5G – Nicht nur Mobilfunk, sondern auch TV und Radio

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Die technischen Grundlagen von 5G

Im Gegensatz zu früheren Mobilfunkgenerationen wurde 5G nicht ausschließlich für Smartphones entwickelt. Bereits bei der Standardisierung standen zahlreiche Anwendungsbereiche im Mittelpunkt – von autonomen Fahrzeugen über Smart Cities bis hin zu hochauflösenden Videoübertragungen.

Während UMTS (3G) hauptsächlich mobiles Internet ermöglichte und LTE (4G) deutlich höhere Datenraten brachte, erweitert 5G das Mobilfunknetz um eine flexible Architektur. Netzkapazität, Datenrate und Reaktionszeit können je nach Anwendungsgebiet individuell angepasst werden.

Die Basis bilden weiterhin klassische Mobilfunkmasten. Ergänzt werden diese jedoch durch zahlreiche sogenannte Small Cells, die insbesondere in Innenstädten, Stadien, Bahnhöfen oder Einkaufszentren für eine hohe Netzkapazität sorgen.

5G und Fernsehen

Besonders interessant ist 5G auch für die Rundfunkbranche. Bereits seit einigen Jahren arbeiten Sender und Netzbetreiber an der Nutzung von 5G Broadcast. Dabei handelt es sich um eine Erweiterung des 5G-Standards, mit der Fernsehsender ihre Programme wie bei DVB-T2 gleichzeitig an beliebig viele Zuschauer übertragen können.

Im Gegensatz zum klassischen Streaming erzeugt 5G Broadcast keine zusätzliche Belastung des Mobilfunknetzes, wenn viele Zuschauer gleichzeitig dieselbe Sendung verfolgen. Besonders bei Sportveranstaltungen oder Großereignissen stellt dies einen erheblichen Vorteil dar.

Mehrere europäische Rundfunkanstalten – darunter ARD, ZDF, ORF und France Télévisions – haben bereits erfolgreiche Feldversuche durchgeführt. Langfristig könnte 5G Broadcast eine sinnvolle Ergänzung zu DVB-T2 HD darstellen.

Anwendungsbereiche von 5G

Die internationale Standardisierung unterscheidet drei große Einsatzbereiche, für die 5G optimiert wurde.

Enhanced Mobile Broadband (eMBB)

Dieser Bereich beschreibt den klassischen mobilen Breitbandzugang. Anwender profitieren von sehr hohen Datenraten, wodurch unter anderem folgende Anwendungen möglich werden:

• 4K- und 8K-Videostreaming
• Cloud-Gaming
• Virtual Reality (VR)
• Augmented Reality (AR)
• Videokonferenzen in höchster Qualität

Massive Machine Type Communications (mMTC)

Hier steht die Kommunikation zwischen Maschinen im Mittelpunkt. Milliarden Sensoren, Fahrzeuge und Haushaltsgeräte können gleichzeitig miteinander verbunden werden. Typische Beispiele sind:

• Smart Home
• Industrie 4.0
• Landwirtschaft
• Umweltsensorik
• Smart City

Ultra Reliable Low Latency Communication (URLLC)

Dieser Bereich wurde für Anwendungen entwickelt, bei denen Zuverlässigkeit und extrem kurze Reaktionszeiten entscheidend sind.

• Autonomes Fahren
• Robotik
• Telemedizin
• Industrieautomation
• Sicherheitskritische Kommunikation

Technologien hinter dem 5G-Netz

Um die hohen Anforderungen an Geschwindigkeit, Netzkapazität und Zuverlässigkeit zu erfüllen, setzt 5G auf eine Reihe moderner Übertragungstechniken. Viele davon wurden bereits bei LTE eingeführt und für die fünfte Mobilfunkgeneration entscheidend weiterentwickelt.

Carrier Aggregation – Frequenzen bündeln

Mit der sogenannten Carrier Aggregation werden mehrere Frequenzbereiche gleichzeitig genutzt. Dadurch erhöht sich sowohl die maximal erreichbare Datenrate als auch die Gesamtkapazität einer Funkzelle.

Je mehr Frequenzblöcke einem Endgerät gleichzeitig zur Verfügung stehen, desto höher fällt die mögliche Übertragungsgeschwindigkeit aus. Dieses Verfahren kommt bereits bei LTE zum Einsatz und wurde für 5G erheblich erweitert.

Small Cells – Kleine Funkzellen für große Leistung

Neben klassischen Mobilfunkmasten kommen bei 5G zunehmend sogenannte Small Cells zum Einsatz. Diese kompakten Basisstationen besitzen nur eine geringe Sendeleistung, sorgen jedoch insbesondere in Innenstädten oder bei Großveranstaltungen für eine deutlich höhere Netzkapazität.

Der Versorgungsradius liegt häufig zwischen 100 und 200 Metern. Da die Nutzer sich näher an der Funkzelle befinden, verbessert sich nicht nur die Übertragungsqualität, sondern häufig auch die Akkulaufzeit der Endgeräte.

Small Cells lassen sich unauffällig an Straßenlaternen, Gebäuden, Haltestellen oder Werbeanlagen installieren und ergänzen die klassischen Mobilfunkstandorte.

