Mobilfunkstandards im Fokus - 3G, 4G, 5G – was ist der Unterschied?

Jeder neue Mobilfunkstandard machte auch neue Anwendungen möglich. Wir erklären die Unterschiede zwischen 3G, 4G und 5G.

Der Fortschritt im Mobilfunk ist ein wenig wie Familiengeschichte: Das «G» steht für «Generation» und die vorangestellten, immer grösser werdenden Nummern bezeichnen verschiedene Generationen von Standards, die alle auf der Elterngeneration aufbauen. Frei nach dem Prinzip: Schneller, besser, weiter.

Die Nullerjahre: 3G

Was das Smartphone anzeigt: «3G» (Standard: UMTS), «H» (Standard: HSPA), «H+» (Standard: HSPA+), manchmal auch «LTE» (Standard: Long Term Evolution).

Das bringt die neue Generation: 3G kommt zu Beginn der 2000er-Jahre auf und legt den Boden für die Smartphone-Zukunft. Die neuen Standards holen sozusagen das Internet auf das Telefon – auch weil sich damit schneller Daten übertragen lassen als in der Generation zuvor.

Konsumenten können nun mit dem Handy im Internet surfen, noch bevor es überhaupt Smartphones gibt. Der Verkaufsstart des ersten iPhones läutet dann 2007 definitiv das Zeitalter der Smartphones und Apps ein.

Übertragungsrate: bis 42 Mbit/s.

Nachteile: Das sogenannte SS7-Protokoll ist der grösste Schwachpunkt eines UMTS-Netzes, bei dem Sicherheitsforscher bereits zahlreiche Angriffe demonstriert haben.

Die 2010er-Jahre: 4G

Was das Smartphone anzeigt: «LTE+» (Standard: Long Term Evolution Advanced), «4G». «LTE» ist eigentlich noch Teil der dritten Generation, erst «LTE+» wird der vierten Generation zugeordnet.

Das bringt die neue Generation: Mit 4G werden Daten noch schneller hin und her geschickt. Es ist nun möglich, unterwegs Videos zu streamen oder per Video mit Freundinnen zu telefonieren. 4G ist also die «Generation Live-Streaming».

Übertragungsrate: bis 1000 Mbit/s

Nachteile: Die vierte Generation trägt einige Altlasten mit sich; das SS7-Protokoll wird weiterhin verwendet, um mit älteren Standards kompatibel zu sein. Eine Forscherin präsentierte zudem 2017 mehrere Schwachstellen in einem anderen 4G-Protokoll. Ähnlich wie in der Generation zuvor ist 4G bei grossen Menschenansammlungen instabil, in entlegenen Gebieten ist die Netzabdeckung von 4G schlecht. Medienberichte von damals schätzen, dass mehrere tausend neue Antennen für den Ausbau nötig sind.

Wer sind die Vorgänger?

«1G» existiert als solcher Begriff nicht, er bezeichnet das analoge Telefon. «2G» ist die erste volldigitale Mobilfunktechnik der 90er-Jahre. Die in der zweiten Generation verwendeten Standards kennen wir als GSM, GPRS oder EDGE. Letzteres ist manchmal noch als «E» auf dem Smartphone zu erkennen. Verschiedene Mobilfunkanbieter sind daran, ihre 2G-Netze abzuschalten und durch neuere Generationen zu ersetzen.

Die 2020er-Jahre: 5G

Was das Smartphone anzeigt: noch unbekannt.

Das bringt die neue Generation: 5G ist derzeit vor allem für die Industrie, die Wirtschaft und Logistik wichtig und kündet dort grössere Umwälzungen an, beispielsweise für das Internet der Dinge oder selbstfahrende Autos.

Für Konsumentinnen soll das mobile Internet spürbar schneller, energieeffizienter und stabiler werden.

Verschiedene 5G-Standards werden derzeit noch entwickelt, derjenige für Konsumentinnen soll ab nächstem Jahr verfügbar sein. Die fünfte Generation bringt einige Verbesserungen in punkto Sicherheit mit sich – so ist neuerdings die IMSI-Nummer verschlüsselt, die eine Teilnehmerin im Mobilfunk eindeutig identifiziert.

Übertragungsrate: bis zu mehreren Gbit/s.

Nachteile: Um 5G flächendeckend einzusetzen, ist ein sehr teurer, grosser Ausbau der bisherigen Infrastruktur nötig, was möglicherweise zu teureren 5G-spezifischen Abonnementen für Konsumenten führt.

Debatte: 5G benutzt derzeit Frequenzbänder im Bereich der bisherigen Mobilfunk- und WLAN-Frequenzen (bis 4 Gigahertz). Doch 5G soll nicht nur Menschen vernetzen, sondern auch viele Geräte, was die jetzige Infrastruktur an ihre Grenzen bringt.

Für den Einsatz in höheren Frequenzbereichen müsste zuerst die Strahlenschutzverordnung (NISV) angepasst werden. Oder, um die bisherige Verordnung einzuhalten, noch mehr Antennen aufgestellt werden, was wiederum mehr Kosten verursacht.

Zudem existieren Bedenken gegenüber möglichen Gesundheitsrisiken. Eine Arbeitsgruppe des Bundes untersucht derzeit die möglichen Risiken und will die Ergebnisse diesen Sommer präsentieren.