Next Generation Mobile Networks

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Next Generation Mobile Networks (kurz NGMN) ist ein laufendes Projekt von Mobilfunkfirmen und Mobilfunkausrüstern zur Entwicklung der nächsten Mobilfunkgeneration. Die mit Stand 2015 umgesetzte Generationen sind UMTS (3G) und LTE (3.9G). Das Projekt beschäftigt sich mit „4G“ (vierte Generation) LTE-Advanced (LTE+) und „5G“, der fünften Generation.

Einführung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

NGMN basiert auf den bisherigen UMTS-Infrastrukturen, um so eine rasche und kostengünstige Erweiterung der bestehenden 3G-Mobilfunknetze gewährleisten zu können. Einer der Vorteile gegenüber den bestehenden Netzen mit High Speed Packet Access (HSPA) ist die mit bis zu 100 Megabit pro Sekunde wesentlich höhere Geschwindigkeit. Weiterhin sollen die verwendeten Endgeräte permanent mit dem Internet verbunden sein können. Dies soll durch eine effizientere Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Frequenzspektrums möglich werden, was ebenfalls eine einfachere Netzwerkarchitektur ermöglichen und zu Latenzzeiten von ungefähr 10 ms führen soll. Die Netzwerkreichweite soll sich nicht verändern.

NGMN basiert wie die Funktechniken WiMAX und Flash-OFDM auf OFDM. Im Unterschied zu den genannten Verfahren werden die Frequenzen bei NGMN jedoch adaptiv vergeben, also dem Nutzer im Abstand von bis zu 0,5 ms jeweils die Netzwerkressourcen zugewiesen, die dieser benötigt. Dadurch wird ein besseres Verzögerungsverhalten ermöglicht als in anderen OFDM-Systemen.

Seit Anfang 2005 läuft die Standardisierung von NGMN durch das Standardisierungsgremium Third Generation Partnership Project (3GPP).

LTE und 4G „Fourth Generation“[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

4G beschreibt die Nachfolgegeneration des Mobilfunkstandards 3G mit deutlich höheren Datenraten. Das Projekt von Mobilfunkausrüstern und Mobilfunkbetreibern ist unter dem Namen LTE-Advanced (4G) bekannt.

Umrüstung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Mobilfunknetze bestehen aus Funkzellen, den sogenannten Zellen, aus denen die Verbindungen aufgebaut werden. Wird ein Mobiltelefon oder ein anderes Gerät, wie zum Beispiel ein Laptop mit UMTS-Karte, eingeschaltet, so loggt sich dieses Gerät aufgrund der auf der SIM-Karte gespeicherten Daten über die Netzdatenbank in das Mobilfunknetz ein. Das Gerät loggt sich zunächst an einer lokalen Datenbank ein, die auch mehrere „Waben“ umfassen kann. Ändert sich der Standort des Gerätes, so bemerkt dies die Software des mobilen Kommunikationsgerätes und loggt sich automatisch an der nächsten lokalen Vermittlungsstelle ein. Das Signalaufbauschema änderte sich in seinem groben Aufbau auch nicht, als die Netze um die zur „Third Generation“ zählende UMTS-Technologie erweitert wurden, das Grundschema kann beibehalten werden. Der Vorteil dieser Vorgehensweise: Es kann die bereits vorhandene Infrastruktur verwendet werden, die lediglich um die benötigten technischen Komponenten erweitert werden muss. Das heißt also, dass man – vereinfacht gesprochen – einfach die 4G-Komponenten an die bereits vorhandenen Funkmasten installiert.

Eigenschaften: LTE[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • 100 MBit/s1 Datenrate im Download
  • Bis zu 1 GBit/s1, wenn der Nutzer sich an einem fixen Standort zur nächsten Station (in der Regel ein Funkturm) befindet
  • Kompatibilität zu bereits vorhandenen Netzwerken (4G-Geräte können auch mit älteren Technologien arbeiten, wie z. B. GSM, UMTS etc.)
  • 50 MBit/s1 im Uplink
  • 20 MHz benötigte Frequenzbandbreite
  • Latenzzeiten von ≈ 10 ms
  • Qualitativ hochwertige Dienstleistungen wie Echtzeit-Audio, Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung, HDTV-Videoinhalte, mobiles Fernsehen, etc.
  • Höhere Spektrumeffizienz (geringere Kosten pro Datenvolumen)
  • Modulation: OFDMA, downlink: QPSK/16QAM/64QAM, uplink: BPSK/QPSK/16QAM
1 unter optimalen Bedingungen

2015 war es bereits möglich, sogenannte Pre-4G-Technologien zu nutzen. So wird z. B. UMTS Release8 als eine Vorstufe des kommenden 4G-Standards bezeichnet. Hierbei handelt es sich um eine Weiterentwicklung des bereits vorhandenen UMTS-Netzes einschließlich der Release5-HSDPA- und Release6-HSUPA-Erweiterungen. Release8 zielt darauf ab, Kosten zu senken, eine höhere Erreichbarkeit und Sicherheit zu gewährleisten und die Geschwindigkeit im Netz zu erhöhen.

