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Das mobile Internet ist aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Ob in der Bahn, auf der Party oder beim Spaziergang mit dem Hund – wir sind unterwegs auf dem Smartphone oder Tablet immer online, um mit Freunden zu kommunizieren, Bilder zu verschicken und durch soziale Medien zu scrollen. Worüber wir weniger nachdenken: Um stets online sein zu können, sind bestimmte Technologien notwendig. Es gibt inzwischen eine Reihe an Mobilfunkstandards, die eine Datenübertragung ermöglichen. Welche genau das sind und welcher Standard der aktuellste ist, haben wir für dich herausgefunden!

Alle Mobilfunkstandards im Überblick

2G, 3G, 4G und 5G – diese Begriffe hast du im Mobilfunkbereich sicher schon oft gehört. Gemeint sind damit unterschiedliche Generationen von Mobilfunkstandards. Denn mit den steigenden Anforderungen an mobiles Internet wurden auch die Technologien hinter den Mobilfunkstandards über mehrere Generationen hinweg stetig verbessert, damit die Datenübertragung schneller und störungsfrei abläuft.

Bevor wir auf die einzelnen Mobilfunkstandards eingehen, kannst du dir in der folgenden Tabelle einen Überblick über die einzelnen Generationen und Technologien verschaffen.

Generation Technologie Maximale Bandbreite
2G GSM 9,6 KBit/s
2.5G GPRS 54 KBit/s
2.75G EDGE 220 KBit/s
3G UMTS 384 KBit/s
3.5G HSPA 7,2 MBit/s
- HSPA+ 42 MBit/s
3.9G LTE (bis CAT 4) 150 MBit/s
4G LTE Advanced (LTE-A ab CAT 6) 300 MBit/s
4.5G LTE Advanced Pro (LTE-AP ab CAT 11) 600 MBit/s
5G baut auf LTE auf, Network Slicing 10 GBit/s

2G: Das erste digitale Mobilfunknetz

Das 2G-Netz ist das erste digitale Mobilfunknetz und gilt als Nachfolger der analogen Netze der ersten Generation. Neben der Telefonie war mit diesem Mobilfunkstandard nun auch die mobile Datenübertragung möglich. Das Mobilfunknetz der zweiten Generation basiert auf dem sogenannten GSM-Standard (Global System for Mobile Communications), der 1992 eingeführt wurde.

Dabei handelt es sich um einen Standard für volldigitale Mobilfunknetze, der auch heute noch als der am weitesten verbreitete Mobilfunkstandard gilt. In Deutschland ist das 2G-Netz nahezu flächendeckend verfügbar. In der Regel wird GSM hauptsächlich für Telefonie, aber auch für SMS und zur Datenübertragung genutzt. Die maximale Bandbreite liegt hier bei 9,6 KBit/s im Download.

  • GPRS (2.5G)
  • EDGE (2,75G)

Der GPRS-Standard (General Packet Radio Service) aus dem Jahr 2001 basiert auf dem GSM-Netz und ist ein paketorientierter Dienst zur Datenübertragung. Dabei werden die zu übertragenden Informationen zunächst in kleine Pakete zerlegt, dann versendet und beim Empfänger wieder zusammengesetzt. Dadurch wird die Bandbreite des Handynetzes optimal genutzt und das Netz wird – im Gegensatz zu verbindungsorientierten Diensten – nur dann belastet, wenn ein Paket versendet wird. Darauf beruht auch die Abrechnung über das verbrauchte Datenvolumen. Mit dem diesem Mobilfunkstandard sind im Downstream Übertragungsraten bis zu 54 KBit/s möglich.

Der EDGE-Standard aus dem Jahr 2006 basiert ebenfalls auf dem GSM-Protokoll und steht für Enhanced Data Rates for GSM Evolution. Obwohl die Daten, wie auch beim Vorgänger, in einzelnen Paketen übermittelt werden, sind die Übertragungsraten durch effizientere Verfahren um ein Vielfaches höher. So reicht die maximale Geschwindigkeit des EDGE-Standards bis zu 220 KBit/s. Auch heute ist das EDGE-Netz noch aktiv und verbindet dich mit dem Internet, wenn die anderen Netze nicht in Reichweite sind. Du erkennst das Netz an einem „E“, das neben der Signalstärke angezeigt wird.

GSM-Frequenzbereiche und kompatible Geräte

GSM ist international der führende Standard für Mobilfunknetze. Insgesamt gibt es vier Mobilfunkstandards: GSM 900, GSM 1800, GSM 850 und GSM 1900. Das bedeutet, dass die Netze auf Frequenzen von 900 MHz, 1800 MHz, 850 MHz sowie 1900 MHz funktionieren. Dabei ist GSM 900 in Deutschland als D-Netz (Telekom oder Vodafone) und GSM 1800 als E-Netz (E-Plus oder o2) bekannt. Hingegen werden die Standards GSM 850 und GSM 1900 überwiegend in den USA verwendet. Damit die Netze problemlos genutzt werden können, ist es wichtig, dass Endgeräte auf der richtigen Wellenlänge funken und die Standards unterstützen. So können Dualband-Handys, wie der Name andeutet, zwei unterschiedliche Frequenzbereiche abdecken: Sie funktionieren sowohl in D-Netzen auf einer Frequenz von 900 MHz als auch in E-Netzen auf einer Frequenz von 1800 MHz. Inzwischen sind fast alle modernen Smartphones Dualband-Geräte.

