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LTE, 4G & Co – Definition, Geschwindigkeit & Netzabdeckung

Der Mobilfunkstandard LTE ermöglicht extrem schnelles surfen im mobilen Internet. Hin und wieder hört man auch den Begriff 4G. Wo liegt eigentlich der Unterschied zwischen den beiden Standards und wie schneiden diese im Vergleich zu anderen Mobilfunkstandards ab?

Was ist LTE eigentlich?

LTE Long-Term-EvolutionLong Term Evolution (kurz LTE) ist genau wie UMTS, HSPA & Co eine Erweiterung des 3G-Mobilfunkstandards. Aus Marketing-Gründen wird bereits LTE als 4G beworben, was jedoch technisch gesehen nicht korrekt ist. Im LTE-Netz kann mit mehreren hundert Megabits pro Sekunde (Mbit/s) im mobilen Netz gesurft werden.

Die grundlegende Technik des Universal Mobile Telecommunications Systems (UMTS – 3G) bleibt bei LTE (3.9G) erhalten. So kann das bestehende Netz schnell und kostengünstig auf z. B. LTE-Advanced (4G) nachgerüstet werden.

LTE Vorteile – Weshalb LTE die Zukunft ist

  • Hohe Datenübertragungsraten – Ultraschnelles surfen auch unterwegs.
  • Geringe Latenzzeiten – Durch die geringe Verzögerung (unter 10 Millisekunden) ist die Technologie ideal für (Video-)Telefonie.
  • Nahezu unterbrechungsfreie Verfügbarkeit – Bei schneller Fortbewegung wie beispielsweise in Zügen oder im Auto, bleibt die Verbindung bestehen.
  • Guter Ersatz in ländlichen Gebieten – Mit LTE erreicht auch ländliche Gebiete, während der Ausbau von DSL hier stockt.
  • Hohe Kompatibilität – wenn kein LTE Verfügbar ist, wird automatisch zu anderen Netzen gewechselt.
  • Stetige Weiterentwicklung – Mit LTE-Advanced erwartet uns surfen mit bis zu 1000 MBit/s im 4G Netz.
  • Telefonie über das LTE-Netz – Deutlich bessere Sprachqualität und schnellerer Aufbau von Verbindungen.
  • Längere Reichweite – LTE ermöglicht bei gleicher Entfernung zum Sendemast eine deutlich höhere Geschwindigkeit. 

LTE Geschwindigkeit – Schneller als die Polizei erlaubt

Geschwindigkeiten der Netzstandards im VergleichLTE, wie es 2011 eingeführt wurde, bot bis zu 50 MBit/s im Download und 10 MBit/s im Upload. LTE der Kategorie 4 (CAT4) bietet 150 MBit/s Down- und 50 MBits im Upload. Mit dem LTE-Advanced (ab CAT6) im 4G Netz sind heute schon satte 300 MBit/s möglich.

Mitte 2017 wurde schrittweise mit dem Ausbau des 4,5G Netzes (CAT11) begonnen. Nun sind theoretisch Downloadraten von 450 – 600 MBit/s möglich.

All diese Zahlen sind nur theoretisch, in der Praxis werden diese hohen Werte nur selten erreicht, da sich die Nutzer die verfügbare Bandbreite innerhalb einer Funkzelle teilen müssen.

Alle LTE-Kategorien und deren Übertragungsraten

Was bedeutet LTE Max?

Anbieter wie Vodafone oder Telekom werben mit LTE und LTE Max. Bei Verträgen mit LTE Max bekommt man die volle Dröhnung LTE versprochen. Hier surft man (wenn verfügbar) in der LTE-Kategorie 11 (CAT 11). Das ganze ist aber kaum mehr als eine Marketing-Floskel, denn in der Regel sind nicht mehr 100 MBit/s verfügbar.

LTE Netzabdeckung

Die LTE-Netzabdeckung in Deutschland hängt vom Netzbetreiber ab. Das am besten ausgebaute LTE-Netz hat die Telekom. Dicht darauf folgt auch schon Vodafone. O2/Telefónica hat hier noch dringenden Nachholbedarf. Ein Blick auf die Karte des jeweiligen Netzbetreibers verdeutlicht, wie der Netzausbau voranschreitet.

Wo liegen die Unterschiede zwischen UMTS, LTE & Co?