5G „Fifth Generation“[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Es wird am Nachfolger 5G gearbeitet. Internationale Netzbetreiber und Infrastrukturanbieter diskutieren technische Anforderungen und Anwendungsfälle.[1]

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Vergleich zum 4G-Standard wird bei der 5G-Technologie mit den folgenden Eigenschaften gerechnet:

  • Datenraten bis zu 10.000 MBit/s
  • Nutzung höherer Frequenzbereiche
  • Erhöhte Frequenzkapazität und Datendurchsatz
  • Echtzeitübertragung, weltweit 100 Milliarden Mobilfunkgeräte gleichzeitig ansprechbar
  • Latenzzeiten von unter 1 ms
  • Kompatibilität von Maschinen und Geräten
  • Senkung des Energieverbrauchs je übertragenem Bit (1/1000) und 90 % geringerer Stromverbrauch je Mobildienst

5G soll hierzu auf dem bestehenden 4G aufbauen. LTE und LTE Advanced werden demnach also weiterhin bis zu Frequenzen im 6-GHz-Bereich ausgebaut, die Neuerungen sollen dann jenseits dieser Grenze erfolgen. Wichtig ist, dass die „Waben“ (Funkzellen), parallel zur „Device-to-Device“-Kommunikation, noch wesentlich engmaschiger ausgebaut werden, um Verbindungen nicht abreißen zu lassen und Latenzzeiten zu senken.[2]

Ausblick[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Chiphersteller Qualcomm hat für das zweite Halbjahr 2017 das erste Modem mit 5 GBit/s im Downstream für die 5G-Technologie angekündigt.[3]

Auf dem GSMA Mobile World Congress stellt der chinesische Telekommunikationsausrüster ZTE am 26. Februar 2017 weltweit das erste Smartphone vor, welches den Standard Pre5G Giga+ MBB für eine Datenübertragung von bis zu 1 GBit/s unterstützt.[4]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • N. Döring, C. Dietmar: Medienproduktion für die Mobilkommunikation. In: Handbuch Medienproduktion. VS Verlag für Sozialwissenschaften, 2004.
    Vgl. J. Schiller (2003): Mobilkommunikation. München: Pearson Studium, 15-18.
  • N. Döring, C. Dietma: Medienproduktion für die Mobilkommunikation. In: Handbuch Medienproduktion. VS Verlag für Sozialwissenschaften,2004 S. 14–15.
  • Goran, Galunic: 4. Generation Mobilfunk. Seminararbeit, Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg, 2004.
  • Paul Klimsa, Heidi Krömker: Mobilkommunikation. In: Heidi Krömker, Paul Klimsa (Hrsg.): Handbuch Medienproduktion. VS Verlag für Sozialwissenschaften, 2005.
  • 4G (fourth generation). In: ITWissen.info. Datacom Buchverlag GmbH: o. V. 19. November 2007, abgerufen am 27. Juni 2010.
  • Kernnetz. In: ITWissen.info. Datacom Buchverlag GmbH: o. V. 19. November 2007, abgerufen am 27. Juni 2010.
  • long term evolution. In: ITWissen.info. Datacom Buchverlag GmbH: o. V. 19. November 2007, abgerufen am 27. Juni 2010.
  • NGMN. In: ITWissen.info. Datacom Buchverlag GmbH: o. V. 19. November 2007, abgerufen am 27. Juni 2010.
  • Erste kommerzielle Testphase für 4G-Mobilfunk gestartet. In: Golem.de, 13. Dezember 2007.
  • Joachim Weiß u. a.: Mobilfunk. In: Die Zeit – Das Lexikon. Zeitverlag, Hamburg 2005.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Nach 4G ist vor 5G: Auf der Suche nach dem LTE-Nachfolger. In: netzwelt.de, 19. Februar 2016
  2. 5G: Mobilfunk Standard der 5. Generation. In: fts-hennig.de, 31. März 2016
  3. Meet Snapdragon X50—Qualcomm’s first 5G modem. In: Qualcomm.com. 17. Oktober 2016; abgerufen am 18. Oktober 2016.
  4. MWC: ZTE - namenloses Smartphone mit Gigabit-Mobilfunk. In: Heise Online. 26. Februar 2017; abgerufen am 26. Februar 2017.