LTE vs. 5G: Was ist der Unterschied?

In diesem Blogbeitrag bewerten wir 4G LTE und 5G, um Ihnen zu helfen, die richtige Technologie für Ihre Anforderungen zu finden. Ein wesentlicher Unterschied zwischen 4G und 5G ist die Geschwindigkeit. Das bedeutet, dass Anwendungen, die schnellere Reaktionszeiten benötigen, durch die Migration auf die 5G-Technologie enorme Vorteile erfahren.

Ein weiterer wichtiger Unterschied ist die geringere Latenzzeit, die Funktionen wie die Fernsteuerung von Maschinen mit Augmented Reality und 4K-Videostreaming ermöglicht. Diese Funktionen werden wiederum eine breite Palette neuer Anwendungen in Unternehmen, im Transportwesen, in der Medizin, im Einzelhandel, im verwalteten Heimbüro, in der Fertigung und in anderen industriellen IoT Anwendungsfällen ermöglichen. Und schließlich verspricht 5G eine höheres Maß an Sicherheitund ermöglicht sicherere Einzelhandels- und Finanztransaktionen sowie eine bessere Cyberabwehr für 5G-Geräte.
 
Ist 5G also das Richtige für Ihre geschäftlichen Anforderungen, und wenn ja, wann? Laut der Ericsson Mobilitätsbericht November 2021Es wird prognostiziert, dass 5G bis Ende 2027 die dominierende Netztechnologie sein wird. In der Zwischenzeit haben 4G-LTE-Netze noch eine lange Lebensdauer vor sich, sodass Sie bei der Netztechnologie mehrere Optionen haben. Wenn 4G LTE Ihre Anforderungen an Leistung und Durchsatz erfüllt, können Sie auf absehbare Zeit bei dieser Technologie bleiben. Es gibt jedoch auch ein starkes Argument für eine zukunftssichere Bereitstellung mit 5G-Geräten - die 4G-Fallback beinhalten -, um die Vorteile von 5G zu nutzen, sobald der Netzausbau abgeschlossen ist.
 
Lesen Sie diesen Blogbeitrag, um zu erfahren, wie die Netze im Vergleich zueinander stehen, und um die richtige Technologie für Ihre Zwecke auszuwählen.
 

Sind LTE und 5G das Gleiche?

Viele kommerzielle Unternehmen prüfen heute bei der Planung ihrer Bereitstellungen zwischen 3G, 4G und 5G. Mit 3G-Netze werden abgeschaltet um den Weg für den 5G-Ausbau freizumachen, so dass 4G und 5G zur Debatte stehen. Also - was ist der Unterschied zwischen 5G und LTE?

Die 4G-LTE-Technologie ist der Vorläufer von 5G. Sie wurde im Laufe der Zeit von LTE und LTE Advanced zu LTE Advanced Pro weiterentwickelt und brachte viele grundlegende Funktionen ein, die auch in 5G-Netzen genutzt werden. Zum Beispiel MIMO, d. h. die Fähigkeit, mehrere Antennen zu nutzen, um Informationen schneller und zuverlässiger zu übertragen und zu empfangen. Oder Carrier Aggregation (CA), die verschiedene Frequenzbänder dynamisch zu einer schnelleren Datenleitung kombiniert.
 
5G ist der nächste große Schritt und damit die nächste Generation in dieser langfristigen Entwicklung. Sie nutzt ein neues Funkgerät (5G-NR) und eine neue Netzinfrastruktur (5G-gNB). Zusammen mit neuen Frequenzen, bis hin zu 5G mmWave, verleihen diese Bestandteile 5G seine Flexibilität, um hohe Geschwindigkeiten, niedrige Latenzzeiten und eine größere Anzahl von Geräten pro abgedecktem Bereich bereitzustellen - und das alles im selben Netz.
 

Was ist LTE?

