LTE vs. 5G: Mobilfunktechnologie für Ihre Anwendung

Fragt man „Wie schnell ist LTE?“ oder „Was ist der Unterschied zwischen LTE und 5G?“, findet man Artikel, die behaupten, 5G habe LTE überflüssig gemacht. Das stimmt nicht. Zu verstehen, warum, ist der entscheidende Unterschied zwischen einer überdimensionierten Infrastruktur und dem Aufbau eines Netzwerks, das den jeweiligen Anforderungen gerecht wird.

Ob es sich um eine IoT-Implementierung, ein Flottenfahrzeug oder digitale Werbetafeln handelt, das richtige Netzwerk hängt letztendlich von einer Sache ab: der Abstimmung des Netzwerks auf die jeweilige Aufgabe.

Manchmal lautet die Antwort 5G-Mobilfunk. Sehr oft handelt es sich aber immer noch um ein LTE-Netz. Zunehmend gibt es eine dritte Option, die man kennen sollte: 5G Redcap.

Durchsatz, Leistung und Kosten im LTE-Design

Die LTE-Netzwerkgeschwindigkeiten hängen von der Netzbetreiberkonfiguration, dem Frequenzspektrum und der Gerätetyp ab und liegen typischerweise zwischen 10 und über 100 Mbit/s. Die theoretischen Spitzen-Downloadgeschwindigkeiten für LTE-Advanced und LTE-Advanced Pro erreichen hingegen bis zu 1 Gbit/s.

Das ist mehr als ausreichend für HD-Videostreaming, cloudbasierte Kassensysteme, Echtzeit-Telemetrie, Fernüberwachung und die meisten VoIP-Anwendungen, die problemlos parallel laufen.

LTE ist eine Familie von Gerätekategorien, die jeweils für einen anderen Kompromiss zwischen Durchsatz, Stromverbrauch und Kosten entwickelt wurden.

LTE-Geschwindigkeitskategorien

Diese Bandbreite ist der Grund, warum LTE nach wie vor die wichtigste Technologie für industrielle und IoT-Konnektivität ist. Ein Verkaufsautomat, der stündlich seinen Lagerbestand meldet, benötigt keine Gigabit-Geschwindigkeit. Er braucht eine kostengünstige, energieeffiziente und zuverlässige LTE-Netzwerkverbindung, und genau das bietet Hardware der Kategorie 1 oder Cat M1 zu einem Bruchteil der Kosten und des Stromverbrauchs von 5G-Chips.

Ein industrieller Router der Kategorie 4 oder 6 kann hingegen problemlos eine Zweigstelle, ein Kiosknetzwerk oder ein Fahrzeugsystem betreiben, ohne jemals einen 5G-Sendemast berühren zu müssen.

Was ist das Besondere an zellularem 5G?

5G-Mobilfunk ist nicht einfach nur ein schnelleres LTE. Es handelt sich um eine andere Funkarchitektur, die auf drei unterschiedlichen Säulen basiert:

• Enhanced Mobile Broadband (eMBB) – die Geschwindigkeit, die Schlagzeilen macht. Unter idealen Bedingungen können Spitzenraten von über 10 Gbit/s erreicht werden, mit einer Leistung im mittleren Frequenzband von mehreren Gbit/s.

• Ultrazuverlässige Kommunikation mit niedriger Latenz (URLLC) – Latenzzeiten bis zu 1 Millisekunde. Entwickelt für Anwendungen wie ferngesteuerte Maschinen, autonome Fahrzeuge und industrielle Automatisierung, bei denen Verzögerungen ein Ausschlusskriterium sind.

• Massive Machine-Type Communication (mMTC) – Unterstützung für eine deutlich höhere Gerätedichte pro Zelle. Entwickelt für Umgebungen wie intelligente Fabriken oder Smart Cities, in denen Tausende von Sensoren denselben Abdeckungsbereich nutzen.

  
  

5G SA führt außerdem Network Slicing ein, wodurch Betreiber dedizierte virtuelle Netzwerke mit garantierten Leistungsmerkmalen für spezifische Anwendungen erstellen können. Die Architektur von LTE war dafür nicht ausgelegt.

Diese Leistungsfähigkeit hat ihren Preis. 5G-Modems verbrauchen mehr Strom und sind in der Herstellung teurer. Insbesondere bei mmWave-Netzen benötigen sie zudem eine dichtere und kostspieligere Infrastruktur mit geringerer Reichweite pro Zelle als ein LTE-Netz.

