5G: Der neue Mobilfunkstandard für Smartphones & die vernetzte Welt – Ausbau schreitet voran

5G Netz in Deutschland: Versteigerung, Frequenzen & Handy

Die Frequenzen für den neuen Mobilfunkstandard 5G sind vergeben, die Netze werden mit Hochdruck aufgebaut. Wir zeigen Dir im ersten Abschnitt dieses Ratgebers, welche Frequenzblöcke Telekom, Vodafone und Telefónica sowie 1&1 haben. Dabei gehen wir auch auf die Kosten der Frequenzversteigerung ein, die die Bundesnetzagentur veröffentlicht hat. Des Weiteren erfährst Du in diesem Ratgeber auch, welche Smartphones es für den neuen Standard gibt und wie der Netzausbau bei der Netzbetreibern voranschreitet.

Außerdem gehen wir auf das Thema Sicherheit und Gesundheit ein.

Was ist 5G?

5G ist schlicht die Abkürzung für ‚5. Mobilfunkgeneration‘ und kurz gesagt die Weiterentwicklung von 4G – auch LTE (Long Term Evolution) genannt – weshalb ein Großteil der Basisstationen weiterverwendet werden kann. In manchen Fällen reicht sogar ein Firmware-Update der Basisstationen aus, um diese bereit für die fünfte Mobilfunkgeneration zu machen.

Welche Frequenzen hat 5G?

5G nutzt einige der bisher schon für den Mobilfunk und fürs Fernsehen verwendeten Frequenzen (z.B. 700 und 2100 MHz). Im Gegensatz zu 4G/LTE kommen für 5G aber auch deutliche höhere Frequenzen für das Mobilfunksignal zum Einsatz. Hierbei standen in der ersten Runde der Frequenzauktion der Bundesnetzagentur – kurz BNetzA – Frequenzen im Bereich von 2 GHz sowie 3,4 bis 3,7 GHz (auch „3,6-GHz-Bereich“ genannt) zur Versteigerung. Diese kurzwelligen Frequenzen sind eher nicht dazu geeignet, auf absehbare Zeit die Mobilfunkzukunft „in die Fläche“ zu bringen. Antennen auf diesen Frequenzen müssen noch engmaschiger gebaut werden, als es bei 4G/LTE der Fall ist.

Im Rahmen der DVB-T-Abschaltung werden Blöcke im 700-MHz-Bereich frei. Diese werden ausschließlich auf das alte Trio aus o2, Telekom und Vodafone aufgeteilt. Dieser Frequenzbereich eignet sich hervorragend, um große Flächen abzudecken; weniger jedoch, um besonders hohe Bandbreiten zu erzielen. Vodafone hatte bereits im Sommer 2019 angekündigt, dies auszunutzen.

Wie ist die Frequenzversteigerung ausgegangen?

Die von der BNetzA als Inhaber der nationalen Lizenzen festgelegte Auktion ging vom 19.03.bis 13.06.2019. Es war die mit Abstand längste und eine der teuerste Frequenzversteigerungen überhaupt. Insgesamt sind 6,550 Milliarden € zusammengekommen, nach sagenhaften 497 Runden.

• 1&1 mit 1,070 Mrd. € Gesamtkosten:
  • 2-GHz-Band mit 2×10 MHz (335 Mio. €)
  • 3,6-GHz-Band mit 50 MHz (0,735 Mrd. €)
• Telekom mit 2,175 Mrd. € Gesamtkosten:
  • 2-GHz-Band mit 4×10 MHz (852 Mio. €)
  • 3,6-GHz-Band mit 90 MHz (1,323 Mrd. €)
• Telefónica mit 1,425 Mrd. € Gesamtkosten:
  • 2-GHz-Band mit 2×10 MHz (381 Mio. €)
  • 3,6-GHz-Band mit 70 MHz (1,044 Mrd. €)
• Vodafone mit 1,880 Mrd. € Gesamtkosten:
  • 2-GHz-Band mit 4×10 MHz (807 Mio. €)
  • 3,6-GHz-Band mit 90 MHz (1,073 Mrd. €)

Hier nochmals das ersteigerte Spektrum der Netzbetreiber in grafischer Form:

Im Vorfeld haben sich mehrere Unternehmen beworben. Letzten Endes sind neben den drei bekannten deutschen Netzbetreibern Deutsche Telekom, Vodafone Deutschland und Telefónica Deutschland der Konzern United Internet mit seiner Marke 1&1 als vierter Bieter hinzugekommen. Gemäß der Vorgaben wurde je Frequenzblock, es stehen insgesamt 41 Frequenzblöcke zur Versteigerung, ein Mindestgebot zwischen 1,7 und 5 Millionen Euro von den Bietern erwartet.

