Was ist der Unterschied zwischen 4G und 5G?

Die Mobilfunktechnologie, die vor 5G kam, wird als 4G bezeichnet und gilt als vierte Generation der Mobilfunktechnologie. Die vierte Generation (4G) der Mobiltelefontechnologie war in den 2010er Jahren die modernste und fortschrittlichste Option. Bis zum Ende des Jahrzehnts hatte sie den Markt fast vollständig erobert. Einige der Vorteile, die 4G bieten sollte, waren eine höhere Zelldichte, verbesserte VoIP-Funktionen (Voice over Internet Protocol) und mehr Bandbreite. Mobilfunk der fünften Generation bezieht sich auf die aktuellste und fortschrittlichste Version der Technologie, die den Mobilfunknetzen zugrunde liegt. Ende der 2010er Jahre wurden die ersten 5G-Installationen in relativ bescheidenem Umfang vorgenommen, aber erst Mitte der 2020er Jahre wird die Technologie auf breiter Basis verfügbar sein. Es wird davon ausgegangen, dass 5G neben der Fähigkeit zur Echtzeit-Ko1TP14Kommunikation auch schnellere Netzgeschwindigkeiten als einen der Vorteile bietet.

Unterschied zwischen 4G und 5G

Die von 4G verwendeten Frequenzen sind niedriger als 6 GHz. Die von 5G-Netzen verwendeten Frequenzen sind jedoch höher und reichen oft von etwa 30 GHz und mehr. Diese hohen Frequenzen sind aus verschiedenen Gründen interessant. Einer der wichtigsten ist ihre enorme Kapazität für schnelle Daten. Dies ist nur einer der vielen Gründe, warum hohe Frequenzen hervorragend sind. Um ein 5G-Netz aufzubauen, benötigen wir ein fortschrittliches Antennensystem (AAS), das aus einem AAS-Funkgerät und einer Sammlung von AAS-Eigenschaften besteht. AAS verwendet viele verschiedene 5G-Antenne Methoden, von denen die bekanntesten Beamforming und MIMO (mehrere Eingänge und mehrere Ausgänge). Während des Aufbaus des 5G-Netzes werden für alle Bänder Antennensysteme benötigt, die sie unterstützen.

Eine einzige Basisstation kann eine große Anzahl von 5G-RichtantennenDaraus folgt, dass eine 5G-Basisstation mehr als tausend Geräte pro Quadratmeter verarbeiten kann als ein 4G-Mast. Aus diesem Grund kann ein 5G-System ultraschnelle Daten an eine viel größere Anzahl von Nutzern übertragen und dabei ein hohes Maß an Genauigkeit und eine geringe Latenz beibehalten.

Im Folgenden werden die wichtigsten Unterschiede zwischen 4G- und 5G-Netzarchitekturen aufgeführt:

1. Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit von 5G-Netzen ist das Merkmal, das am häufigsten genannt wird, wenn sie mit 4G-Netzen verglichen werden. Und das macht durchaus Sinn, denn jede aufeinanderfolgende Generation von Funkzellen war deutlich fortschrittlicher als die wenigen, die vor ihr kamen. Obwohl 4G theoretisch Übertragungsraten von bis zu 100 Mbit/s erreichen kann, erreicht die Technologie oft nur Geschwindigkeiten von bis zu 35 Mbit/s. Man geht davon aus, dass 5G hundertmal schneller sein wird als 4G, mit einer hohen theoretischen Geschwindigkeit von etwa zwanzig Gigabit pro Sekunde (Gbit/s) und aktuellen realen Geschwindigkeiten zwischen fünfzig Megabit pro Sekunde (Mbit/s) und drei Gigabit pro Sekunde (Gbit/s).

Andererseits gibt es ein paar mehr Nuancen als das. Es gibt drei Hauptvarianten von 5G, die jeweils eine andere Datenübertragungsrate bieten. Es wird geschätzt, dass die sogenannte Low-Band-5G-Leistung zwischen 50 und 250 Mbit/s liegt und damit geringfügig schneller ist als 4G. Die Version von 5G, die 3 Gbit/s erreichen kann, wird als High-Band 5G bezeichnet und ist die schnellste Variante.