Vergleich von Geschwindigkeit, Latenz und Kosten

Wann ein LTE-Netzwerk immer noch die bessere Wahl ist

Es ist verlockend, LTE als Übergangslösung auf dem Weg zu „echtem“ 5G zu betrachten. Für einen Großteil der Implementierungen bleibt ein LTE-Netzwerk jedoch die richtige technische Wahl und kein Kompromiss:

• Abgelegene und ländliche Standorte , wo die 5G-Abdeckung noch begrenzt ist, das LTE-Netz aber ausgereift und zuverlässig ist.

• Batteriebetriebene IoT-Geräte mit geringem Datendurchsatz – intelligente Zähler, Umweltsensoren, Anlagenverfolger – wo LTE-M und NB-IoT eine jahrelange Batterielebensdauer bieten, die 5G-Funkgeräte nicht erreichen können.

• Kostensensible Flotten mit hohem Durchsatz , wie z. B. Einzelhandelskioske oder Verkaufsautomatennetze, bei denen LTE Cat 1/Cat 4-Hardware die Stückkosten niedrig hält, ohne die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen.

• Standardmäßige Zweigstellenkonnektivität und Ausfallsicherheit , wobei LTE Cat 4/Cat 6/Cat 12 Router zuverlässige primäre oder Backup-WAN-Verbindungen zu einem Bruchteil der Kosten für 5G-Hardware und Datentarife bereitstellen.

  
  

Wenn die Anwendung keinen Durchsatz von mehreren Gbit/s oder eine Latenz von unter 5 ms benötigt, ist es schlichtweg der falsche Tausch, den höheren Stromverbrauch und die höheren Kosten für zellulares 5G zu bezahlen.

5G Redcap: Die zukunftssichere Alternative

Für Implementierungen, die die Kosten- und Energieeffizienz von LTE beibehalten möchten, aber mehr Flexibilität benötigen, da Netzbetreiber ältere Netzwerkgenerationen abschalten, ist Redcap hilfreich. Es wurde in 3GPP Release 17 standardisiert und mit eRedcap in Release 18 weiterentwickelt.

Redcap wurde speziell für den mittleren Leistungsbereich entwickelt, den LTE derzeit abdeckt. Einsatzgebiete sind industrielle Sensoren, Videoüberwachungssysteme, Flottentelematik und die Überwachung von Versorgungsleitungen. Es nutzt jedoch das 5G-Kernnetz anstelle eines LTE-Netzes.

Solche Geräte profitieren von der verbesserten Latenz und den Network-Slicing-Funktionen von 5G, während Gerätekomplexität, Stromverbrauch und Preisgestaltung nahe an denen etablierter LTE Cat 4-Hardware liegen.

Enhanced Redcap (eRedcap) senkt die maximale Downlink-Geschwindigkeit auf etwa 10 Mbit/s und positioniert sich damit als direkter Ersatz für LTE Cat 1/Cat 1bis.

LTE vs. 5G vs. 5G Redcap: Wählen Sie das richtige Netzwerk

Ein praktischer Rahmen zur Entscheidung zwischen LTE, zellularem 5G und 5G Redcap lässt sich auf drei Punkte reduzieren:

1. Der Durchsatz und die Latenz, die die Anwendung tatsächlich benötigt.

2. Das Energie- und Kostenbudget.

3. Die erwartete Lebensdauer der Bereitstellung.

   
   

LTE ist nach wie vor das zuverlässige und kostengünstige Rückgrat für den Großteil der industriellen und IoT-Konnektivität. Mobilfunk-5G ist die richtige Wahl, wenn Bandbreite, Latenz oder Gerätedichte dies wirklich erfordern. 5G Redcap schlägt die Brücke zwischen beiden: LTE-ähnliche Wirtschaftlichkeit in einem Netzwerk, das für das nächste Jahrzehnt ausgelegt ist.

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Teltonika fertigt industrielle Router, Gateways und Modems für das gesamte Spektrum von LTE Cat 1 und Cat 4 bis hin zu 5G und 5G Redcap. Dadurch können die Konnektivitätsoptionen an den jeweiligen Anforderungen der Anwendung ausgerichtet werden und nicht an der aktuellsten Abkürzung.

Egal, ob Sie ein energiearmes Sensornetzwerk betreiben, das über Jahre hinweg nur kleine Datenschübe senden muss, oder eine bandbreitenintensive Anwendung, die die geringstmögliche Latenz erfordert – es gibt ein Teltonika-Gerät, das genau für diesen Anwendungsfall entwickelt wurde.

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