Schon gewusst?

Das ist der Unterschied zwischen LTE, 4G und 5G

Android Smartphone mit LTE-Empfangsanzeige
Jeder kennt die LTE-Anzeige auf dem Smartphone-Display. Doch warum steht manchmal 4G dort – und gibt es einen Unterschied?
Foto: TECHBOOK

Wer unterwegs mit dem Handy ins Netz geht, wird sicher schon bemerkt haben: Manchmal wird die Internetgeschwindigkeit als 4G, manchmal als LTE angezeigt. TECHBOOK erklärt, warum und was die 5G-Zukunft bringt.

Heutzutage besitzen die meisten Smartphone-Besitzer einen Handytarif mit LTE. Im Display ihres Gerätes wird die Verbindung dementsprechend als 4G oder LTE gekennzeichnet. Auch umgangssprachlich werden beide Standards oft in einen Topf geworfen.

Mobiles Internet erreicht mittlerweile Gigabit-Geschwindigkeiten

Die Geschichte des mobilen Internets reicht weit zurück. Bereits in den 1980er Jahren war es – wenn auch aus heutiger Sicht rudimentär – möglich, mit frühen mobilen Computern über das damalige analoge Mobilfunknetz von unterwegs auf E-Mails zuzugreifen. Als GSM 1990 offiziell eingeführt wurde, gelang der Internetzugriff schließlich auch über das Handy. Die Datenverbindung beruhte jedoch auf einer ineffizienten und vor allem langsamen CSD-Verbindung (Circuit Switch Data). Erst mit dem weltweiten Start der GSM-Erweiterung GPRS im Jahr 2001 wuchs die Datenübertragungsgeschwindigkeit auf ein brauchbares Level – es war quasi der Startschuss für das mobile Internet, wie wir es heute kennen. Allerdings hat damals wohl kaum jemand damit gerechnet, das etwa ein Vierteljahrhundert später Datenübertragungen auf Gigabit-Niveau über das Mobilfunknetz möglich sein würden.

Möglich sind diese Gigabit-Geschwindigkeit hierzulande seit der Einführung von LTE Advanced im Jahr 2014. Zumindest theoretisch. Denn da sich die Nutzer die verfügbare Bandbreite innerhalb einer Funkzelle teilen müssen, werden die maximalen Geschwindigkeiten in der Praxis eigentlich nie erreicht.

LTE & 4G: Unterschiede im Detail

Von vielen Anbietern aus Marketinggründen in einen Topf geworfen, verstehen viele heute unter LTE und 4G das Gleiche. Doch tatsächlich haben die Begriffe eine unterschiedliche Bedeutung:

Erstmals eingeführt wurde der Mobilfunkstandard LTE, kurz für Long Term Evolution, im Jahr 2010 als Teil der dritten Mobilfunkgeneration (3G). Somit gehört LTE der Klasse an, die auch UMTS und HSPA beinhaltet. Entsprechend erhielt es die Kennung 3.9G. Zu Beginn erlaubten die LTE-Netze eine maximale Übertragungsrate von 50 Mbit/s (Megabit pro Sekunde), die sich innerhalb der nächsten drei Jahre auf bis zu 150 Mbit/s verdreifachen sollte.

Doch erst mit der Einführung von LTE Advanced 2014 stiegen die maximal möglichen Datenraten auf das besagte Gigabit-Niveau. LTE Advanced wird auch als LTE-A oder LTE+ bezeichnet, gehört als eine Erweiterung des einfachen LTE allerdings einer neuen, vierten Mobilfunkgeneration an (4G). Bestehende LTE-Netze ließen sich per Software-Update relativ einfach auf LTE Advanced aufrüsten, der Unterschied zwischen beiden Generationen war dennoch enorm. Im Vergleich zu LTE erlaubt LTE Advanced nutzbare Übertragungsraten von1000 Mbit/s bzw. 1 Gbit/s im Download und bis zu 500 Mbit/s im Upload. Der neue Standard unterstützt das sogenannte Carrier Aggregation und erlaubt den Netzbetreibern dadurch einen flexiblen Einsatz des verfügbaren Funkspektrums. Des Weiteren sind die Reaktionszeiten, die sogenannten Latenzzeiten, deutlich niedriger und Funkzellen haben mehr Kapazität, sodass mehr Nutzer gleichzeitig von einer hohen Performance profitieren.

Zusammengefasst bedeutet das:

  • LTE in Deutschland erfüllt die Kriterien für den 4G-Standard nicht, ist daher aus technischer Sicht nur 3.9G – entgegen vielerlei Werbung. Die maximale Downloadgeschwindigkeit liegt bei 150 Megabit pro Sekunde.
  • 4G steht für den Mobilfunkstandard der vierten Generation, der 2014 mit LTE Advanced eingeführt wurde und auf den man sich international mit verschiedenen Kriterien geeinigt hat. 4G ist dabei ein Platzhalter für „International Mobile Telecommunications-Advanced“.

Mittlerweile gibt es aber auch von LTE Advanced eine Steigerung – nämlich LTE Advanced Pro, auch 4.5G genannt. Diese optimierte Stufe steigert das Leistungsniveau im Netz nochmals deutlich. Davon profitiert beispielsweise der Netzbetreiber Vodafone mit seinen Tarifen mit bis zu 500 Mbit/s.