LTE steht für "Langfristige Entwicklung". Der Begriff wurde mit der Einführung von 4G geprägt, um die vielen schrittweisen Fortschritte zu kennzeichnen, die in der Zeit nach der Einführung von 4G gemacht wurden. 4G-LTE-Geschwindigkeiten liegen heute im Durchschnitt zwischen 50 und 250 Mbit/s, was eine Größenordnung mehr ist als das, was 3G-Netze bieten konnten.
 
LTE beschreibt die technologischen Fortschritte, die 4G gebracht hat. Diese sind in Wellen eingetroffen - von der ersten Einführung von 4G LTE über 4G LTE-Advanced (LTE-A) bis hin zu 4G LTE-Advanced Pro (LTE-AP), der derzeit schnellsten verfügbaren 4G-Option.
 
LTE ist 3G überlegen und seine Fähigkeiten schaffen ein Leistungskontinuum bis zu 5G und darüber hinaus. Für viele Anwendungen ist es heute vollkommen ausreichend, und tatsächlich teilen sich 4G-Netze die Bandbreite mit 5G-Netzen und werden uns noch viele Jahre lang begleiten.
 

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Vorteile von LTE

Angesichts der Einführung von 5G fragen sich viele, wann 4G auslaufen wird. 4G LTE hat viele Vorteile, die es auch noch lange nach der allgemeinen Verfügbarkeit von 5G beibehalten wird, und so werden 4G LTE und 5G voraussichtlich noch mindestens ein Jahrzehnt lang nebeneinander bestehen. Ist 5G besser als 4G? Ja, 5G ist in vielerlei Hinsicht besser, aber 5G-Netze haben noch nicht die Reichweite, um ohne das Rückgrat des 4G-LTE-Netzes und all dessen, was es bietet, eigenständig zu existieren. Und 5G-Geräte decken heute nur den High-End-Hochgeschwindigkeitsbereich der 5G-Vision ab, während Geräte der mittleren und unteren Leistungsklasse in den kommenden Jahren folgen werden.
 
Hier sind einige der wichtigsten Vorteile von LTE:

• Kostengünstiges Funkgerät: 100 Mbit/s oder mehr sind ein Overkill für einfache Funkanwendungen, die mit 3G-Leistungsniveaus ausreichend betrieben werden können. Durch die Nutzung der niedrigen Frequenzen des LTE-Netzes kann eine breite Palette von Produkten kostengünstiger betrieben werden. 
• Breite Abdeckung für IoT: Die Verfügbarkeit von 4G-LTE-Netzen ist in den meisten Ländern der Welt nahezu flächendeckend. Für die Mehrheit der drahtlosen IoT Einsätze ist ein preisgünstiger Netzzugang ein wesentliches Element des Business Case für jede Anwendung.
• Mobiles Video: Früher konnten mit 3G Videos unterwegs abgespielt werden, allerdings mit geringer Auflösung und häufigen Pufferungen, was zu einem schlechten Nutzererlebnis führte. Die überlegene Leistung von LTE im Vergleich zu 3G war für die stetige Verbreitung von hochwertigem mobilem Videostreaming verantwortlich.

Die Zukunft von LTE

Die Zukunft von 4G LTE ist noch offen. Einige 5G-Funktionen sind noch nicht verfügbar und werden für bestehende Anwendungen, die mit der Bandbreite und Latenz von 4G-LTE-Netzen gut funktionieren, nicht sofort benötigt. 4G LTE-Geräte werden weiterhin funktionieren und können oft mit der Aufrüstung auf 5G warten. Und private LTE-Netze auf der Grundlage von CBRS ermöglichen heute viele neue 4G-LTE-Anwendungsfälle. 

Da sich 4G LTE und 5G das Spektrum teilen und 5G-Geräte in Gebieten, in denen 5G noch nicht etabliert ist, eine Ausfallsicherung auf 4G bieten, wird sich die Migration von LTE zu 5G über einen Zeitraum von zehn Jahren oder mehr erstrecken.
 

Was ist 5G?

 
5G steht für "Fünfte Generation" und übertrifft die Geschwindigkeit von 4G von einigen 100 Mbps mit 1 Gbps heute und wird schließlich eine Latenzzeit im einstelligen Millisekundenbereich bieten.
 
