Technik-Check

Das kann 5G-Standalone

6 Min.
14. April 2021
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Als erster Netzbetreiber entkoppelt Vodafone 5G an allen 3,5 Gigahertz-Standorten von der Vorgänger-Technologie LTE. Die Düsseldorfer haben 5G-Standalone gestartet. Ab sofort unterstützen 1.000 Antennen an mehr als 300 Standorten den neuen Mobilfunk-Standard und sind auch im Kernnetz komplett an eine 5G-Infrastruktur angebunden. In Frankfurt am Main hat Vodafone dafür in einem ersten Rechenzentrum auch die Datenverarbeitung auf 5G gestellt. Die ersten Smartphones für die Technologie sind ab sofort verfügbar und erhalten noch in diesem Monat ein Firmware-Update, damit Kunden sie im 5G Standalone-Netz nutzen können. Schon kurz darauf folgen weitere – zum Beispiel von Samsung. Was die neue Netz-Technik schon heute kann & was durch die Umstellung in Zukunft deutschlandweit möglich wird – ein Überblick.

  • Bandbreite: zum Start etwa 700 Mbit/s, bald mehr als 1.000 Mbit/s möglich
  • Latenz: Datenaustausch in Echtzeit möglich (10 bis 15 Millisekunden)
  • Network Slicing: 5G-Netze mit garantierter Bandbreite, Latenz & Stabilität werden möglich
  • Kapazität: 5G-Standalone kann 10x mehr Menschen & Maschinen vernetzen
  • Mehr Reichweite: Antennen-Reichweite um etwa 20 Prozent vergrößert
  • Weniger Strom: Energiebedarf von Smartphones sinkt um etwa 20 Prozent

5G-Standalone & 5G-Non-Standalone im Vergleich

5G unterscheidet sich in drei Dimensionen von der Vorgänger-Technologie LTE. 5G bringt höhere Bandbreiten. 5G verringert die Latenzzeiten. Und 5G macht Network Slicing möglich. Die 5G-Netze, die die Betreiber in Deutschland bislang aktiviert haben, sind im Antennennetz (Radio) bereits auf 5G gestellt und werden im Kernnetz (Core) noch von bestehender LTE-Infrastruktur unterstützt. Mit 5G-Standalone ändert Vodafone das als erster Betreiber in Europa und verbindet die 5G-Antennen jetzt live auch im Kernnetz mit einer vollständigen 5G-Infrastruktur. Dafür hat Vodafone in einem ersten Rechenzentrum in Frankfurt auch die Datenverarbeitung komplett auf 5G gestellt. Daten, die wir über die 5G Standalone-Technologie auf die Reise durch Deutschland schicken, sind also immer und durchgängig im 5G-Netz unterwegs.

So funkt 5G_5G Standalone vs Non-Standalone
So funkt 5G: Das können 5G-Standalone und 5G-Non-Standalone. © Vodafone

Latenz: Datenaustausch in Echtzeit

5G-Standalone (5G SA) bringt den Datenaustausch in Echtzeit. Bislang waren mit 5G-Non-Standalone (5G NSA) Verzögerungszeiten von rund 35 Millisekunden möglich. Das ist ein vergleichbarer Wert wie im gut ausgebauten LTE-Netz. Der Grund: Im Kernnetz, wo die Daten die größte Distanz quer durch Deutschland zurücklegen, um verarbeitet zu werden, wurde 5G NSA noch von einer LTE-Infrastruktur unterstützt. Mit 5G-Standalone ändert sich das. Auch bei der Datenverarbeitung im Kernnetz gibt es jetzt komplett eigenständige 5G-Technik. In Frankfurt und Umgebung werden so schon heute Latenzzeiten von 10 bis 15 Millisekunden möglich. Das ist so schnell wie das menschliche Nervensystem. In Berlin folgt noch in diesem Jahr das zweite 5G-Rechenzentrum. Je mehr Datenzentren Vodafone in den kommenden zwei Jahren auf 5G stellt, an desto mehr Orten werden diese geringen Latenzzeiten Realität. Dieser Datenaustausch in Echtzeit wird wichtig für vernetzte und autonom fahrende Autos, die sich gegenseitig vor Gefahren warnen, für die Industrie, für Gaming und für Anwendungen der Augmented Reality (AR).

5G-Standalone bringt schon heute Latenzzeiten von 10 bis 15 Millisekunden: so schnell wie das menschliche Nervensystem. Und Datenaustausch nahezu in Echtzeit.