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5G – deutlich schneller, aber andere Frequenzen

Doch es geht noch schneller: Der Mobilfunkstandard der Zukunft heißt 5G. Dabei trennt man sich erstmals von den bisher genutzten Systemen und Frequenzen. Denn 5G ist nicht so einfach an den bestehenden Mobilfunkmasten nachrüstbar. Grund dafür: die sogenannte „Millimeterwellen-Technologie“. Die 5G-Mobilfunkwellen sind zwischen 1 und 10 Millimeter lang und damit viel komprimierter als bisherige Mobilfunkwellen (mehrere Zentimeter). Um das bisherige Netzwerk zu entlasten, kommen auch höhere Frequenzen zwischen 6 und 300 Gigahertz (GHz) zum Einsatz. Zum Vergleich: Das aktuelle Mobilfunknetz bewegt sich im Spektrum zwischen 0,8 und 2,6 GHz.

Um die höheren Frequenzen und kürzeren Wellen an den Nutzer zu bringen, gibt es jedoch noch einige Hindernisse:

  • Da die Wellen nicht mehr so leicht Wände und Hindernisse durchdringen können, ist ein Vielfaches an Antennen nötig, die Funkzellen müssen somit engmaschiger angeordnet werden
  • Für schnelle Reaktionszeiten unter einer Millisekunde benötigt es mehr Antennen pro Zelle als Nutzer (MIMO)

Nachdem die ersten 5G-Netze bereits in Südkorea, der Schweiz und Teilen der USA gestartet worden sind, bereitet sich auch Deutschland nach ersten Testphasen auf den 5G-Start vor. Und der bringt einige Vorteile gegenüber bisherigen Mobilfunktechnologien:

  • Theoretische Geschwindigkeiten von bis zu 100 Gbit/s (100-mal schneller als 4G), die schnellste bis jetzt gemessene Geschwindigkeit liegt bei 1,8 Gbit/s
  • sehr niedrige Latenzzeiten für Reaktionen in Echzeit
  • Nutzung höherer Frequenzbereiche bei gleichzeitig erhöhter Frequenzkapazität

Kritiker befürchten jedoch eine höhere Strahlenbelastung durch 5G und dadurch noch nicht zu kalkulierende gesundheitliche Auswirkungen:

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Von 1G bis 5G: Die Bedeutung der Mobilfunkstandards

Bereits bei den Vorgänger-Standards kam es immer wieder zu Verwirrung über die Bezeichnungen. TECHBOOK erklärt, welche Mobilfunk-Kürzel was bedeuten:

  • 5G: Die fünfte Mobilfunkgeneration wird bis zum Jahr 2020 erwartet. In Deutschland wird der Standard bereits getestet, einige Länder wie Südkorea, die Schweiz und die USA haben den Betrieb sogar schon offiziell aufgenommen.
  • 4G, LTE Advanced (2014): Die Ausbaustufe von LTE bezeichnete den Wechsel in die vierte Mobilfunkgeneration 4G. Bis zu 300 bis 400 Mbit/s im Download und bis zu 1000 Mbit/s bzw. 1 Gbit/s im Upload sind hier möglich. Gleichzeitig wurden die Latenzzeiten verringert und die Funkkapazitäten erhöht. Durch eine Bündelung von Frequenzbändern kann sogar eine Geschwindigkeit von theoretisch bis zu 500 Mbit/s im Download erzielt werden, was LTE Advanced Pro bzw. 4.5G entspricht.
  • LTE (2010): Dieser Standard setzt auf der UMTS-Infrastruktur auf. Die erste Ausbaustufe LTE wird mitunter auch als 3.9G bezeichnet und erlaubt eine maximale Bandbreite von bis zu 50 Mbit/s (Download).
  • 3.5G, HSPA (2006): Erweiterung von UMTS mit Bandbreiten bis zu 42 Mbit/s.
  • 3G, UMTS (2004): Dieser Mobilfunkstandard ermöglicht durch eine neue Funkzugriffstechnik das gleichzeitige Senden und Empfangen mehrerer Datenströme. Bandbreite: zunächst bis 384 kbit/s.
  • 2.75G, EDGE (2006): Weiterentwicklung von GSM durch Nutzung eines effizienteren Modulationsverfahrens. Das erste iPhone verwendete EDGE, Bandbreite: meist bis zu 150 kbit/s.
  • 2.5G, GPRS (2001): Digitale Datenübertragung. Die paketvermittelte Technik erreicht mit der Bündelung von mehreren GSM-Kanälen höhere Bandbreiten, meist bis 55 kbit/s.
  • 2G: Digitale Sprachübertragung im D-Netz (1992) mit dem auch international erfolgreichen GSM-Standard. Die Übertragung erfolgt leitungsvermittelt, Bandbreite: 9,6 oder 14,4 kbit/s. Mit den D-Netzen bekommt die Bundespost erstmals einen privaten Wettbewerber (D2 Mannesmann).
  • 1G: Mobiles Telefonieren in der ersten Generation funktionierte noch mit einer analogen Sprachübertragung: A-Netz (1958), B-Netz (1972) und C-Netz (1986). Beim A-Netz mussten die Verbindungen noch per Hand vermittelt werden. Ab dem B-Netz konnten die Teilnehmer selbst wählen. Das C-Netz konnte aktive Funkverbindungen beim Wechsel einer Funkzelle weiterreichen.

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