Echte 5G wird man vielleicht erst in städtischen Gebieten sehen, wenn Fester drahtloser Zugang (FWA)und verbindet Haushalte und Unternehmen mit dem Internet. Das Verlegen von Kabeln ist teuer, und kabelgebundene Verbindungen können unzuverlässig sein. Deshalb nutzen heute viele Kunden 4G LTE als drahtlose Backup-Verbindung. Dank der höheren Leistung und der robusteren Infrastruktur von 5G verzichten immer mehr Kunden auf eine Kabelverbindung und stellen auf 5G FWA als primäre Internetverbindung um, ohne dass ein MobilfunkBackup erforderlich ist. Dadurch werden Kosten und Komplexität reduziert. Und da die Geschwindigkeit und der Durchsatz mit 5G exponentiell höher sind als bei älteren Netzen, sind die möglichen Anwendungen für 5G - nach heutiger Vorstellung - nahezu grenzenlos.
 

Vorteile von 5G

Der Übergang zu 5G wird Folgendes mit sich bringen höhere Bandbreite, weitere Geräte, erhöhte Zuverlässigkeit. Der größte Vorteil für viele Anwendungen wird jedoch die Verringerung der Latenzzeit sein, die es Geräten ermöglicht, innerhalb weniger Millisekunden miteinander zu kommunizieren. Abgesehen von einer besseren Abdeckung Mobilfunk wird 5G einige branchenverändernde Fortschritte im Internet der Dinge (IoT) ermöglichen.

• Virtuelle Realität: Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) sind nicht nur für Gamer gedacht, sondern finden auch im medizinischen Bereich und bei einer Vielzahl von Schulungsanwendungen Anwendung, bei denen Experten die Auszubildenden aus der Ferne anleiten können. Eine hohe Bandbreite und niedrige Latenzzeiten sind für diese Anwendung entscheidend.
• Autonome Autos: Selbstfahrende Autos müssen in der Lage sein, innerhalb von Sekundenbruchteilen miteinander und mit Verkehrsmanagementsystemen zu kommunizieren sowie Fußgänger und Hindernisse zu erkennen. Die geringere Latenzzeit von 5G wird die Zeit verkürzen, die Fahrzeuge benötigen, um auf potenzielle Gefahren, Straßenbau, Beschilderung und andere Variablen zu reagieren.
• Industrielle Automatisierung: Bei Präzisionsautomatisierungsanwendungen müssen Maschinen in der Lage sein, Anomalien in Komponenten zu erkennen, Warnungen zu senden, Förderbänder anzuhalten und andere Aktionen in Echtzeit durchzuführen. Die Fähigkeit, diese Signale innerhalb von Millisekunden nach einem erkannten Problem zu senden, erhöht die Sicherheit und Effizienz in der Automatisierung erheblich. 
• Telemedizin und Fernchirurgie: Mit seiner hohen Geschwindigkeit und geringen Latenzzeit wird 5G die Entwicklung telemedizinischer Anwendungen wie Fernoperationen beschleunigen. Mithilfe von hochauflösenden Kameras und 5G-Konnektivität kann eine Operation, die von Chirurgen in einer Stadt durchgeführt wird, per Livestream an einen Spezialisten in einer anderen Stadt übertragen werden, der das Operationsteam in Echtzeit berät, während die Operation stattfindet.

Ist 5G überall verfügbar?

Nahezu jede Region der Welt hat zumindest mit der Einführung von 5G begonnen, auch wenn die Akzeptanz bisher sehr ungleichmäßig ist. Nach Angaben der Ericsson Mobilitätsbericht 2021Nordostasien hat die höchste 5G-Durchdringung, gefolgt von Nordamerika, den Ländern des Golf-Kooperationsrates [zu dem Saudi-Arabien und die VAE gehören] und Westeuropa."

Während das Wachstum je nach Region variiert, hat sich die 5G-Abdeckung weltweit in nur einem Jahr verdreifacht, Anstieg von 5 % der Weltbevölkerung im Jahr 2019 auf 17 % im Jahr 2020. 
 