Wie oben bereits erwähnt, wird im Mobilfunk heute zwischen vier Generationen unterschieden, die fünfte ist bereits in Sichtweite. In welchem Tempo die zeitliche Entwicklung verlief und welche Unterschiede die Generationen aufweisen, folgt nun:

1G – Das erste Mobilfunknetz

Das Zeitalter der mobilen Telefonie funktionierte in der ersten Generation noch mit einer analogen Sprachübertragung: A-Netz (1958), B-Netz (1972) und C-Netz (1986). 1958 im A-Netz mussten Verbindungen noch per Hand vermittelt werden. Später im B-Netz konnten Teilnehmer erstmals selbst wählen. Das C-Netz konnte bestehende Funkverbindungen bei einem Wechsel einer Funkzelle weiterreichen. 

2G – Das Mobilfunknetz wird digital

GSM Logo 2G-NetzMit dem D-Netz (1992) gelingt die digitale Sprachübertragung mit dem auch international erfolgreichen GSM-Standard (Global System for Mobile Communications). Die Übertragung erfolgt leitungsvermittelt mit einer Bandbreite von 9,6 oder 14,4 Kilobit/s. Neben der Telefonie war nun auch erstmals die mobile Datenübertragung möglich. Das 2G-Netz ist heutzutage nahezu überall in Deutschland verfügbar. Weil aufgrund der geringen Bandbreite die Datenübertragung zur Geduldsprobe wird, wird dieses Netz heute primär zum Telefonieren oder versenden von SMS Nachrichten verwendet.

2.5G (GPRS)

Der 2001 veröffentlichte GPRS-Standard (General Packet Radio Service), ist ein auf dem GSM-Netz basierender paketorientierter Dienst zur Datenübertragung und ermöglicht Downloadraten bis zu 54 KBit/s. Im Wesentlichen bedeutet das, dass alle Informationen bevor sie versendet werden, zunächst in kleine Pakete zerlegt werden. Nachdem sie verwendet wurden, werden diese beim Empfänger wieder zusammengesetzt. Dieses Verfahren bringt zwei Vorteile mit sich:

  1. Die Bandbreite des Handynetzes wird optimal genutzt.
  2. Im Gegensatz zu verbindungsorientierten Diensten, wird das Netz nur dann beansprucht, wenn ein Paket versendet wird.

2.75G (EDGE)

Der EDGE-Standard ist eine im Jahr 2006 erschienene Weiterentwicklung von GPRS (Enhanced Date Rates for GSM Evolution). Auch hier werden die Daten in einzelnen Paketen übermittelt, jedoch ist hier das Verfahren noch einmal optimiert wurden, wodurch die maximale Geschwindigkeit auf 256 KBit/s erhöht wurde.

3G – Das Zeitalter des mobilen Internets beginnt

UMTS 3GDas Netz der dritten Generation wurde auf den Namen UMTS getauft. UMTS steht für Universal Mobile Telecommunications System und bietet – im Vergleich zu den Vorgängern – noch einmal deutlich höhere Datenübertragungsraten. Durch die neue Funk-Zugriffstechnik Wideband CDMA (Code Division Multiple Access), können nun gleichzeitig mehrere Datenströme gleichzeitig gesendet und empfangen werden. Dadurch werden Übertragungsraten bis zu 384 KBit/s ermöglicht. Somit steht dem Zeitalter des mobilen Internets nichts mehr im Wege.

3.5G (HSPA und HSPA+)

Beim 3.5G-Netz handelt es sich um eine Erweiterung des UMTS-Standards. HSPA und HSPA+ (High Speed Packet Access) übertrifft noch einmal alles bisher dagewesene. HSPA(+) setzt sich aus den Up- und Download-Beschleunigern HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) und HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) zusammen. Während HSPA Downloadraten von bis zu 7,2 MBit/s ermöglicht, sind es bei HSPA+ 42 MBit/s. Außerdem wurde noch der Verbindungsaufbau beschleunigt. Mittlerweile ist das 3G-Netz nahezu flächendeckend in Deutschland verfügbar.

4G – Ultraschnelles surfen

LTE 4G-NetzBei der vierten Generation des Mobilfunkstandards handelt es sich, wie oben bereits beschrieben, um LTE. Allerdings wird der Mobilfunkstandard in 19 Klassen unterteilt. Je höher die Klasse, desto schneller in der Regel das Netz. Heutzutage (Mai 2018) sind die Klassen 4 und 6 weit verbreitet, welche jeweils 150 und 300 MBit/s Downloadraten ermöglichen.

