Bei der Wahl der Architektur und Technik eines 5G-Netzes geht es darum, die richtige Konnektivität dort bereitzustellen, wo die Nutzer sie benötigen, und gleichzeitig die verfügbaren Frequenzen optimal zu nutzen. Die meisten Dienstanbieter auf der ganzen Welt haben ihre 5G-Netze zunächst im mittleren Frequenzband eingeführt, da es ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Abdeckung und Kapazität für die ersten 5G-Nutzungsfälle und Einsatzszenarien bietet. Einige Dienstanbieter haben ihre 5G-Netze bereits in mehr als einem Frequenzband eingerichtet.

Für Verbraucher und Unternehmen kann es eine Herausforderung sein, die Merkmale der verschiedenen Frequenzbänder und ihre Rolle bei der Übertragung von 5G-Diensten zu verstehen. Dies liegt zum Teil daran, dass die meisten bestehenden 4G-Dienste sowohl für Außen- als auch für Innenszenarien in weniger Frequenzbändern gut funktionieren. 5G-Techniken nutzen im Vergleich zu 4G mehr Frequenzbänder, um eine breitere Palette von Diensten mit unterschiedlichen Anforderungen an die Netzleistung bereitzustellen.

Letztendlich werden die 5G-Netze weltweit in allen drei wichtigen Frequenzbändern betrieben werden, aber einige Dienstanbieter sind bereits Vorreiter in diesem Bereich. In diesem Artikel wird die 5G-Bereitstellungsstrategie von T-Mobile in den USA untersucht, das derzeit ein Netz auf allen drei Bandtypen bereitstellt.

Die Strategie von T-Mobile für die 5G-Bereitstellung

T-Mobile setzt 5G auf dedizierten Low-Band-Frequenzen (600 MHz) als Basis für die Abdeckung ein und kann so Ende 2019 das erste landesweite 5G-Netz in Betrieb nehmen. Ziel ist es, bis Ende 2021 300 Millionen Menschen (90 Prozent der Menschen in den USA) und 2022 97 Prozent der Bevölkerung abzudecken.

T-Mobile verfügt über dedizierte Mittelbandfrequenzen (2,5 GHz), die aus der Fusion mit Sprint stammen und seit Mitte 2020 bereitgestellt werden. Mittelband-Frequenzen bieten mehr Kapazität und Geschwindigkeit als Low-Band-Frequenzen und haben eine bessere Reichweite und Durchdringung der Gebäude als High-Band-Frequenzen. Der Ausbau der Bevölkerungsabdeckung in diesem Band erreichte Anfang 2021 140 Millionen (über 40 % der US-Bevölkerung) und soll in diesem Jahr auf 200 Millionen anwachsen. Dies ist die bisher größte Bereitstellung von Mittelband in den USA mit dem Ziel, bis Ende 2023 300 Millionen Menschen (90 Prozent) zu erreichen. Darüber hinaus werden erworbene C-Band-Frequenzen für den Einsatz in städtischen Gebieten genutzt, wo dies hilfreich ist, und ergänzen die 2,5-GHz-Ebene.

Die Nutzung des 5G-Mittelbandspektrums in der Nähe des Mittelbandspektrums für bestehende 4G-Dienste ermöglicht eine Netzrealisierung, die gekennzeichnet ist durch:

Städtische und vorstädtische Abdeckung und Kapazität in großen Ballungsräumen
Netze, die bestehende 4G-Makrofunkstandorte nutzen
Massive MIMO-Funkgeräte an jedem Standort, die per Software konfigurierbar sind, um das gesamte verfügbare Spektrum zu unterstützen
Erhöhte Abdeckung und Kapazität für Mid-Band-Dienste, wenn Mid-Band-Downlinks mit Uplinks im Low-Band-Spektrum kombiniert werden (Inter-Band Carrier Aggregation)
erhebliche Leistungssteigerung für Mittelband- gegenüber Niederbanddiensten
Aufrüstung der Backhaul-Kapazität, um den durch leistungsfähige Mobilfunkgeräte ermöglichten Kapazitätssprung zu unterstützen
Der dritte Teil der 5G-Bereitstellungsstrategie von T-Mobile US ist das Hochbandspektrum (mmWave), wo die Bereitstellung in Teilen der großen Ballungsgebiete Mitte 2019 beginnt.

