GSM, UMTS und LTE – Von 2G zu 5G

Die Evolution der Mobilfunkstandards. Was hinter 2G, 3G, 4G, 5G steckt und ihre jeweiligen Vorteile für das Internet der Dinge.

2G, 3G, 4G, 5G: Das steckt dahinter

2G, 3G, 4G und 5G sind Mobilfunkstandards. Das G steht dabei für Generation und meint die zweite, dritte, vierte und fünfte Generation. Der Unterschied zwischen den verschiedenen Generationen liegt in erster Linie in der Geschwindigkeit bei der Datenübertragung. Die meisten Menschen kennen 2G, 3G, 4G oder 5G durch die Nutzung mobiler Daten auf Smartphone oder Tablet. Mobilfunk ist allerdings auch sehr populär im Rahmen von M2M-Kommunikation, also dem Datenaustausch von Maschine zu Maschine. Durch den Fortschritt bei der mobilen Datenübertragung kommen kontinuierlich neue M2M- und IoT-Anwendungsmöglichkeiten dazu. Doch auch die älteren Mobilfunkstandards haben bereits für ein starkes Wachstum im IoT- und M2M-Bereich gesorgt.

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Mobilfunk-Evolution: Von 2G zu 5G

2G / GSM: 1992 wurde 2G als erstes digitale Mobilfunknetz auf dem GSM-Standard (Global System for Mobile Communications) eingeführt. Neben Telefonie wurde dadurch erstmals die mobile Übertragung von Daten möglich. Die Daten werden über GPRS (General Packet Radio Service) übertragen, ist allerdings gemessen an heutigen Standards sehr langsam. In Deutschland ist 2G nahezu flächendeckend verfügbar, wird jedoch aufgrund der besagten langsamen Übertragungsrate überwiegend für Telefonie und SMS genutzt. 2G wird nach der Abschaltung von 3G in Deutschland allerdings noch für z. B. das automatische Notrufsystem in Fahrzeugen (eCall) genutzt.

3G / UMTS: Nach GSM wurde 2000 mit UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) oder 3G der dritte Mobilfunkstandard entwickelt. Im Vergleich zu den 2G-Standards wurden damit deutlich schneller Daten übertragen. Aufgrund der neuen Funkzugriffstechnik Wideband CDMA (Code Division Multiple Access) war über UMTS zudem das gleichzeitige Senden und Empfangen mehrere Datenströme möglich. Inzwischen sind in Deutschland Netzbetreiber dazu übergangen, ihre 3G-Netze zugunsten neuerer Mobilfunkstandards abzuschalten und freiwerdende Frequenzen für den Ausbau von 4G und 5G zu nutzen. Für IoT- und M2M-Projekte bedeutet die Abschaltung von 3G nur dann Probleme, wenn die verwendeten M2M-SIM-Karten oder M2M-Tarife die Nutzung von 4G und 5G nicht unterstützen. Die M2M-SIMs von wherever SIM untersützen sowohl 2G, 3G, 4G als auch 5G, so dass unsere Kunden durch die M2M-SIM keine Einschränkungen befürchten müssen.

4G / LTE: Bei 4G oder auch LTE (Long Term Evolution) handelt es sich um einen der Mobilfunkstandards mit der schnellsten Datenübertragung. Selbst das Herunterladen größerer Daten ist damit innerhalb weniger Sekunden möglich. 4G ist in Deutschland allerdings noch nicht flächendeckend verfügbar. Eine Untersuchung der Bundesnetzagentur in 2021 hat ergeben, dass auf etwa 7,2 Prozent der gesamtdeutschen Fläche nur eines der drei Mobilfunknetze im 4G-Standard empfangen werden kann. Besonders die südlichen Bundesländer sind schlecht versorgt: Auf 15,5 Prozent der Fläche Bayerns ist maximal ein einziges Handynetz zu empfangen, in Baden-Württemberg auf 15,1 Prozent und in Rheinland-Pfalz auf 15,9 Prozent. Für IoT-Projekte, in denen das 4G Netz eine wichtige Rolle spielt, ist es deswegen umso wichtiger, eine Multi-Netz-SIM-Karte z. B. von wherever SIM zu nutzen. Diese kann die Mobilfunknetze unterschiedlicher Provider nutzen und sich in das am jeweiligen Standort stärkste vorhandene Netz einwählen. 

5G: Der quasi neueste Mobilfunkstandard und “Nachfolger” des LTE-Netzes ist 5G. Es gilt als eine Art Revolution des Mobilfunknetzes, da hierüber die Datenübertragung in Echtzeit ermöglicht werden soll. Allerdings ist das 5G-Netz bisher nur sehr schwach ausgebaut, auch wenn Netzbetreiber weltweit immer stärker in den Ausbau investieren und diesen vorantreiben. 5G dürfte für neu wachsende Bereiche im Internet der Dinge (IoT) spannend werden, die einen sehr hohen Datendurchsatz erwarten, beispielsweise autonomes Fahren oder Virtual sowie Augmented Reality Anwendungen. Auf der technischen Ebene ist zwar auch 4G bereits in der Lage, diese Anforderungen zu erfüllen und solche Vorhaben zu realisieren. Allerdings wird bei 5G eine andere Preisgestaltung unterstellt, die bei einem sehr hohen Datenverbrauch weniger Kosten verursacht, als im 4G Netz. Hier gibt es mehr dazu, welche Vorteile 5G für IoT- und M2M-Projekte mit sich bringt.