LTE-Advanced (4G)

LTE-Advanced (gekürzt: LTE-A oder LTE+) ist eine Erweiterung des LTE-Standards. Bestehende LTE-Sendestationen benötigen zur Aufrüstung lediglich ein Software-Update. LTE-Advanced ermöglicht Übertragungsraten von 300 bis 600 MBit/s. Ermöglicht wird das durch die sogenannte Trägeründelung (auch Carrier Aggregation genannt). Bei diesem Verfahren werden zwei 4G-Frequenzen mit einer Bandbreite von 20 MHz zeitlich genutzt. Bei LTE-A sprechen wir von der LTE-Version 6 (CAT 6).

LTE-Advanced Pro (4.5G)

Bei LTE-Advanced Pro (LTE-AP) handelt es sich wieder um eine Weiterentwicklung des LTE-Standards, von der wir ab LTE-Version 11 (CAT 11) sprechen. Wurden bei LTE-A noch zwei Frequenzen gebündelt, sind es bei LTE-AP bereits drei. Bestenfalls sind so Geschwindigkeiten von über 1000 MBit/s möglich.

5G – Der vielversprechende Nachfolger von LTE

Der Mobilfunkstandard der fünften Generation findet sich derzeit (Mai 2018) noch in Entwicklung. Unter anderem in Berlin gibt es bereits einige 5G-Testnetze. Bis zur endgültigen Einführung des neuen Standards, müssen wir uns allerdings noch voraussichtlich bis zum Jahr 2020 gedulden.

5G soll bis zu 100 mal schneller als LTE sein. So können wir uns auf Bandbreiten von bis zu 10 GBit/s freuen. Zudem soll die Latenzzeit (Verzögerung) auf weniger als eine Millisekunde sinken.

Umrechner: MBit/s, KBit/s und MB/s

Oft hört man die Frage: Wie viel MB pro Sekunde (MB/s) kann ich mit X MBit/s laden? Schließlich werden Filme, Bilder und andere Medien in der Regel in MB oder GB angegeben. Um Klarheit zu schaffen, haben wir hier mal einen kleinen Rechner gebastelt. Für weitere Informationen schau mal in unserem Beitrag über Speichergrößen vorbei.




LTE Frequenzen und ihre Eigenschaften

Weltweit gibt es fast 40 unterschiedliche LTE-Frequenzen. Hierzulande kommen jedoch nur vier bis fünf von ihnen zum Einsatz. Von der Frequenz hängen die Reichweite, sowie die Geschwindigkeit des Netzes ab. Doch wie hängt das genau zusammen? Welche LTE Frequenzen gibt es? Und welche Vor- und Nachteile bringen diese mit sich? Aber eins nach dem anderen…

LTE Frequenzen/Reichweite

LTE Frequenzen und ihre Reichweite im Vergleich | Quelle: Vodafone

Zusammenhang von Frequenz, Reichweite & Geschwindigkeit

Funksignale bestehen immer aus elektromagnetischen Wellen. Diese Wellen haben unterschiedliche Längen, woraus sich proportional die Frequenz errechnen lässt. Frequenzen werden in der Einheit MHz (Megahertz) angegeben.

Je langwelliger (< MHz) die Frequenz, umso größer die Reichweite der Funksignale

LTE 800 MHz hat eine Reichweite von bis zu 16 Kilometer, LTE 2600 MHz dagegen nur 4 – 5 Kilometer. Aus diesem Grund wird LTE 800 MHz überwiegend in ländlichen Gebieten ausgebaut. In Ballungsräumen kommt jedoch vorrangig LTE 1800 oder 2600 MHz zum Einsatz. Der Grund dafür ist folgender…

Je kurzwelliger (> MHz) die Frequenz, umso höher ist die Geschwindigkeit der Datenübertragung.

Während LTE 800 MHz nur Downloadraten von bis zu 50 MBit/s ermöglicht, sind mit LTE 1800/2600 rund 150-600 MBit/s realisierbar.

Welcher Netzprovider bietet welche Frequenzen?

Alle paar Jahre findet eine große Mobilfunkauktion statt, auf der die großen deutschen Mobilfunkprovider um die begehrten Funkfrequenzen „kämpfen“. Die letzte Auktion fand im Mai 2015 statt, an der im Vergleich zur Auktion im Jahr 2010 nur drei statt vier Provider teilgenommen haben.