Triband-Handys funktionieren über D- und E-Netze hinaus auch auf einer Frequenz von 1900 MHz und sind somit kompatibel für drei Frequenzbereiche: Damit können Nutzer immerhin in Amerika telefonieren. Quadband-Geräte unterstützen sogar alle vier GSM-Standards und funktionieren in allen Frequenzbereichen. Mit einem Quadband-Smartphone kann man per Roaming in den USA und in den meisten restlichen Ländern der Welt problemlos telefonieren.

Standard GSM 900 GSM 1800 GSM 850 GSM 1900
Frequenz 900 MHz 1800 MHz 850 MHz 1900 MHz
Dualband
Triband
Quadband

3G: Der Beginn des mobilen Internets

Der 3G Mobilfunkstandard bezeichnet ein Netz der dritten Generation, das auch UMTS-Netz genannt wird. Die Abkürzung UMTS steht für Universal Mobile Telecommunications System und ermöglicht, verglichen mit den 2G-Standards, noch einmal deutlich höhere Datenübertragungsraten. Da der Vorgänger vor allem Telefonie und das Versenden von Kurznachrichten förderte, begann das Zeitalter des mobilen Internets erst wirklich mit der dritten Generation. Durch die neue Funkzugriffstechnik Wideband CDMA (Code Division Multiple Access) ermöglicht UMTS das gleichzeitige Senden und Empfangen mehrere Datenströme und somit Geschwindigkeiten bis zu 384 KBit/s.

HSPA und HSPA+ (3.5G)

Die Bezeichnung 3.5G umfasst einige Erweiterungen des UMTS-Standards, wie etwa HSPA und HSPA+ (High Speed Packet Access). HSPA setzt sich aus den Up- und Download-Beschleunigern HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) und HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) zusammen. Während HSPA Übertragungsraten von bis zu 7,2 MBit/s erlaubt, sind bei HSPA+ sogar 42 MBit/s möglich. Die Leistungen des UMTS-Standards werden damit noch einmal deutlich übertroffen und ermöglichen Nutzern besonders schnelle Verbindungen. Heutzutage ist die Verfügbarkeit des 3G-Netzes nahezu flächendeckend gegeben. Ist das 4G-Netz einmal nicht erreichbar, kannst du in der Regel immer noch problemlos über den 3G-Mobilfunkstandard surfen.

4G: Noch schnelleres Surfen mit LTE

Beim Mobilfunkstandard der vierten Generation handelt es sich um LTE (Long Term Evolution) – immer noch eine der schnellsten Technologien auf dem Markt. Sie basiert auf der UMTS-Infrastruktur und wird unter anderem auch als 3.9G bezeichnet, da aus technischer Sicht die Kriterien für den 4G-Standard nicht ganz erfüllt werden. Als Marketingmaßnahme wurde die Technik jedoch als 4G bezeichnet. Trotzdem ist die maximale Bandbreite deutlich höher als noch bei den Vorgängern: Die Übertragungsraten liegen bei 150 MBit/s.

Die Latenz- oder Pingzeit, also die Zeitspanne zur Übertragung eines Datenpakets, beträgt nur zwischen 20 und 50 Millisekunden. Vor allem in ländlichen Regionen ist LTE von großer Bedeutung und wird häufig als Ersatz für einen herkömmlichen DSL-Anschluss genutzt. Damit können unterwegs sogar Anwendungen mit einem hohen Datenaufkommen problemlos ausgeführt werden, beispielsweise Streams oder größere Downloads.

Wichtig ist allerdings, dass LTE nicht gleich LTE ist. Denn das für LTE zuständige Standardisierungs-Gremium 3GPP legt unterschiedliche Release-Versionen und Gerätekategorien für Long Term Evolution fest. Die Release-Versionen, abgekürzt Rel, legen dabei die technischen Rahmenbedingungen eines Standards fest, wie etwa die Übertragungsraten. Die Gerätekategorien, abgekürzt CAT, bezeichnen die verschiedenen Fähigkeiten einzelner Endgeräte innerhalb einer Release-Version. So gliedert sich beispielsweise das verbreitete Release 8 in die Gerätekategorien 1 bis 5 auf (CAT 1-5). Die erste LTE-Stufe, 3.9G, gilt somit bis zur Gerätekategorie 4.