Hierbei ist wichtig zu wissen, dass die Nutzungsrechte im 2-GHz-Band erst ab 2021 bzw. 2026 gelten.

Welche Frequenzbänder sind bei 5G wichtig?

In Deutschland sind zunächst drei 5G-Frequenzbereiche und damit -Bänder wesentlich, auf die Du beim Kauf eines „5G“-Smartphones achten musst:

• 5G-Band n1: 2,1-GHz-Bereich
• 5G-Band n28: 700-MHz-Bereich
• 5G-Band n78: 3,6-GHz-Bereich
• (später) 5G-Band n258: 26-GHz-Bereich (mmWave)

Welche Vor- und Nachteile hat 5G?

Zu Beginn wird die neue Technologie vor allem für die Industrie und Autonome Fahrzeuge von Bedeutung sein. Grund dafür ist nicht nur die höhere Geschwindigkeit bei der Übertragung von Daten, sondern vor allem die schnellere Reaktionszeit, genannt Latenz. Beträgt besagte Latenz im Schnitt noch etwa 50 Millisekunden in 4G-LTE-Netzen in der Praxis, sinkt dieser Wert auf etwa 3 Millisekunden mit dem 5G-Netzstandard in ersten praxisnahen Tests. Gerade bei autonomen Fahrzeugen kann dieser kurze Zeitraum den Unterschied zwischen Unfall oder keinem Unfall ausmachen.

Aber auch Privatkunden können von 5G profitieren. Dabei kommt das Thema Gaming und virtuelle Welten zur Sprache. Durch die schnelleren Reaktionszeiten lassen sich auch noch größere, bessere Videos innerhalb kurzer Zeit streamen. Dies bedeutet einen großen Fortschritt in Richtung Entertainment bei Musik und Film!

5G für die vernetzte Welt (Bild: mohamed_hassan)

Verbesserungen von 5G im Vergleich zu 4G auf einen Blick:

• Kürzere Latenzzeiten unter 1 Millisekunde (ms)
• Datenraten von bis zu 20 GBit/s im Downstream
• Höhere Frequenzbereiche nutzbar
• Höherer Datendurchsatz und größere Frequenzkapazitiät
• Echtzeitanwendungen mit mehreren hundert Menschen gleichzeitig und weltweit (Gaming)

Wer hat 5G erfunden bzw. entwickelt?

‚Erfunden‘ im weitesten Sinne hat den Standard die 3GPP (Third Generation Partnership Project), welche auch für die technische Standardisierung zuständig ist. Das bedeutet, dass dieses Gremium, bestehend aus derzeit 6 nationalen Standardisierungsbehörden, sich um die technischen Grundlagen kümmert, damit Mobilfunkgeräte möglichst fehlerfrei miteinander „in derselben Sprache“ kommunizieren können. Ohne solche Vorgaben wäre eine Hersteller-übergreifende Kommunikation sehr schwer möglich.

Wer baut 5G Netze?

Gebaut werden die Netze von den jeweiligen nationalen Netzbetreibern. In Deutschland sind das die Deutsche Telekom, Vodafone Deutschland, Telefónica Deutschland und nun auch 1&1 Drillisch AG. Die notwendige Technik wird hierbei zum größten Teil von Huawei geliefert, aber auch Nokia Networks und Ericsson liefern Netzkomponenten an die Netzbetreiber.
Dadurch, dass nun auch 1&1 5G-Frequenzen ersteigert hat, wird der Konzern hinter den Drillisch-Marken sowie von 1&1 ebenfalls aktiv am Netzausbau mit eigenen Antennenstandorten eingreifen. Hier wird voraussichtlich ZTE als federführender Netzwerkausrüster zum Zuge kommen.