2. Latenzzeit

Der Begriff "Latenz" bezieht sich auf die Zeit, die ein Datenelement benötigt, um von einem Ort zum anderen zu gelangen. Man kann sie sich als die Unterbrechung vorstellen, die jeden Datentransport verlangsamt, unabhängig davon, wie schnell die Verbindung ansonsten ist. Derzeit beträgt die Latenz von 4G-Netzen etwa 50 Millisekunden, aber es wird erwartet, dass die Latenz von 5G-Netzen bei einer Millisekunde liegen wird. Die Verringerung der Latenzzeit wird für viele Anwendungen von entscheidender Bedeutung sein, auch für solche, bei denen 5G es den angeschlossenen Geräten ermöglichen wird, sich bei der Datenverarbeitung auf die Cloud zu verlassen. Ein Beispiel hierfür sind selbstfahrende Autos, die 5G nutzen könnten, um eine Cloud-basierte künstliche Intelligenz in Echtzeit Entscheidungen zur Navigation treffen zu lassen.

3. Erfassungsbereich

Obwohl 4G bereits seit einem Jahrzehnt verfügbar ist, ist die 4G-Abdeckung in einigen entlegenen und ländlichen Gebieten der Welt immer noch unzureichend. Außerhalb einiger weniger Großstädte ist die 5G-Abdeckung nicht vorhanden, da die Technologie erst seit Kurzem eingesetzt wird. Es wird noch viele Jahre dauern, bis 5G ein mit 4G vergleichbares Abdeckungsniveau erreicht hat, und es wird verschiedene Implementierungen geben (High-Band-, Medium-Band- und Low-Band-5G), von denen jede ihre eigene Geschwindigkeit und Kapazität haben wird.

4. Bandbreite

Es wird erwartet, dass das 5G-Netz eine viel höhere Bandbreite, auch als Kapazität bezeichnet, haben wird als sein Vorgänger, das 4G-Netz. Dies ist zum Teil darauf zurückzuführen, dass 5G das bereits verfügbare Spektrum viel besser nutzen wird. Der 4G-Router und 4G-Antenne nutzt den Bereich von 600 MHz bis 2,7 GHz für die 4G-Verbindung, während 5G in drei verschiedene Bänder unterteilt ist und nicht in ein einziges Band. Jedes Band hat seinen eigenen Frequenzbereich und seine eigene Geschwindigkeit und bietet Verbrauchern, Unternehmen und der Industrie verschiedene Anwendungen und Anwendungsfälle zur Auswahl. Dies zeigt, dass 5G eine viel größere Kapazität hat als 4G.

5. OFDM-Kodierung

Durch die Verwendung des orthogonalen Frequenzmultiplexverfahrens (OFDM) können mehrere Funksignale in ihre Kanäle aufgeteilt werden, was zu einer höheren Bandbreite führt. Höhere Download-Geschwindigkeiten für 4G- und 5G-Netze sind möglich, weil OFDM unterschiedliche Frequenzen zur Kodierung von Daten verwendet. Anstatt sich ein Medium zu teilen, hat jedes dieser Netze seinen eigenen dedizierten Signalkanal zur Datenübertragung. Während 4G 20 MHz-Kanäle verwendet, wird 5G Spuren mit Frequenzen von 100 MHz bis 800 MHz verwenden.

6. Zelldichte

Die Technologien, die den winzigen Zellen in 5G zugrunde liegen, ermöglichen eine größere Zelldichte und eine höhere Netzkapazität. Obwohl ähnliche Versprechungen zuvor von 4G gemacht wurden, haben wir hohe Erwartungen, dass 5G dort Erfolg haben wird, wo sein Vorgänger gescheitert ist, da 4G nie in der Lage war, seine ehrgeizigen Ziele für Gesamtgeschwindigkeiten zu erfüllen. 5G-Netze werden dichter sein, was bedeutet, dass sie mehr Menschen und verbundene Geräte als je zuvor aufnehmen können. Infolgedessen wird die Kapazität der mobilen Geräte und Verbindungen steigen.

Schlussfolgerung

Die Latenzzeit ist der Hauptunterschied zwischen 4G- und 5G-Netzen. Die Latenz von 5G wird voraussichtlich unter fünf Millisekunden liegen, während die Latenz von 4G zwischen 60 Millisekunden und 98 Millisekunden variieren kann. Darüber hinaus werden Verbesserungen in anderen Bereichen, wie z. B. höhere Download-Geschwindigkeiten, durch geringere Latenzzeiten erzielt. Unter optimalen Bedingungen können die Download-Geschwindigkeiten in 5G-Netzen bis zu 10 Gigabit pro Sekunde erreichen. Das ist bis zu 100 Mal schneller als 4G und zweifellos das Leistungsniveau, das für eine immer stärker vernetzte Gesellschaft erforderlich ist.