Massive MIMO

Eine der wichtigsten Neuerungen von 5G ist der Einsatz von Massive MIMO (Multiple Input Multiple Output). Hierbei verwenden Mobilfunkstationen eine große Anzahl von Sende- und Empfangsantennen gleichzeitig.

Während LTE meist mit wenigen Antennen arbeitete, kommen bei modernen 5G-Basisstationen heute häufig 32-, 64- oder sogar 128-Antennensysteme zum Einsatz. Dadurch können mehrere Nutzer gleichzeitig auf derselben Frequenz kommunizieren.

Beamforming

Mit dem sogenannten Beamforming werden die Funksignale gezielt auf das jeweilige Endgerät ausgerichtet. Statt das Signal gleichmäßig in alle Richtungen abzustrahlen, bildet die Antenne einen schmalen Funkstrahl.

Dadurch erreicht mehr Sendeleistung tatsächlich den Nutzer, während gleichzeitig Störungen für andere Teilnehmer reduziert werden. Das Ergebnis sind stabilere Verbindungen und höhere Datenraten.

Beamforming arbeitet eng mit Massive MIMO zusammen und gehört heute zu den wichtigsten Technologien moderner 5G-Netze.

Network Slicing

Nicht jede Anwendung stellt die gleichen Anforderungen an ein Mobilfunknetz. Während Videostreaming möglichst hohe Datenraten benötigt, verlangen Industrieanlagen oder Rettungsdienste vor allem eine besonders zuverlässige Verbindung mit minimalen Verzögerungen.

Mit Network Slicing kann ein physisches Mobilfunknetz in mehrere virtuelle Teilnetze aufgeteilt werden. Jeder dieser Bereiche wird individuell auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten.

Mobile Edge Computing (MEC)

Ein weiterer wichtiger Bestandteil moderner 5G-Netze ist das Mobile Edge Computing (MEC). Rechenleistung wird dabei nicht mehr ausschließlich in zentralen Rechenzentren bereitgestellt, sondern direkt in die Nähe der Mobilfunkstationen verlagert.

Dadurch verkürzen sich die Reaktionszeiten erheblich. Anwendungen wie autonomes Fahren, Robotik oder industrielle Steuerungen profitieren von dieser lokalen Datenverarbeitung.

Auch für zukünftige Fernseh- und Medienanwendungen eröffnet MEC neue Möglichkeiten. Inhalte können näher am Zuschauer verarbeitet und verteilt werden, wodurch Latenzen sinken und Netzressourcen effizienter genutzt werden.

Der Ausbau von 5G in Deutschland

Seit der Vergabe der ersten 5G-Frequenzen durch die Bundesnetzagentur im Jahr 2019 wurde das Mobilfunknetz kontinuierlich ausgebaut. Heute (Stand 2026) erreichen die drei bundesweiten Netzbetreiber Telekom, Vodafone und O₂ Telefónica sowie der neue Anbieter 1&1 einen Großteil der Bevölkerung mit 5G.

Besonders in Städten steht mittlerweile häufig das leistungsfähige 5G-Standalone-Netz (5G SA) zur Verfügung. Im Gegensatz zum ursprünglichen 5G Non-Standalone (NSA) arbeitet dieses Netz vollständig unabhängig von LTE und ermöglicht erstmals sämtliche Vorteile des 5G-Standards – darunter Network Slicing, besonders geringe Latenzen und eine effizientere Nutzung der Netzressourcen.

Welche Frequenzen nutzt 5G?

5G arbeitet nicht nur in einem einzigen Frequenzbereich. Je nach Anwendung kommen unterschiedliche Frequenzen zum Einsatz, die jeweils eigene Vorteile bieten.

5G Broadcast – Fernsehen ohne Mobilfunkvertrag

Ein besonders spannendes Zukunftsthema ist 5G Broadcast. Dabei werden Fernseh- und Radioprogramme ähnlich wie beim klassischen Rundfunk an beliebig viele Zuschauer gleichzeitig übertragen.

Im Gegensatz zu herkömmlichem Streaming erzeugt jeder zusätzliche Zuschauer keine zusätzliche Netzbelastung. Dadurch eignet sich 5G Broadcast besonders für Live-Übertragungen großer Sportereignisse, Konzerte oder Nachrichtensendungen.

Mehrere europäische Rundfunkanstalten, darunter ARD, ZDF, ORF und France Télévisions, haben bereits umfangreiche Testsendungen durchgeführt. Auch in Deutschland laufen seit einigen Jahren Pilotprojekte mit Unterstützung des Bayerischen Rundfunks und verschiedener Forschungseinrichtungen.

Historie von 5G

Ausblick auf 6G

Obwohl der Ausbau von 5G noch nicht abgeschlossen ist, arbeiten Forschung, Industrie und Standardisierung bereits an der nächsten Mobilfunkgeneration. Unter dem Namen 6G entstehen Konzepte für Datenraten im Terabit-Bereich, KI-gestützte Netze und eine noch engere Verzahnung zwischen Kommunikation, Sensorik und Satellitennetzen.

Mit einer Einführung kommerzieller 6G-Netze wird frühestens Anfang der 2030er-Jahre gerechnet. Bis dahin bleibt 5G die wichtigste Mobilfunktechnologie für digitale Anwendungen und bildet gleichzeitig die Grundlage für die Weiterentwicklung zukünftiger Rundfunk- und Fernsehdienste.