Telecommunications tower

Die ITU hat einen Entwurf für die 5G-Spezifikation vorgelegt, der Downloadgeschwindigkeiten von mindestens 20 Gbit/s und Uploads von minimal 10 Gbit/s vorsieht. (Bild: Fotolia)

| von Nicole Ahner

Die ITU hat entschieden, dass einzelne 5G-Zellen eine Downloadgeschwindigkeit von wenigstens 20 Gbit/s leisten müssen; im LTE-Standard waren dies noch 1 Gbit/s. Pro Quadratkilometer müssen mindestens eine Million Geräte eine Verbindung aufbauen können, und Träger sollen über ein freies Spektrum von mindestens 100 MHz verfügen, wo realisierbar jedoch bis zu 1 GHz.

Diese technischen Voraussetzungen für IMT-2020-Funkschnittstellen, alias 5G, hat die ITU am vergangenen Donnerstag in einem Entwurfspapier vorgelegt. Nach der Verabschiedung des Entwurfs im November 2017 kann die technische Realisierung des 5G-Standards beginnen. Im Folgenden beleuchten wir die wichtigsten Inhalte der Spezifikation.

Datenraten und Verbindungsdichten der 5G-Spezifikation

Jede Basisstation muss Downloadgeschwindigkeiten von mindestens 20 Gbit/s und Uploads mit minimal 10 Gbit/s zur Verfügung stellen. Dies stellt den Gesamt-Traffic dar, den eine einzelne Zelle verarbeiten kann. Theoretisch können Nutzer mit Fixed-Wireless-Breitbandverbindung diese Geschwindigkeiten erreichen, wenn sie über eine dedizierte Point-to-Point-Verbindung verfügen. Praktisch teilen sich alle Nutzer der Zelle diese 20 Gbit/s untereinander auf.

Pro Quadratkilometer müssen mindestens eine Million Geräte eine Verbindung aufbauen können. Außerhalb dicht besiedelter Regionen werden wahrscheinlich überwiegend Geräte des IoT diese Kapazität nutzen. Sobald jede Ampel, jeder Parkplatz und jedes Automobil über eine 5G-Konnektivität verfügt, wird die Notwendigkeit dieser Verbindungsdichte offensichtlich.

 

Was die ITU zum Thema Mobilität und Latenzzeiten in 5G-Netzen sagt und wie die Realität aussieht zeigen wir auf der nächsten Seite.

Mobilität, Energieeffizienz und Latenzzeiten

5G_Specs_ITU-IMT2020

Nach der Verabschiedung des Entwurfs für die 5G-Spezifikation im November 2017 beginnt deren Umsetzung in reale Technologie. Bis 2020 sollen diese Arbeiten laut ITU abgeschlossen sein. ITU

Ähnlich wie in den LTE- und LTE-Advanced-Standards sollen 5G-Basisstationen jeden Empfänger unterstützen, der sich mit Geschwindigkeiten zwischen Null und 500 Stundenkilometern bewegt, sodass auch die Kommunikation in Zügen gewährleistet ist. Dabei benötigen unterschiedliche Standorte auch unterschiedliche Zellenfunktionen. In Gebäuden und dicht besiedelten städtischen Gebieten ist kein Zugang für Fahrzeuge mit hoher Geschwindigkeit notwendig, während in ländlichen Gebieten Fußgänger, Automobile und Hochgeschwindigkeitszüge unterstützt werden müssen.

Die 5G-Spezifikationen sehen vor, dass Funkschnittstellen auch unter Volllast energieeffizient arbeiten und schnell in einen Niedrigenergiezustand zurückfahren, wenn sie nicht in Benutzung sind. Idealerweise soll die Schnittstelle binnen 10 ms von voller Auslastung in einen batterieschonenden Zustand übergehen. Unter idealen Voraussetzungen betragen die Latenzzeiten in 5G-Netzwerken maximal 4 ms, was eine Reduzierung auf 25 Prozent im Vergleich zum LTE-Standard darstellt. Für die Ultra-Reliable-Low-Latency-Communications (URLLC) ist eine Latenzzeit von 1 ms vorgesehen.

Wie sieht die Realität in 5G-Netzen aus?

Alle bisher genannten Spezifikationen stellen Spitzenleistungen der 5G-Schnittstellen dar. Der Entwurf der ITU sieht für den einzelnen Nutzer „nur“ Downloadgeschwindigkeiten von 100 Mbit/s und Uploads bis 50 Mbit/s vor. Diese Werte sind denen von LTE-Advanced-Netzwerken sehr ähnlich. Im 5G-Standard sollen diese Geschwindigkeiten jedoch jederzeit uneingeschränkt zur Verfügung stehen, also auch außerhalb von Ballungsräumen und wenn das Netz unter Volllast läuft.

Der Spezifikationsentwurf fordert zusätzlich eine erhöhte Zuverlässigkeit der Datenübertragung. So sollen Datenpakete stets binnen 1 ms die Basisstation erreichen. Bewegt sich der Nutzer von einer 5G-Zelle in die nächste, muss die Verbindung sofort, also mit einer Latenzzeit von 0 ms, aufgebaut werden.

Der nächste Schritt nach der Verabschiedung der 5G-Spezifikation ist ihre Umsetzung in reale Technologie. Die ITU sieht den Abschluss dieser Arbeiten bis 2020 vor.

 

(na)

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