Was ist der ganze Hype um 5G? Ist 5G besser als LTE?

Viele Menschen fragen, was schneller ist: 5G oder LTE? Heutzutage können die Nutzer von Handheld-Geräten den Unterschied vielleicht nicht erkennen. Das ist natürlich trügerisch. In der kommerziellen und industriellen Welt, in der Digi tätig ist, sehen unsere Kunden die Möglichkeiten von 5G deutlich. Denken Sie zum Beispiel an ein Unternehmen mit weltweit verteilten Mitarbeitern, die alle sicher mit dem Unternehmensnetzwerk verbunden sein müssen.
 
Mit einem Upgrade auf hochleistungsfähige 5G-Unternehmensrouter werden diese Mitarbeiter eine drastisch verbesserte Leistung und Produktivität erfahren. Und wie wir bereits erörtert haben, werden die Anwendungen, die derzeit entwickelt werden, um diese höhere Leistung zu nutzen, mit der vollständigen Einführung von 5G Lichtjahre voraus sein und in der Lage sein, in Sekundenbruchteilen weltweit zu kommunizieren.
 

Arten von 5G

Es gibt drei verschiedene Arten von Frequenzen für das 5G-Netz: High-Band, Mid-Band und Low-Band. Das Spektrum ist unter den drei großen Mobilfunkunternehmen in den USA, T-Mobile, AT&T und Verizon, aufgeteilt. Jedes Unternehmen hat seinen eigenen Plan, wie es 5G ausbauen will, um die Bedürfnisse seiner Kunden zu erfüllen.

• High-Band 5G: High-Band oder Millimeterwelle (mmWave) liefert die höchsten Frequenzen von 5G, die von 24 GHz bis 100 GHz reichen. High-Band 5G kann Geschwindigkeiten erreichen, die bis zu 10-mal höher sind als bei LTE. Da hohe Frequenzen jedoch nicht ohne Weiteres Wände oder dichtes Blattwerk durchdringen können, wird es hauptsächlich für Anwendungen mit geringer Reichweite verwendet.
• 5G-Mittelband: Das Mittelband arbeitet im Bereich von 2-6 GHz und bietet eine Kapazitätsschicht für städtische und vorstädtische Gebiete. In diesem Frequenzband werden Spitzengeschwindigkeiten von Hunderten von Mbit/s erreicht.
• Low-Band 5G: 5G Low-Band arbeitet unter 2 GHz und bietet Geschwindigkeiten, die etwa 20 % schneller sind als 4G LTE. Dieses Band nutzt Frequenzen, die bereits heute genutzt werden, und unterstützt 5G-Geräte, die jetzt auf dem Markt sind.

Wie funktioniert LTE?

Im Gegensatz zu den 2G/3G-Netzen, die unterschiedliche Technologien für die Übertragung von Sprache und Daten verwendeten, nutzt LTE nur den IP-Verkehr, was schnellere Übertragungsgeschwindigkeiten und geringere Latenzzeiten ermöglicht. LTE ist eine Verbesserung des 3G-Netzes und eine Weiterentwicklung des 4G-Netzes, die dazu beiträgt, den Service zu optimieren, und es Ihnen ermöglicht, mit mobilen Geräten Dinge zu tun, die bei langsameren Netzgeschwindigkeiten nicht möglich sind.

Das folgende Diagramm aus unserer 5G-Netzwerkarchitektur Blog zeigt, wie LTE aus Sicht der Architektur funktioniert:

 Quelle: 3GPP
 

LTE-Geschwindigkeit

Die LTE-Geschwindigkeiten liegen zwischen den 20 Mbit/s der 3G-Abdeckung und den 100 Mbit/s von echtem 4G. Die Geschwindigkeiten variieren in der Regel je nach Mobilfunkanbieter und Nähe zu einem Sendemast. Auch wenn sie nicht so schnell wie 5G ist, ist die LTE-Leistung für viele kommerzielle Anwendungen ausreichend.
 