Wo gibt es 5G?

5G wird es überall in Deutschland geben. Gemäß den Auflagen durch die Bundesnetzagentur müssen bis Ende 2022 etwa 98 Prozent aller deutschen Haushalte eines Bundeslandes mittels 5G erschlossen sein. Hinzu kommt, dass alle Bundesautobahnen, wichtigsten Bundesstraßen sowie wichtige Fernstrecken des Bahnverkehrs mit mindestens 100 MBit/s versorgt werden müssen. In einer zweiten Ausbaustufe bis Ende 2024 sollen schließlich die restlichen Bundes-, Landes-, Staatsstraßen, Seehäfen und wichtige Wasserstrecken mit ebenfalls mindestens bis zu 100 MBit/s erschlossen werden.

Die ersten tatsächlich ganz normal kommerziell nutzbaren 5G-Netze gab es jedoch unter anderem zuerst in Südkorea und den USA. In Europa gelten Frankreich sowie Großbritannien als Vorreiter mit dem Start kommerzieller Netze für Privatkunden, aber auch in der Schweiz und in Österreich sind die ersten 5G-Netze schon in nennenswertem Umfang in Benutzung. Alle genannten Länder haben im Frühjahr 2019 den Start vollzogen. In Deutschland werden seit etwa Jahresmitte entsprechende Tarife angeboten, die aber zunächst nur für Tester zur Verfügung standen.

Wie lange dauert es, bis 5G ausgebaut wird?

Dazu gibt es keine verlässlichen Angaben, da der Ausbau von vielen Faktoren abhängt. Vor allem die Höhe der Investitionen in die Frequenzlizenzen wird den Ausbau massiv beeinflussen, da diese Summen am Ende für den eigentlichen Netzausbau fehlen. Seit dem Start der ersten kommerziell verfügbaren 5G-Netze in 2019 bei der Telekom und Vodafone schreitet der Ausbau sichtlich voran.

5G-Netz: Ausbau und Verträge bei Telekom, Vodafone, o2 und Co.

Jeder möchte bei 5G der Erste sein, aber nicht jeder schafft es. Zudem stehen den Mobilfunkern noch viele Steine im Weg. Von einem flächendeckenden oder gar gut ausgebauten 5G-Netz in Deutschland, sind wir noch weit entfernt. Allerdings schreitet der Ausbau voran, wie die Vorhaben, Ziele und bereits getätigten Schritte der Telekom, Vodafone, o2 und 1&1 zeigen.

Telekom & 5G:

Bei der Deutschen Telekom erfolgte der Start des 5G-Netzes Anfang September 2019 unter anderem in Berlin, Bonn, Darmstadt, Köln und München. Du kannst den Ausbau auf der interaktiven Karte verfolgen. Der 5G-Ausbau erfolgt im Eiltempo im Frequenzbereich um 2100 MHz, aka 5G Band n1. Das hat YouTuber Tobias Dirking April 2020 herausgefunden und wurde von der Telekom mittlerweile bestätigt.

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Die Telekom bietet bereits erste 5G-kompatible Tarife, die preislich im gewohnten Rahmen liegen. Alle Kunden mit einem der neuen MagentaMobil-Tarifen können ohne Aufpreis 5G nutzen, sofern es natürlich verfügbar ist. Mehr zu den Telekom Tarifen mit 5G erfährst Du in einem anderen Artikel.

Vodafone & 5G:

Vodafone war der erste Netzbetreiber in Deutschland mit einem öffentlich nutzbaren 5G-Netz. Zudem gelang es Vodafone, europaweit erstmals 5G Stand Alone im Wirknetz anzubieten – noch vor der Telekom!

Obwohl dem Netzbetreiber damit gleich zwei Coups gelungen sind, hinkt der Ausbau etwas der Telekom hinterher. Zwar setzt Vodafone beim Ausbau des 5G-Netzes auf das Band um 700 MHz (5G-Band n28), um eine gute Abdeckung in der Fläche zu erreichen und liegt mit dem Ausbau damit deutlich vor der Telefónica. Dennoch zeigt ein Vergleich der Netzabdeckung, dass hier noch Luft nach oben ist.

Auch Vodafone zeigt 5G auf seiner Netzkarte an, wobei auch die Standorte der Sendemasten eingeblendet werden.