Die Vorteile von LTE im Überblick:

  • Wesentlich höhere Datenübertragungsraten im Upload und Download
  • Geringe Latenzzeiten
  • Ausführung von komplexen Anwendungen (Videotelefonie, Streaming-Dienste)
  • Gute Verfügbarkeit und Netzabdeckung in Deutschland
  • Möglicher Ersatz für einen DSL-Anschluss

    • LTE-Advanced (4G)
    • LTE-Advanced Pro (4.5G)

LTE-Advanced beschreibt eine Erweiterung des regulären LTE-Standards und wird auch als LTE-A oder LTE+ abgekürzt. Der Mobilfunkstandard ermöglicht höhere Geschwindigkeiten als sein Vorgänger. Die ersten Geräte, die kompatibel für LTE-Advanced waren, kamen in Deutschland 2014 auf den Markt. Bestehende LTE-Basisstationen benötigten lediglich ein Software-Update, um auf LTE-A umzurüsten. Die Bandbreite für diesen Mobilfunkstandard liegt bei 300 bis 600 MBit/s. Möglich sind die höheren Übertragungsraten durch die sogenannte Trägerbündelung, auch Carrier Aggregation genannt. Dabei werden zwei 4G-Frequenzen mit einer Bandbreite von 20 MHz zeitgleich genutzt. Bei LTE-Advanced handelt es sich zudem um eine LTE-Version der Kategorie 6 (CAT 6).

LTE-Advanced Pro ist ein weiterer Entwicklungsschritt des LTE-Standards und wird deswegen auch als Generation 4.5 (ab CAT 11) bezeichnet. Somit stellt 4.5G vielmehr einen Zwischenschritt zu 5G dar. Beim Mobilfunkstandard LTE-AP werden in der Regel mindestens drei Frequenz-Bänder aggregiert. Im besten Fall sind hier Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 600 MBit/s möglich. Wichtig ist allerdings auch hier die kompatible Hardware. Erst neuere Geräte und Betriebssysteme unterstützen LTE-Advanced Pro als Grundlage für noch schnellere 4G-Netze.

5G: Der aktuelle Mobilfunkstandard und Nachfolger von LTE

Hinter dem 5G-Netz verbirgt sich der neuste Mobilfunkstandard und Nachfolger des LTE-Netzes. Vor einigen Jahren war der neuste Standard noch undenkbar, inzwischen ist er immer mehr auf dem Vormarsch und gilt als Revolution des Mobilfunknetzes. Der Grund: Die innovative Technologie ermöglicht die Datenübertragung in Echtzeit und ist damit viel mehr als nur schnelles mobiles Internet.

Die Latenzzeit beträgt beim 5G-Standard weniger als eine Millisekunde – das ist kürzer als ein Wimpernschlag! Die Übertragungsgeschwindigkeit liegt im besten Fall bei bis zu 10 GBit/s und ist damit zehnmal schneller als bei der vierten Generation. Durch die verbesserte und effizientere Funktechnik werden somit in derselben Zeit deutlich mehr Informationen übertragen. Dadurch ergeben sich mit der fünften Generation völlig neue Möglichkeiten und Anwendungsgebiete.

Experten sehen das 5G-Netz nicht nur in der privaten Nutzung und nicht nur bei Smartphones und Tablets, sondern vor allem auch im „Internet der Dinge“, also in der Vernetzung von Geräten, Maschinen, Fahrzeugen, Sensoren, Gebäuden und vielem mehr. Die revolutionäre Technologie soll laut Experten somit alle Lebensbereiche erfassen und maßgeblich zur Digitalisierung beitragen. Weitere mögliche Anwendungsfelder sind beispielsweise 360 Grad Videoinhalte, Virtual sowie Augmented Reality, Smart Home oder autonomes Fahren.

Ausbau und Markteinführung

Final entwickelt ist der 5G-Standard noch nicht. In einigen Regionen ist das 5G-Netz bereits verfügbar und auch immer mehr Endgeräte unterstützen die fünfte Generation. Allerdings wird der flächendeckende Ausbau noch eine Weile dauern und voraussichtlich auch sehr kostspielig sein. Auch wenn der Ausblick auf die blitzschnelle Technologie vielversprechend ist, wird der 4G-Standard weiterhin eine wichtige Rolle für den Mobilfunk spielen und nicht plötzlich verschwinden. Es bleiben vor allem LTE-Advanced und LTE-Advanced Pro von großer Bedeutung. Ähnlich war die Situation auch bei der Markteinführung der Vorgängertechnologie 3G: Bis sich der neue Mobilfunkstandard etabliert hatte, stand hier weiterhin der vorherige 2G-Standard im Vordergrund.


Die wichtigsten Fakten zu 5G:

  • Innovativer Mobilfunkstandard
  • Übertragungsraten bis zu 10 GBit/s
  • Latenzzeiten unter einer Millisekunde
  • Mögliche Revolution für den Alltag in allen Lebensbereichen
  • Bedeutend für M2M-Kommunikation (Maschine zu Maschine)