LTE-Netz

Was ist der Unterschied zwischen LTE und Wi-Fi? Die meisten Verbraucher wechseln hin und her, ohne es überhaupt zu merken. Wenn das eine nicht funktioniert, stellt das andere normalerweise automatisch eine Verbindung her. Da Wi-Fi mit einem Router verbunden ist, ist die Reichweite auf die Reichweite des lokalen Routers beschränkt, in der Regel etwa 100 Meter, während die Reichweite von LTE praktisch unbegrenzt ist.
 

Wie funktioniert 5G?

5G basiert auf einer dichten Infrastruktur von MobilfunkTürmen, die derzeit von den großen Mobilfunkunternehmen errichtet werden. Das Netz kann für die Grundversorgung auf die bestehenden 4G-Masten zurückgreifen, benötigt aber viele weitere, kleinere Masten, um die Hochbandgeschwindigkeiten in Großstädte zu bringen, insbesondere für Anwendungen wie autonome Fahrzeuge.

Das folgende Diagramm aus unserer 5G-Netzwerkarchitektur Blog zeigt, wie 5G im Vergleich zu 4G funktioniert:


 Quelle: Techmania
 

5G-Geschwindigkeit

Wie schnell ist 5G? Die maximale 5G-Geschwindigkeit hängt von einer Reihe von Faktoren ab, u. a. von der Nähe zum Sendemast, der Menge des für die Anwendung benötigten Spektrums, dem Backhaul, den Antennen und der verfügbaren Verarbeitungsgeschwindigkeit. Theoretisch können 5G-Internetgeschwindigkeiten Folgendes erreichen 20 Gbit/s unter idealen Bedingungen. Realistisch gesehen, soll 5G Geschwindigkeiten von 1 Gbit/s wenn sich die Nutzer in Reichweite eines Sendemastes befinden.
 
Diese Möglichkeiten sind noch Jahre entfernt, aber die Geschwindigkeiten könnten sich erhöhen, wenn in den Großstädten neue Sendemasten installiert werden. In ländlichen Gebieten, die 10 Mbit/s erhalten, könnten die Geschwindigkeiten 100 Mbit/s erreichen, wenn die 5G-Niedrigbandabdeckung beginnt, 4G LTE zu ersetzen.
 

Das 5G-Netz: Anwendungen und Anwendungsfälle

 
Die Netzarchitektur von 5G werden engmaschig sein, da die für schnellere Verbindungen verwendeten Hochfrequenzwellen eine geringere Reichweite haben als die von 4G und seinen Vorgängern verwendeten Niederfrequenzwellen. Für 5G-Netze optimierte Geräte werden echte Funktionen der nächsten Generation bieten.
 
In Großstädten werden MobilfunkAntennen an Telefonmasten oder Straßenlaternen aufgestellt, wo eine sofortige Verbindung für das Verkehrsmanagement und autonome Fahrzeuganwendungen benötigt wird, wie bereits erwähnt. Das mittlere Band wird in den Vorstädten und das niedrige Band in ländlichen Gebieten genutzt werden, wo die Nähe zu MobilfunkTürmen begrenzt ist.
 
Mobile Verkehrssysteme wie Busse und Bahnen werden in der Lage sein, bandbreitenintensivere Systeme wie hochauflösende Sicherheitsvideos zu integrieren und viele verschiedene Systeme an Bord in weniger Geräten zu konsolidieren, die über eine erheblich verbesserte Geschwindigkeit und Funktionalität verfügen - mit Lösungen wie Digi's 5G-native Transport-Router. Mit 4G-LTE-Fallback ermöglichen diese Lösungen eine durchgängige Konnektivität über ihre Strecken, selbst dort, wo 5G-Netze noch in der Entwicklung sind.
 
Darüber hinaus werden Unternehmen wie der Einzelhandel und Banken sowie Produktionsstätten und IT-verwaltete Heimbüros einen enormen Geschwindigkeits-, Zuverlässigkeits- und Sicherheitszuwachs durch 5G-native MobilfunkRouter erfahren, wie z. B. EX50 5G von Digi mit Wi-Fi 6.
 

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