Die 5G-Technologie unterstützt ein breites Spektrum an Bandbreiten, die sowohl den Sub-6-GHz- als auch den Millimeterwellen-Frequenzbereich (mmWave) umfassen. Die Verfügbarkeit verschiedener Bandbreiten ermöglicht es Netzbetreibern, ihre 5G-Bereitstellungen an bestimmte Anwendungsfälle anzupassen und dabei Abdeckung, Kapazität und Datenraten auszugleichen. Hier sind die wichtigsten Bandbreiten, die in 5G unterstützt werden:
- Low-Band-Spektrum (Sub-1 GHz):
- Frequenzbereich: Unter 1 GHz.
- Eigenschaften: Das Low-Band-Spektrum bietet eine umfassende Abdeckung und eine bessere Durchdringung von Hindernissen. Allerdings bietet es im Vergleich zu höheren Frequenzbändern typischerweise niedrigere Datenraten. Es eignet sich für eine breite Abdeckung in ländlichen und vorstädtischen Gebieten.
- Mittelbandspektrum (Sub-6 GHz):
- Frequenzbereich: 1 GHz bis 6 GHz.
- Eigenschaften: Das Mittelbandspektrum, auch bekannt als Sub-6-GHz, sorgt für ein Gleichgewicht zwischen Abdeckung und Kapazität. Es eignet sich gut für städtische und vorstädtische Einsätze und bietet einen guten Kompromiss zwischen Signalreichweite und Datenraten. Dieses Band ist für die Bereitstellung erweiterter mobiler Breitbanddienste (eMBB) von entscheidender Bedeutung.
- Hochbandspektrum (mmWave):
- Frequenzbereich: Über 24 GHz.
- Eigenschaften: High-Band-Spektrum oder mmWave bietet extrem hohe Datenraten, hat jedoch eine begrenzte Abdeckung und kann durch Hindernisse beeinträchtigt werden. Es eignet sich gut für dichte städtische Umgebungen und spezielle Anwendungsfälle wie Festnetzzugang (Fixed Wireless Access, FWA) und Hotspots mit hoher Kapazität. Beamforming wird häufig verwendet, um Ausbreitungsprobleme bei mmWave-Frequenzen zu überwinden.
- TDD (Time Division Duplex) und FDD (Frequency Division Duplex):
- TDD: Bei TDD wird dasselbe Frequenzband sowohl für die Uplink- als auch für die Downlink-Kommunikation verwendet, wobei die Zeit zwischen den beiden Richtungen aufgeteilt wird. TDD ist flexibel und gut für dynamische Verkehrsmuster geeignet.
- FDD: FDD trennt die Uplink- und Downlink-Kommunikation durch die Verwendung unterschiedlicher Frequenzbänder. Dies ermöglicht gleichzeitiges Senden und Empfangen. FDD ist für seine Stabilität bekannt und wird häufig in älteren Mobilfunktechnologien verwendet.
- Carrier-Aggregation:
- Konzept: 5G unterstützt die Trägeraggregation, bei der mehrere Frequenzbänder kombiniert werden, um die Gesamtdatenraten zu erhöhen. Dies ist besonders nützlich, um einen höheren Durchsatz zu erreichen und eine effiziente Nutzung des verfügbaren Spektrums sicherzustellen.
- Dynamic Spectrum Sharing (DSS):
- Konzept: DSS ermöglicht die gleichzeitige Nutzung des Spektrums für die Technologien 4G LTE und 5G NR. Es ermöglicht Netzwerkbetreibern den schrittweisen Übergang von 4G zu 5G durch die dynamische Zuweisung von Frequenzressourcen basierend auf Bedarf und Gerätekompatibilität.
Die Flexibilität bei der Unterstützung einer Vielzahl von Bandbreiten ermöglicht es 5G, verschiedene Anwendungsfälle abzudecken, von der Bereitstellung verbesserter mobiler Breitbandverbindungen bis hin zur Unterstützung massiver maschinenartiger Kommunikation und äußerst zuverlässiger Kommunikation mit geringer Latenz. Diese Anpassungsfähigkeit ist unerlässlich, um den sich ändernden Anforderungen einer breiten Palette von Anwendungen und Diensten gerecht zu werden.