IoT zieht in die Industrie ein. © Vodafone
5G SA startet in Deutschland

Bandbreite: Geschwindigkeit beim Surfen

Schon jetzt sind mit 5G NSA an vielen Orten Bandbreiten von 600 bis 800 Megabit pro Sekunde verfügbar, teilweise sogar noch mehr. Weil die Mobilfunk-Antennen die verfügbaren Kapazitäten von 5G und LTE für unsere Smartphones kombinieren. Mit 5G SA entkoppelt Vodafone die 5G-Infrastruktur zum ersten Mal vollständig von LTE. Zu Beginn sind so Bandbreiten von bis zu 700 Megabit pro Sekunde möglich. Sobald die Chipsätze der Smartphones die unterschiedlichen Frequenzbereiche von 5G gebündelt empfangen können, wird 5G noch schneller und kann künftig sogar Bandbreiten von mehr als 1.000 Megabit pro Sekunde schaffen. Das Netz bietet die Bündelung der Frequenzen bereits an. Zudem verdoppelt 5G-Standalone die Bandbreite auch beim Upload.

Vodafone startet 5G-Standalone: Der Speedtest zeigt die geringe Latenzzeit. © Vodafone

5G-Standalone

bewegt Daten durchgängig im 5G-Netz: sowohl im Antennennetz (Radio) als auch im Kernnetz (Core).

Kapazität: Mehr Platz im Netz für Menschen und Maschinen

Die Zahl der vernetzten Gegenstände wächst Jahr für Jahr und wird vor allem durch das Internet der Dinge beschleunigt. Allein Vodafone vernetzt weltweit mehr als 100 Millionen Gegenstände per Mobilfunk. Zum Beispiel Autos, Drohnen, Roboter oder smarte Uhren. 5G-Standalone kann an einem Ort noch mehr Menschen und Maschinen zeitgleich vernetzen. Pro Quadratkilometer gewährt 5G-Standalone bis zu einer Million Gegenständen Zugang zum Netz. Das ist zehn Mal mehr als mit 5G Non-Standalone und vor allem wichtig für Industriehallen, in denen viele tausende Sensoren gleichzeitig funken oder in Fußballstadien, wo tausende Fußball-Fans zeitgleich mit ihren Smartphones unterwegs sind.

Vodafone baut in Deutschland das Maschinennetz. Städte werden so zu Smart Cities, Industriehallen zu Smart Factories und Unternehmenszentralen zum smarten Arbeitsplatz. © Vodafone

Bis zu 1 Mio. Gegenstände

pro km² erhalten mit 5G-Standalone Zugang zum Netz. Das ist zehn Mal mehr als mit 5G-Non-Standalone.

Network Slicing: Teilnetze für Spezial-Anwendungen

Infografik_Network-Slicing
Das Netz nach Maß: 5G stellt Nutzern immer das optimale Netz zur Verfügung. © Vodafone ©

Mobilfunk ist ein sogenanntes Shared Medium. Alle Nutzer, die sich im Umkreis einer 5G-Antenne befinden, teilen sich die verfügbare Bandbreite untereinander auf. Je größer die Gesamtkapazität, die eine Antenne bereitstellt, desto größer ist auch die Bandbreite für jeden Einzelnen. Es gibt jedoch Spezial-Anwendungen, bei denen garantierte Bandbreiten und Latenzzeiten benötigt werden. Beispielsweise für die Live-Übertragung von TV-Bildern über Mobilfunk im ausverkauften Fußballstadion. Hier muss zu jeder Zeit sichergestellt sein, dass für die Live-Übertragung immer genügend Bandbreite verfügbar ist – auch wenn 50.000 Fans zeitgleich in der Halbzeit im Stadion mit dem Smartphone die Spielstände auf den anderen Plätzen prüfen. Mit 5G-Standalone wird erstmals Network Slicing möglich. Das heißt, Vodafone kann für solche Spezial-Anwendungen für einen bestimmten Zeitraum ein separates 5G-Netz mit garantierten Leistungsparametern (Bandbreite, Latenz, Stabilität) zur Verfügung stellen. Diese Teilnetze sind dann unabhängig von der Auslastung im übergreifenden Mobilfunknetz.

Reichweite: Die Antennen funken weiter

Jede Mobilfunk-Station versorgt einen Umkreis mit schnellem Netz. Grundsätzlich gilt: Je niedriger die Funk-Frequenz, desto größer der Umkreis, den eine Station mit 5G versorgt. Aber natürlich spielen hier auch weitere Faktoren eine Rolle: Auf dem flachen Land reicht Mobilfunk beispielsweise weiter als mitten in der Großstadt oder in den Bergen. Unabhängig von all diesen Parametern vergrößert 5G SA die Reichweite von 5G-Antennen im Vergleich zu 5G NSA um etwa 20 Prozent. Das hilft die neue Mobilfunk-Technik schneller in die Fläche zu bringen.

Energie-Bedarf: Handys brauchen weniger Strom

Wenn sich ein Handy ins Mobilfunknetz einwählt, dann braucht es dafür Energie. Bei 5G NSA wählt sich das Smartphone immer parallel in zwei Netze ein: ins 5G-Netz und ins LTE-Netz. Bei 5G SA wählen sich die Handys dagegen ausschließlich in das 5G-Netz ein. Das spart Strom und CO2. Der Energiebedarf von Smartphones im 5G SA-Netz sinkt um etwa 20 Prozent.