Die Kombination aus Nieder- und Mittelbandspektrum liefert erhebliche Verbesserungen gegenüber den durchschnittlichen 4G/5G-Downlink-Geschwindigkeiten, wie in von Umlaut durchgeführten Fahrtests gemessen wurde (siehe Abbildung 20).

Netzqualität und differenzierte Dienste

Es wird erwartet, dass der 5G-Netzausbau von T-Mobile in allen Frequenzbändern die verfügbare Netzkapazität in den nächsten Jahren um das 14-fache erhöhen wird, verglichen mit der Kapazität im Jahr 2019. Das mehrschichtige 5G-Netz von T-Mobile wird für eine Reihe von Diensten und Anwendungen geeignet sein, die eine flächendeckende Netzabdeckung und Mobilität erfordern, was eine Steigerung der Service-Umsätze durch die Annahme mehrerer Dienste durch die Kunden ermöglicht.

Erweitertes mobiles Breitband (eMBB) liefert die höheren Spitzenraten und geringen Latenzen, die für ein reichhaltiges Medienerlebnis erforderlich sind. Die tektonische Verschiebung im Unterhaltungssektor hin zum Streaming von Videos, Musik und Spielen ist für Mobilfunkanbieter ein spannendes Thema, das es zu nutzen gilt. Die angestrebte Erhöhung der Netzkapazität bis 2024 ist die Grundlage, um die wachsende Nachfrage nach höherwertigen Videodiensten, AR/VR, Cloud-Gaming und vernetzten Wearables zu befriedigen.

Der drahtlose Festnetzzugang (Fixed Wireless Access, FWA) ist ein attraktives Angebot, bei dem der Business Case für Glasfaser im Vergleich zu den begrenzten zusätzlichen Investitionen, die für die Bereitstellung von FWA erforderlich sind, schwach ist. T-Mobile zielt auf den Breitbandmarkt für Privathaushalte mit FWA über 5G als Alternative zu älteren Generationen von Kupfer-, Koaxial- und nicht zellularen Funknetztechnologien. Ein Dual-Play-Breitbandangebot – FWA und mobiles Breitband – ist für Privatanwender attraktiv, da es sowohl den privaten als auch den Fernarbeitsbedarf deckt. Nach Angaben der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) werden bis Mitte 2020 16,5 Prozent der privaten Breitbandanschlüsse in den USA glasfaserbasiert sein. Die Bereitstellung von 4G- und 5G-basierten Breitbandanschlüssen für Privathaushalte ist ein schneller Weg, um die digitale Teilhabe für Bildung und Arbeit zu sichern. T-Mobile strebt an, bis 2025 7-8 Millionen Kunden zu versorgen.

Die Pandemie hat auch das Potenzial von 5G für die Versorgung kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) gezeigt, indem Geschäftsstandorte mit FWA für den primären oder sekundären Zugang verbunden werden. Glasfaserverbindungen zu großen Geschäftsgebäuden sind in den USA bereits weit fortgeschritten, aber nur 12,8 Prozent der kleinen Geschäftsgebäude waren Ende 2020 an Glasfaser angeschlossen. 5G spielt eine wichtige Rolle bei der Anbindung von KMUs in städtischen, vorstädtischen und ländlichen Gebieten.

Kleinere Märkte und ländliche Gebiete in den USA bestehen aus 50 Millionen Haushalten, in denen 130 Millionen Menschen leben, und stellen damit das größte geografische Segment des Verbrauchermarktes dar. T-Mobile möchte seinen adressierbaren Markt erweitern, indem es dieses Segment mit drahtlosen Festnetz- und mobilen Breitbandangeboten anspricht.

Quelle: https://www.ericsson.com/en/mobility-report/articles/t-mobile-5g-spectrum