Vodafone hat die 5G-Option für alle Neukunden mit Verträgen in den Tarif-Familien Red-, Young- und Red Business Prime kostenlos freigeschaltet, Bestandskunden können sie für 5 € pro Monat nachbuchen. Mehr zu dieser Option bei Vodafone und zum Ausbau-Fortschritt erfährst Du in einem anderen Artikel. Wer schon jetzt einen 5G-Tarif bestellt, kann vorerst nur punktuell bereits 5G nutzen. Ansonsten surfst Du mit 4G bzw. LTE Max über das gut ausgebaute Netz. Alle Infos zu den Preisen, der Verfügbarkeit und den Details der Tarife von Vodafone erfährst Du in separaten Bericht.

o2 & 5G:

o2 hat mit dem 5G-Netzaufbau in Berlin, München, Hamburg, Frankfurt am Main und Köln begonnen. Der Start des neuen 5G-Netzes war am 03.10.2020. Seit dem 06.10.2020 ist das 5G-Netz auch für Privatkunden nutzbar. Details zum Ausbau und zum Start erläutern wir vertiefter in unserem Ratgeber zum 5G-Netz von o2.

In ländlichen Regionen soll dagegen vorerst LTE stärker ausgebaut werden. O2 fokussiere sich bei 5G auf die Industrie, wie uns die Pressestelle auf Nachfrage mitgeteilt hat. 5G-fähige O2-Tarife sind o2 Free Unlimited Smart / Max + Free L (Boost) (achte auf das Label „5G-ready“). Bestehende Verträge vom Typ o2 Free Unlimited vom Jahr 2018 werden nicht nachträglich 5G-ready.

1&1 & 5G:

Die Drillisch Netz AG hat im Namen von United Internet als Dachkonzern an der Frequenzauktion teilgenommen und sich mehrere Frequenzen gesichert. Um den eigenen Plänen folgend noch im Jahr 2021 starten zu können, hat der Konzern von Konkurrent Telefónica Deutschland zwei Frequenzblöcke in den künftigen 5G-Frequenzen angemietet. Weiteres zu dem Deal, der auch zu National Roaming führen könnte, erfährst Du in einem separaten Artikel über 1&1 Drillisch und das 5G-Netz.

Seit dem 06.10.2020 vermarktet 1&1 echte 5G-Tarife, die sofort mit dem neuen Netzstandard im Telefónica-Netz nutzbar sind. Bisher vermarktete 1&1 so genannte „5G ready“-Verträge ausschließlich in Verbindung mit Tarifen auf Basis des o2-Netzes. Die Freischaltung für 5G erfolgt dann wie bei o2 per Option. Im Hilfecenter heißt es weiter, D-Netz-basierte 1&1-Tarife seien derzeit nicht als 5G ready erhältlich.

Auf der technischen Seite heißt es, 1&1 werde ein „Open-RAN-5G-Netz errichten“. Dies hatte der United-Internet-Vorstandsvorsitzende Ralph Dommermuth auf dem 2. Mobilfunkgipfel in Berlin am 16. Juni 2020 verkündet. Golem berichtet, 1&1 fehle „eine Vereinbarung zu nationalem Roaming mit den bestehenden Mobilfunkbetreibern. Man verhandele hier seit einem Jahr, bisher ohne Ergebnis.“ Im Falle einer Einigung würde der Netzbetreiber jedoch die Weichen für das innovativste 5G-Netz Europas stellen. Bisher gibt es nur in Japan ein Open-RAN-5G-Netz. die Hardware stammt dort von Cisco und NEC.

Smartphones mit 5G

Schon früh warben manche Hersteller mit „5G“-Smartphones. Manche von ihnen kamen auf den Markt, bevor wichtige Details zum eigentlichen Netz der fünften Generation bekannt waren. So kam es, dass die ersten verfügbaren Modelle wie Xiaomi Mi Mix 3 5G, Samsung Galaxy S10 5G, Galaxy Fold, Huawei Mate X, LG V50 ThinQ 5G, ZTE Axon 10 Pro 5G, oder OnePlus 7 Pro 5G nun nicht wirklich 5G-fähig sind. Ihnen fehlt das wichtige Band n78, das den hierzulande kritischen Frequenzbereich um 3,6 GHz abdeckt. Siehe dazu auch unser Überblick zu allen 5G-Smartphones!