Im Podcast ‚Technik aufs Ohr‘ erklärt Gerhard Mack die Vorteile von 5G-Standalone und die Herausforderungen auf dem Weg dorthin.

Vodafone Deutschland

Vodafone ist einer der führenden Kommunikationskonzerne. Jeder zweite Deutsche ist ein Vodafone-Kunde – ob er surft, telefoniert oder fernsieht; ob er Büro, Bauernhof oder Fabrik mit Vodafone-Technologie vernetzt. Die Vodafone-Netze verbinden Deutschland: Familien und Freunde sowie Politik, Wirtschaft und Gesellschaft. Sie helfen auch dabei, entscheidende Sektoren wie Bildung und Gesundheitswesen gerade in Zeiten von COVID-19 am Laufen zu halten.

Die Düsseldorfer liefern Internet, Mobilfunk, Festnetz und Fernsehen aus einer Hand. Als Digitalisierungspartner der deutschen Wirtschaft zählt Vodafone Start-ups, Mittelständler genau wie DAX-Konzerne zu seinen Kunden. Kein anderes Unternehmen in Deutschland vernetzt über sein Mobilfunknetz mehr Menschen und Maschinen. Kein anderes deutsches Unternehmen bietet im Festnetz mehr Gigabit-Anschlüsse an als die Düsseldorfer. Und kein anderer Konzern hat mehr Fernseh-Kunden im Land.

Mit über 30 Millionen Mobilfunk-, fast 11 Millionen Breitband-, mehr als 13 Millionen TV-Kunden und zahlreichen digitalen Lösungen erwirtschaftet Vodafone Deutschland mit seinen rund 16.000 Mitarbeitenden einen jährlichen Gesamtumsatz von etwa 13 Milliarden Euro.

Als Gigabit-Company treibt Vodafone den Infrastruktur-Ausbau in Deutschland voran: Heute erreicht Vodafone in seinem bundesweiten Kabel-Glasfasernetz über 24 Millionen Haushalte, davon mehr als 23 Millionen mit Gigabit-Geschwindigkeit. In 2022 wird Vodafone zwei Drittel aller Deutschen mit Gigabit-Anschlüssen versorgen. Mit seinem 4G-Netz erreicht Vodafone mehr als 99% aller Haushalte in Deutschland. Vodafones Maschinennetz (Narrowband IoT) für Industrie und Wirtschaft funkt auf fast 97% der deutschen Fläche. Seit Mitte 2019 betreibt Vodafone auch das erste 5G-Netz in Deutschland und erreicht damit über 55 Millionen Menschen. Bis 2023 wird Vodafone 5G für 60 Millionen Menschen ausbauen.

Vodafone Deutschland ist mit einem Anteil von rund 30% am Gesamtumsatz die größte Landesgesellschaft der Vodafone Gruppe, einem der größten Telekommunikationskonzerne der Welt. Vodafone hat weltweit über 300 Millionen Mobilfunk-Kunden, mehr als 28 Millionen Festnetz-Kunden, 22 Millionen TV-Kunden und verbindet mehr als 160 Millionen Geräte mit dem Internet der Dinge.

Vodafone vernetzt Menschen und Maschinen weltweit. Und schafft damit eine bessere Zukunft für alle. Denn: Technologie ebnet den Weg für ein digitales Morgen. Dafür arbeitet Vodafone daran, sein Geschäft nachhaltig zu betreiben und die Umwelt zu schützen. Die Ziele: Bis 2025 klimaneutral und bis 2040 emissionsfrei zu werden. Um diese zu erreichen, nutzt Vodafone zu 100% Grünstrom, elektrifiziert seine Fahrzeugflotte, setzt auf eine grüne Lieferkette und stellt sicher, dass seine Netztechnik vollständig wiederverwendet, weiterverkauft oder recycelt wird. Darüber hinaus hilft Vodafone mit smarten IoT-Technologien anderen Unternehmen dabei, ihren C02-Fußabdruck zu minimieren.

Diversität ist in der Unternehmenskultur von Vodafone fest verankert und wird durch zahlreiche Maßnahmen gefördert. Dazu zählen Angebote zur Vereinbarkeit von Familie und Beruf ebenso wie Netzwerke für Frauen, Väter oder LGBT’s bis hin zu Diversitäts-Schulungen für Führungskräfte. Vodafone respektiert und wertschätzt alle Menschen: unabhängig von ethnischer Herkunft, Behinderung, Alter, sexueller Orientierung, Geschlechtsidentität, Glauben, Kultur oder Religion.

Weitere Informationen: www.vodafone-deutschland.de oder www.vodafone.com.

*Gender-Hinweis

Lediglich aus Gründen der leichteren Lesbarkeit wird häufig nur die grammatisch männliche Form verwendet. Gemeint sind stets Menschen jeglicher geschlechtlicher Identität.

 

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Tobias Krzossa

Head of Media Relations