Was ist 4G?
4G oder auch NGMN (Next Generation Mobile Networks) ist die Bezeichnung für die 4G (vierte Generation) des drahtlosen mobilen Netzwerks, welche 2010 eine bahnbrechende technologische Evolution der derzeitigen 3. Generation (Vorgänger der 4G) des mobilen Netzwerk darstellen wird. Die 4G ist keine bestimmte Technologie oder technischer Standard, sondern 4G gehört zu einer Reihe von Technologien und Standards mit spezifischen Eigenschaften.
Die bekanntesten Eigenschaften der 4G (vierte Generation) sind:
- Die Unterstützung von Datenflussraten bis zu 100 Mbit/s im Download mit einer 20 MHz Frequenzbandbreite
- niedrige Wartezeit von weniger als 30 ms
Die 4G (vierte Generation) schließt die Nutzung von Frequenzbandbreiten über 20 MHz in der Zukunft nicht aus. Schon jetzt werden Vorbereitungen für “IMT-Advanced” getroffen, welches Downloadraten bis zu 1Gbit/s unterstützen soll, wenn sich der Nutzer an einem festen Standort zur nächsten Station (Funkzelle) befindet.
Ziele der 4G (vierte Generation)
Die 4G (vierte Generation) des mobilen Netzwerks wird die Grenzen der mobilen Breitband-Kommunikation erweitern und momentan verwendete Netzwerk-Technologien wie UMTS/3G/HSPA oder CDMA-2000/EVDO revolutionieren. Die 4G (vierte Generation) wird eine schnelle und kostengünstige Erweiterung der bestehenden Mobilfunknetzwerke. Durch die 4G (vierte Generation) wird das Breitband Internet endlich mobil.
Schwächen derzeitiger Technologien
- Spitzendatenübertragungsraten betragen maximal 20 – 30 Mbit/s (im Download)
- Die Frequenzbandbreite von 5 MHz schränkt die Leistung und die Flexibilität von Netzwerken ein und entspricht nicht den neuesten technologischen Fortschritten
- Die Wartezeit von Datenübertragungen liegt bei 200 ms oder darüber, was unzureichend für Echtzeit Dienste, wie Multimediadienste (Videostream) und Sprach bzw. Spieldienste ist
- Die Netzwerkstruktur ist nicht optimiert für IP-Datenübertragung, sowie effiziente Arbeitsplanung und online Management
- Der Netzwerkausbau, Konfiguration und Optimierung ist ein aufwendiger und kostenintensiver Prozess
Die 4G (vierte Generation) wird diese Einschränkung durch den Einfluss der neuesten Fortschritte in der Telekommunikationstechnologie für die Entwicklung von neuen Hochleistungsschnittstellen im GSM (Global System for Mobile Communications) umgehen.
Wichtige Eigenschaften und Anforderungen von 4G Netzwerken
- Spitzendatenübertragungsraten im Download von über 100 Mbit/s und Upload von über 50 Mbit/s
- 3 – 5 mal bessere Frequenzbandbreiten und Datenflussleistungen als 3G/HSPA und CDMA-2000/EVDO
- niedrige Wartezeiten von 20 – 30 ms
- Flat All-IP Netzwerkaufbau mit offenen Schnittstellen, Kompatibilität zu vorhandenen älteren Technologien (GSM, UMTS, 3G, 2G, etc.)
- Modulation: OFDMA, downlink: QPSK/16QAM/64QAM, uplink: BPSK/QPSK/16QAM
- Qualitativ hochwertige Dienstleistungen wie Echtzeit Audio, Hochgeschwindigkeits- Datenübertragung, HDTV Video Inhalte, mobiles Fernsehen, etc.
- Hohe Leistung, attraktive und kostengünstige Endnutzergeräte
- Hohe Frequenzbandbreite zwischen 400 MHz und 5 GHz
2006 haben sich führende Mobilfunkkonzerne der Welt zu einer Allianz (NGMN-Allianz) zusammengeschlossen, mit der klaren Vorstellung eine 4G (vierte Generation) des mobilen Netzwerks zu entwickeln und in Zusammenarbeit mit der Industrie, diese in alle Regionen der Welt zu integrieren. Diese Allianz wird bei der Einführung von einem wachstumsfähigen und umweltverträglichen Industrie-Wirtschaft-Systems für die 4G eine große Hilfe sein.
Die NGMN-Allianz hat eine umfangreiche Liste von Empfehlungen, Anforderungen und Leistungszielen für dich nächste Generation des mobilen Netzwerks in ihrem White Paper “Next Generations Mobile Networks Beyond HSPA & EVDO” zusammengefast und veröffentlicht. Mit diesem White Paper macht die Allianz der 4G verständlich, was sie in dem nächsten Jahrzehnt benötigen wird um den Endnutzer zu erreichen und einen virtuosen Kreis aus Investment, Innovation und Anwendung von mobilen Breitband-Diensten zu bilden.
Die NGMN Allianz beabsichtigt keinen neuen technologischen Standard zu entwickeln, sondern unterstützt den existierenden internationalen Standard bei der Weiterentwicklung. Ziel ist es die relevanten Standards zu erreichen und den Anforderungen der 4G gerecht zu werden, wie sie zusammengefasst im White Paper aufgelistet sind.