LTE-U: Auf dem Weg zu 5G

Ericsson und Qualcomm bewerben eine neue Technologie namens LTE-U. Doch ist die besser als LTE-A? Und was soll diese Buchstabenkombination überhaupt bedeuten?

Kürzlich haben Ericsson und Qualcomm begonnen ihre modernste Technologie, genannt LTE-U, zu bewerben. Aber ist die wirklich besser als LTE-A, das weltweit zur Verfügung steht? Und was soll diese Buchstabenkombination überhaupt bedeuten?

Beginnen wir mit dem Namen: Die Abkürzung LTE-A steht für LTE-Advanced oder „fortschrittliches mobiles Netzwerk der 4. Generation“. Solche Netzwerke werden schon seit einiger Zeit in aller Welt eingeführt. Und selbst wenn es so scheinen mag, so ist doch auch LTE-U kein „LTE-Ultimate“ oder „LTE-Unbeatable“. Das U steht hier einfach nur für Unlicensed – unlizenziert. Dieses mobile Netzwerk verwendet also das so genannte „unlizenzierte“ Frequenzspektrum.

Aber was bedeutet der Begriff „unlizenziert“ in diesem Fall? Ganz einfach: Der Großteil der Funkfrequenzen, inklusive derer, die für mobile Netze oder Radiostationen verwendet werden, ist lizenziert. Diese lizenzierten Frequenzen werden von Regierungsbehörden kontrolliert und dürfen nur von dem jeweiligen Lizenznehmer benutzt werden.

Für zivile Sender mit geringer Kapazität wird das unlizenzierte Frequenzspektrum verwendet: Jeder kann diese Frequenzen zur Signalübertragung nutzen. Das ist ganz sinnvoll, wenn man bedenkt, dass sonst jeder für Kinderspielzeuge mit Fernbedienung eine Lizenz erwerben müsste! Die wichtigste Bedingung für das Betreiben eines Senders in diesem „freien“ Frequenzspektrum ist die Beschränkung der Sendeleistung, um mit dem Signal nicht die Arbeit anderer Geräte zu stören.

Das Konzept von LTE-Unlicensed basiert auf der Nutzung dieser „freien“ Frequenzen für LTE-Netzwerke. Natürlich geht es hier um Basisstationen mit geringer Leistung für die Verwendung in geschlossenen Räumen.

So wird zum Beispiel der Bereich um 27 MHz für Spielzeuge mit Fernbedienung verwendet, der Bereich von 433 MHz ist für Funkgeräte reserviert, die Bereiche um 2,4 und 5 GHz stehen für WLAN-Router zur Verfügung und so weiter. Diese Bereiche variieren von Land zu Land, was immer wieder zu Kompatibilitätsproblemen führt.

Das Konzept von LTE-Unlicensed basiert auf der Nutzung dieser „freien“ Frequenzen für LTE-Netzwerke. Natürlich geht es hier um Basisstationen mit geringer Leistung, die Femtozellen und Picozellen nutzen, für die Verwendung in geschlossenen Räumen. Je mehr Frequenzen diese „anhäufen“ können – was bedeutet, dass mehrere parallele Übertragungskanäle in einem zusammengefasst werden –, desto höher ist die Datenübertragungsrate.

Aber ein Gedanke kommt da sofort auf: Warum würden wir dann noch WLAN brauchen? Nun, niemand will WLAN ersetzen; ganz im Gegenteil. Diese Technologie dient weiterhin als Fundament kleiner, lokaler Drahtlosnetzwerke.

Zunächst wurde diese Technologie verwendet, um Breitbandnetzwerke aufzubauen, da es keine andere Möglichkeit gab. Immerhin bietet WLAN als solches keine Funktionen, die für ein zuverlässiges drahtloses Breitbandnetzwerk unbedingt benötigt werden: Keine Funktionen zur Verwaltung der Netzwerkeffizienz im Fall einer großen Menge an Verbindungen, keine sichere Authentifizierung und keine Dinge wie Carrier Aggregation, bei der mehrere Frequenzbereiche in einem einzigen Übertragungskanal zusammengefasst werden.

LTE dagegen bietet all das. Und da das unlizenzierte Frequenzspektrum aus verschiedenen Teilen besteht, die in verschiedenen Frequenzbereichen liegen, würde die Möglichkeit, diese zusammenzufassen, Netzwerke mit höherer Bandbreite ermöglichen.

Und da 5G-Netzwerke noch nicht in Sicht sind, kann WLAN als perfekte Möglichkeit zur Vernetzung von PCs, Fernsehern und anderen Haushaltsgeräten gesehen werden. Geräte mit hohen Datenaufkommen, vor allem Smartphones und Tablets, gehören in die LTE-U-Welt. Und um diese in Heimnetzwerke zu integrieren, wurde die Link-Aggregation-Technologie entwickelt. Diese bringt die LTE- und WLAN-Frequenzen zusammen, um einen gemeinsamen Frequenzbereich zu bilden, der beide Drahtlostechnologien unterstützt.

Das hilft dabei, den Datenverkehr verschiedener Netzwerke zu balancieren oder beide Netzwerke gleichzeitig zu nutzen, um eine schnellere Datenübertragung zu ermöglichen. Zudem würde das einen nahtlosen Übergang von einem Netzwerk in ein anderes ermöglichen – sozusagen freie Bewegung im Heimnetzwerk.

LTE-U würde recht ähnlich zu existierenden 3G-Femtozellen eingerichtet werden: Der Kunde muss eine spezifische Femtozelle kaufen und bei seinem Netzbetreiber registrieren. Aus Sicht der Netzbetreiber würde ein verschlüsselter VPN-Kanal aufgebaut werden, der zwei separate logische Verbindungskanäle aufbaut, die über ein einziges Kabel laufen. Nebenbei noch erwähnt: LTE-U wird nicht die Geschwindigkeit Ihrer Internetverbindung erhöhen. Gleichzeitig würden aber mobile Geräte die drahtlosen Verbindungen effektiver nutzen.

Allerdings ist das Ganze nicht ideal: Die Einführung von LTE-U benötigt das Engagement der Netzbetreiber, und die sind nicht immer die Besten, wenn es um proaktive Handlungen geht. Viele Netzbetreiber verwenden zudem einen anderen Trick, um das Problem zu lösen: Wi-Fi Offload.

Dabei führen sie viele WLAN-Netze ein, die nahtlose Übergänge sowie SIM-Karten-basierte Authentifizierung ermöglichen und über Voice-over-Wi-Fi-Dienste (Wi-Fi Calling) gestartet werden. Zweifelsohne wurde in solche Infrastrukturen viel Geld investiert und die Anbieter müssen diese Summen erst wieder einnehmen. Bis das so weit ist, wird 5G bereits einige Zeit verfügbar sein.

Auf der anderen Seite stehen die Netzbetreiber, die immer noch mit dem Problem des laufend ansteigenden Datenverkehrs kämpfen, vor einem Dilemma: Sie müssen entweder in Wi-Fi Offload investieren oder die LTE-U-Entwicklung anführen, auch wenn diese bisher kaum unterstützt wird und ihre Zukunft ungewiss ist. Am besten, wir warten ab und lassen uns überraschen.

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