5G ist die fünfte Generation des Mobilfunks und der Nachfolger von LTE. Standardisiert hat sie das 3GPP ab Release 15 (2018) als Kombination aus 5G New Radio (NR) für den Funkzugang und einem neuen, cloudnativen 5G Core im Kernnetz. Die Anforderungen der ITU (IMT-2020) sehen bis zu 20 Gbit/s im Downlink, eine Latenz von 1 ms und Unterstützung für Geschwindigkeiten bis 500 km/h vor.
Neue Funktechnik: NR und Frequenzbereiche
5G NR ist wie LTE auf OFDM aufgebaut, arbeitet aber mit flexibleren Unterträgerabständen (15 bis 240 kHz), wodurch sich kürzere Übertragungsblöcke und damit geringere Latenzen erreichen lassen. Genutzt werden zwei Frequenzbereiche:
- FR1 (410 MHz bis 7,125 GHz, „Sub-6 GHz“): gute Flächenabdeckung und Kapazität, das Arbeitstier der Netze.
- FR2 (24,25 bis 52,6 GHz, „mmWave“): sehr breite Kanäle für Spitzenraten auf kurze Distanz, dafür hohe Dämpfung.
Standalone (SA) und Non-Standalone (NSA)
Beim schnellen Rollout dominiert zunächst NSA: Das 5G-Funknetz hängt an der bestehenden LTE-Infrastruktur samt altem Kernnetz (EPC). Erst SA (Standalone) nutzt den 5G Core und schaltet die 5G-spezifischen Fähigkeiten wie Duplexverfahren-optimierte TDD-Bänder oder Netzwerk-Slicing frei. Die Basisstation heißt in 5G gNodeB.
Drei Anwendungsszenarien
- eMBB (enhanced Mobile Broadband): sehr hohe Datenraten für Streaming und Download.
- URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communication): zuverlässige Kommunikation mit wenigen Millisekunden Latenz, etwa für Industrie und autonomes Fahren.
- mMTC (massive Machine-Type Communication): sehr viele einfache IoT-Geräte pro Zelle.
Technisch stützen sich die hohen Raten vor allem auf Massive MIMO mit Beamforming – Antennen-Arrays bündeln die Funkwellen gezielt auf die Endgeräte. In Deutschland begann der Ausbau Mitte 2019 nach der Frequenzauktion (u. a. 3,6 GHz); die Mobilfunk-Generationen davor waren GSM (2G), UMTS (3G) und LTE (4G). Bei einem Handover zwischen den Zellen behält 5G die Verbindung bei.