, steht 5G noch am Anfang und muss sein volles Potenzial erst noch erreichen.

Der Glasfaserausbau bietet einige Vorteile für die Bereitstellung von 5G:

• Schnellere Bereitstellung: Glasfaserkabel können schneller verlegt werden als herkömmliche Kupferkabel, was bedeutet, dass sie zur Unterstützung von 5G-Netzen schneller bereitgestellt werden können.
• Bandbreite: Glasfaserkabel bieten eine höhere Bandbreite als Kupferkabel, was bedeutet, dass sie mehr Datenverkehr unterstützen können, einschließlich der riesigen Datenmengen, die 5G-Netzwerke erzeugen werden.
• Geringere Latenzzeit: Glasfaserkabel haben eine viel geringere Latenz als Kupferkabel, dies bedeutet, dass sie Daten schneller übertragen können, und das führt zu einer schnelleren Konnektivität für 5G-Netzwerke.
• Zuverlässigkeit: Glasfaserkabel sind weniger anfällig für elektromagnetische Störungen und Signalverschlechterungen als Kupferkabel, dies bedeutet, dass sie verlässlicher arbeiten können.
• Zukunftssicher: Glasfaserkabel haben das Potenzial zukünftige Technologien über 5G hinaus zu unterstützen, also sie sind eine langfristige Lösung für die Netzwerkinfrastruktur.

Trotz der Vorteile gibt es auch einige Herausforderungen, die mit dem Glasfaserausbau für die Bereitstellung von 5G verbunden sind. Die Kosten für Glasfaserkabel und deren Infrastruktur sind hoch und es sind erhebliche Investitionen notwendig. Auch kann ein Glasfaserkabel nicht einfach so verlegt werden ohne die Rechte dafür.

Bei Fiber-to-the-Antenna (FTTA) werden Glasfaserkabeln direkt zum Zellenstandort gelegt, was dazu beitragen kann, die Kosten und die Komplexität der 5G-Einführung zu reduzieren. Kleine Zellen sind Basisstationen mit geringer Leistung, die in dichten städtischen Gebieten zur Unterstützung der 5G-Konnektivität eingesetzt werden können. Durch die Verwendung von Glasfaserkabel können diese Zellen mit dem Netz verbunden werden und es kann auch eine schnelle und zuverlässige Konnektivität gewährleisten werden.

Weblinks

• 5G und Strahlung – Informationen der Eidgenössischen Kommunikationskommission (ComCom)
• Ernsthaft, das muss erst laden? - Bericht zu 5G von Lisa Hegemann bei Zeit Online
• Standorte von Sendeanlagen in der Schweiz, Übersichtskarte aller Anlagen.
• Mit offenen Karten: 5G-Technologie: Ein neuer kalter Krieg? in der Arte-Mediathek (13 Min.), abrufbar bis 14. April 2028

Einzelnachweise

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7. Richard Gehrig: Entwicklung mobiler Standard 5G. Swisscom Magazin, 6. April 2018, abgerufen am 19. November 2019. 
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78. Andres Büchi: «Nicht zulässig»: 5G-Rechtsgutachten kritisiert Bundesrat. In: beobachter.ch. 11. Juli 2019, abgerufen am 3. August 2019. 
79. 5G: Auswirkungen, Bedeutung, Fakten – 33 Antworten zum 5G-Netz. In: handelszeitung.ch. 24. Mai 2019, abgerufen am 27. Mai 2019. 
80. Huawei ist in der Schweiz im 5G-Himmel mit «Fitbits» für Kühe. In: cash.ch. 8. März 2020, abgerufen am 8. März 2020. 
81. Jürg Müller: Swisscom will ein 5G-Netz bis 2020 aufbauen. Dafür muss aber die Politik mitspielen. In: Neue Zürcher Zeitung. 23. Februar 2018, ISSN 0376-6829 (nzz.ch [abgerufen am 9. Dezember 2018]). 
82. Jon Mettler: So sehen die 5G-Pläne von Sunrise aus. In: Tages-Anzeiger. 3. Juli 2018, ISSN 1422-9994 (tagesanzeiger.ch [abgerufen am 9. Dezember 2018]). 
83. Andreas Kohli: Kritik am schnellen Mobilfunk – 5G: Schweiz führend – trotz wachsenden Widerständen. In: srf.ch. 1. Mai 2019, abgerufen am 1. Mai 2019. 
84. Mobilfunkabdeckung. Mobilfunkabdeckung in der Schweiz. In: comcom.admin.ch. Eidgenössische Kommunikationskommission (ComCom), abgerufen am 21. Januar 2023. 
85. Eidgenössische Volksinitiative «Für einen gesundheitsverträglichen und stromsparenden Mobilfunk» - Vorprüfung
86. Eidgenössische Volksinitiative «Für einen gesundheitsverträglichen und stromsparenden Mobilfunk» - Fristablauf
87. Mit 40'000 Unterschriften - Petition für 5G-Moratorium eingereicht. 18. Oktober 2019, abgerufen am 12. November 2019. 
88. Genf beschliesst 5G-Moratorium. In: schweizerbauer.ch. 28. Februar 2020, abgerufen am 28. Februar 2020. 
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90. Rascher Ausbau der 5G-Mobilfunknetze liegt im Interesse der Berggebiete. (Nicht mehr online verfügbar.) In: sab.ch. 24. April 2020, ehemals im Original; abgerufen am 28. April 2020.@1@2Vorlage:Toter Link/www.sab.ch (Seite nicht mehr abrufbar. Suche in Webarchiven.) 
91. Fabian von Allmen: 5G-Gegner geben nicht auf – So will der Bund die 5G-Blockade beenden. Schweizer Radio und Fernsehen (SRF), 23. Februar 2021, abgerufen am 24. Februar 2021. 
92. Marianne Kägi: Gefahr oder Fortschritt? – Neue 5G-Richtlinien: Kritiker bemängeln Messmethode. Schweizer Radio und Fernsehen (SRF), 25. Mai 2021, abgerufen am 25. Mai 2021. 
93. «Gravierende Auswirkungen»: Ständerat lehnt Moratorium für 5G-Netz ab. tagblatt.ch, 16. Dezember 2021, abgerufen am 24. Dezember 2021. 
94. «Gravierende Auswirkungen»: Ständerat lehnt Moratorium für 5G-Netz ab. luzernerzeitung.ch, abgerufen am 24. Dezember 2021. 
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99. Newt Gingrich: To Win in 5G, We Must Break Government Monopolies. Bring the United States to global leadership in 5G, National Review, online 12. März 2019, Abruf 26. Mai 2019.
100. Karl Rove: government airwaves (should) be put into the private sector for shared use, Politico, online 29. März 2019, Abruf 26. Mai 2019.
101. Europäische Kommission: EU und China unterzeichnen wichtige Partnerschaft für 5G, das Kommunikationsnetz der Zukunft. 28. September 2015, abgerufen am 4. Februar 2019. 
102. Startseite. Abgerufen am 20. März 2023. 
103. Startseite. Abgerufen am 20. März 2023. 

Mobilfunknetze in Deutschland

A-Netz (ca. 1952–1977) | B-Netz (1972–1994) | C-Netz (1985–2000) | D-Netz (seit 1991) | E-Netz (seit 1994) | UMTS (2004–2021) | LTE (seit 2010) | 5G (seit 2019)