Datenübertragungsraten – LTE vs. 5G im Vergleich

Was bedeutet der Begriff Datenübertragungsrate?

Die Bezeichnung Datenübertragungsrate gilt als Maßstab der Leistungsfähigkeit, beziehungsweise der Geschwindigkeit eines Mobilfunknetzes. Die Datenrate, Bandbreite, Datentransferrate, Bitrate oder Verbindungsgeschwindigkeit sind weitere Begriffe, die häufig verwendet werden. Als Datenübertragungsrate wird eine digitale Menge an Daten bezeichnet, die in einer bestimmten Zeit mithilfe eines Übertragungskanals von Ort A nach Ort B übertragen werden kann. Sie ist sozusagen die Reisegeschwindigkeit von Daten wie Sprache, Musik, Videos, Fotos und Social Media-Inhalten. In der Regel werden Übertragungsgeschwindigkeit und Datenrate in Bit/s, kBit/s, MBit/s oder GBit/s angegeben. Diese Metrik dient zur Bewertung von Leistungsfähigkeit und Effizienz von Netzwerken und Übertragungstechnologien.

Mehrere Faktoren haben Einfluss auf die Datenübertragungsrate, wie in etwa das genutzte Endgerät, die Übertragungstechnologie, die aktuelle Netzlast oder -qualität. Die Datenübertragungsraten im Bereich Mobilfunk haben sich in den letzten Jahrzehnten enorm entwickelt, sodass Mobilfunk nicht mehr nur für die Nutzung von Smartphones genutzt wird, sondern mit der neuen 5G Technologie auch für den Austausch von verschiedenen Geräten, Sensoren und Maschienen. 5G ist entscheidend für Industrie 4.0 geworden.

Die Netzwerkgeschwindigkeit

Die Datenübertragungsrate wird in unterschiedlichen Messgrößen ausgedrückt. Diese geben an, wie viele Daten innerhalb einer bestimmten Zeitspanne übertragen wurden. Die gebräuchlichste Art, um die Netzgeschwindigkeit anzugeben, ist die kleinste Informationseinheit der Datenübertragung, dem sogenannten Bit pro Sekunde. Das Binary Digit (Bit) kann nur zwei Zustände annehmen: Entweder 0 oder 1, weswegen man für die Darstellung von mehr als zwei Werten mehrere Bits miteinander kombiniert. Das Bit wird je nach Größe der Datenmengen in Kilobit (Kbit), Megabit (Mbit), Gigabit (Gbit) oder Terabit (Tbit) angeführt. 
Die Einheiten können jeweils mit dem Faktor 1.000 einfach ineinander umgerechnet werden:

• 1 Kilobit = 1.000 Bits
• 1 Megabit = 1.000 Kilobits = 1.000.000 Bits
• 1 Gigabit = 1.000 Megabits = 1.000.000 Kilobits = 1.000.000.000 Bits

Bei Verbindungsgeschwindigkeiten bei Herunter- oder Hochladen von Daten wird von Bitraten gesprochen. Bitraten oder Datenübertragungsraten werden in Bit pro Sekunde angegeben, zum Beispiel KBit/s, MBit/s, GBits/s oder TBit/s.

LTE vs. 5G: Welche Datenübertragungsraten sind möglich?

Laut der deutschen Telekom liegt die maximale LTE Geschwindigkeit (4G) bei bis zu 300 Mbit/s im Download und bei 75 Mbit/s im Upload. Diese Angaben varrieren aber je Tarif, Netzausbau und Endgerät.
LTE+ (auch LTE Advanced genannt) kann Geschwindigkeiten von 1 Gbit/s im Download erreichen und bis zu 500 Mbit/s im Upload.
Die Geschwindigkeit von 5G hingegen kann bis zu 10 GBit/s erreichen, zumindest in der Theorie. Aktuell werden eher Downloadgeschwindigkeiten zwischen 100 Mbit/s und 1 GBbit/s erreicht. Hier beeinflussen ebenfalls Faktoren, wie Standort, Netzabdeckung und Anzahl der Nutzer, die Datenübertragungsrate.

In der aktuellen Ausbaustufe ist die Geschwindigkeit des 5G-Mobilnetzes somit in etwa gleich hoch, wie die der höchsten Ausbaustufe des Standards LTE-Advanced. Dennoch kann bereits jetzt durch die verbesserte Latenz auf die gewünschten Inhalte schneller zugegriffen werden. Neue Spezifikationen versprechen in naher Zukunft zusätzlich die zwanzigfache Datenrate und mehr.

Da sich der Ausbau des 5G-Netzes noch in der Anfangsphase befindet, benötigt es wohl noch einige Zeit, bis die anvisierte Datenübertragungsrate von 20 Gbit/s tatsächlich erreicht werden kann.

Einflussfaktoren auf die Datenübertragungsraten

Die Datenübertragungsrate wird von einigen Faktoren beeinflusst, wie zum Beispiel:

• Übertragungstechnologien: Im Mobilfunkbereich sind für die Datenübertragungsgeschwindigkeit die folgenden Technologien entscheidend – GSM (2G), UMTS (3G), LTE (4G) und 5G.
• Schlechter Empfang oder Standort: In der Regel kann das beeinflusst werden durch Hindernisse, wie Gebäude oder auch Hügel/Berge. Ebenfalls, wenn ein Gebiet nicht ausreichend versorgt ist.
• Aktive Benutzer: Eine große Rolle spielt auch, wie viele Nutzer eine Mobilfunkzelle beanspruchen. In engbesiedelten Gebieten kann es daher trotz neuester Mobilfunktechnologien zu Schwierigkeiten kommen.
• Tarifbeschränkungen: Viele Mobilfunktarife begrenzen die maximale 5G-Geschwindigkeit oder das Datenvolumen.
  Selbst wenn das 5G-Netz theoretisch hohe Geschwindigkeiten ermöglicht, kann der Tarif eine Drosselung vorsehen.
• Geräteproble: Beispielsweise, wenn das genutzte Endgerät kein 5G unterstützt.

Warum ist die Datenübertragungsrate im 5G-Netz schneller als im LTE-Netz?

LTE und 5G nutzen manche der bestehenden Frequenzbereiche und Bandbreiten gemeinsam. Zusätzlich werden bei 5G Frequenzen verwendet, die eigens für diesen Mobilfunkstandard reserviert sind.  
 
Im Gegensatz zu LTE benötigt das 5G-Netz mehr Funkantennen an seinen Basisstationen (MIMO). Diese neuen 5G-Antennen funktionieren jedoch um einiges präziser, als die bisher genutzten, da sie anstatt ziellos abzustrahlen, zielgerichtet an einen oder mehrere Handynutzer funken.  
Vor allem in den deutschen Metropolen wird mit den neuen technischen Maßstäben eine Leistungssteigerung angestrebt. 5G soll dort den stetig wachsenden Datenverkehr entlasten.