Sicherheit in 5G-Netzen

Eines der Hauptprobleme von 5G ist die gewaltige Zahl von Endgeräten (Handys, Tablets, IoT-Geräte, vernetztes Zubehör, autonome Fahrzeuge und vieles mehr.), die sich in das Netz einbuchen können. Auf den Quadratkilometer gerechnet ist die Rede von 1 Million Endgeräten, die per 5G mit Mobilfunk versorgt werden können. Bei 4G/LTE waren es nur ca. 4000 Geräte.

Dies stellt besondere Anforderungen an die Sicherheit: Sollten alle diese Geräte „gehackt“ (eigentlich: kompromittiert) werden, könnte mit einer Armee von Zombie-Hardware die Geräte der Nutzer, oder noch schlimmer: das Mobilfunknetz selbst angegriffen werden. Solche Attacken (zum Beispiel DDoS) sind schon heute gängig und 5G würde die Wucht der Angriffe noch verstärken.

Welche Sicherheitsvorkehrungen wird es bei 5G geben?

Um dem etwas entgegenzusetzen, wird an neuen Authentifizierungsmethoden gearbeitet, die das voll ausgereifte (stand alone) 5G-Netz beherrschen soll. Denn derzeit arbeiten die im Betrieb befindlichen 5G-Netze noch im „NSA“-Modus (non stand-alone). Das hat nichts mit dem amerikanischen Auslands-Nachrichtendienst zu tun, auch wenn dies immer wieder für Erheiterung sorgt. „Non stand alone“ meint schlicht die Abhängigkeit der 5G-Netze von 4G/LTE, was auch das Sicherheitsniveau betrifft.

Sobald die 5G-Netze jedoch eigenständig arbeiten („stand alone“), wirkt dies wie ein Sicherheits-Update für das Mobilfunknetz. Ein wichtiger Aspekt ist zum Beispiel, dass sogenannte IMSI-Catcher bei 5G nicht mehr funktionieren sollen. Im ausgereiften 5G-Netz der Zukunft wird der Authentifizierungsschlüssel beim Handover nicht mehr von einer Mobilfunkzelle an die andere weitergegeben, so dass dieses Angriffsszenario künftig entfällt.

Diese Bedrohungen für das 5G-Netz gibt es noch

Trotz dieser optimistischen Pläne kommt die Diskussion um Sicherheit in 5G-Netzen nicht zu Ruhe. Während die hier erwähnten Cybersecurity-Maßnahmen sich auf kriminelle Angriffe auf 5G-Netze konzentrieren, um diese abzuwehren, wird das Thema „Staats-Hacking“ und Cyber-Spionage eher stiefmütterlich behandelt. Dabei kommt selbst die Kommission der Europäischen Union zu dem Schluss, dass dies die größeren Bedrohungen für die Sicherheit in 5G-Netzen sind.

Huawei-Bann durch Trump-Administration betrifft auch 5G

Dass Huawei- und Honor-Smartphones der neueren Generationen das Betriebssystem Android nur noch in stark abgespeckter Form aufgespielt bekommen, hat sich herumgesprochen. Einer der Hintergründe für das Embargo für den US-amerikanischen Markt liegt darin begründet, dass Huawei nicht als Handy-Hersteller, sondern als Netz-Ausstatter der Vorwurf gemacht wird, Spionagetechnik in Mobilfunknetzen einzubauen. Bewiesen ist dies nicht. Der Spieß lässt sich zudem auch umkehren: Schwachstellen, wie sie in Huawei-Technik zu finden sind, wurden in ähnlicher Qualität auch in amerikanischen Industrieprodukten gefunden.

Faktisch hat der Huawei-Bann zur Folge, dass sich der 5G-Ausbau verzögert. Huaweis Netztechnik gilt als günstig und stark fortgeschritten. Den großen Bedarf an Antennen und Vermittlungstechnik können die verbleibenden Anbieter kaum decken. Das Thema 5G-Ausbau bleibt also weiterhin spannend.

Originalartikel vom 26.07.2019 – überarbeitet am 16.09.2020