Einige Zahlen zur Auktion von 2015

Die drei großen deutschen Provider – Telekom, Vodafone und O2 – boten in 23 Tagen (27. Mai – 19. Juni 2015) und 181 Bieterrunden um die begehrten Frequenzen. Unterm Strich erzielte die BNetzA für den Staat einen Gesamterlös von 5,08 Mrd. €.

Die Aufteilung der Frequenzen unter den Anbietern

Provider (DE)Bereich (MHz)
800
900
1800
2600
800
1800
2100
2600
800
1800
2600

Das Problem mit den unterschiedlichen Frequenzen/Bändern

Zwar handelt es sich bei LTE um einen weltweit definierten Mobilfunkstandard, doch unterschiedliche Frequenzen führen leider noch zu erheblichen Problemen. Global gesehen gleicht das LTE-Netz hinsichtlich der Betriebsfrequenzen einem Flickenteppich. Eine Liste der weltweiten LTE-Frequenzen findest du auf Wikipedia.

Das Problem

Wer im Ausland ein Mobilfunkgerät erwirbt – egal ob Smartphone, Tablet oder auch Surfstick – muss hierzulande aufgrund der unerschiedlichen Frequenzen womöglich mit Empfangsproblemen rechnen. Anders herum natürlich dasselbe.

Was bedeutet E, H, H+, G, 3G, 4G und LTE am Smartphone?

Die in der Statusleiste des Smartphones angezeigten Kürzel, zeigen mit welchem Netz-Standard man gerade verbunden ist. Die diese Kürzel können je nach Betriebssystem voneinander abweichen. In der nachfolgenden Tabelle sind alle Kürzel, ihre volle Bedeutung und ihre Geschwindigkeit aufgelistet.

iOSAndroidNetzstandardDatenrate (Max.)
oGGPRS54 KBit/s
EEEDGE256 KBit/s
3G3GUMTS384 KBit/s
3GHHSPA7,2 MBit/s
3GH+HSPA+42 MBit/s
LTELTELTE300 MBit/s
LTELTELTE-A600 MBit/s

Wie schnell ist mein mobiles Internet aktuell?

Nun stellst Du dir sicherlich die Frage wie schnell dein mobiles Internet momentan ist. Es gibt zwei einfache Möglichkeiten das herauszufinden.

  1. Geschwindigkeit über ein Online-Tool (Webseite) messen.
  2. Geschwindigkeit über eine Speedtest-App messen.

Online-Tools zum messen der Internet-Geschwindigkeit

  1. Internet Speedtest direkt bei Google
  2. https://speedtest.computerbild.de/lte/

Android & iOS Apps zum messen der Internet-Geschwindigkeit

Speedtest.net
Speedtest.net
Entwickler: Ookla
Preis: Kostenlos+
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Speedtest.net Speed Test
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Beispiele für LTE-fähige Geräte

Fazit

Ja, das Thema Mobilfunk/LTE ist sehr komplex und unübersichtlich. Abschließend möchte ich noch einmal die wichtigsten Fakten auf den Punkt bringen.

  • Geschwindigkeit & Reichweite hängen von der Mobilfunkfrequenz ab.
  • Oft wird mit LTE geworben, obwohl die erste LTE-Version im 3.9G Netz arbeitet.
  • Die beste LTE-Netzabdeckung bietet die Telekom, gefolgt von Vodafone und O2.
  • „LTE Max“ ist LTE der Kategorie 11 und bietet bis zu 600 MBit/s im Download. Im Schnitt aber nur 100 MBit/s.
  • 100 MBit/s (Megabits pro Sekunde) sind 12,5 MB/s (Megabytes pro Sekunde).
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Kommentare

Chris 8. Juni 2018 um 13:09

Erst einmal großes Lob, selten so einen ausführlichen und informativen Beiträg gelesen. Ich finde es immer wieder spannend zu erfahren, welche Differenzen sich innerhalb der Netzbetreiber ergeben und wie Deutschland weiterhin anderen Ländern bei 4G hinterher hängt und die ländlichen Regionen den Nachteil haben. Ein anderen guten Beitrag speziell dazu hab ich neulich auf https://www.allnet-flatrate.net/lte-netzabdeckung-2018.html gelesen. Vielleicht wäre der auch interessant für euch?
Lieben Gruß Chris

Antworten

René Kutter 8. Juni 2018 um 13:16

Vielen Dank für das Lob, das freut mich wirklich sehr!. Habe mir gerade den verlinkten Beitrag angesehen und er scheint mir auch wirklich hilfreich zu sein. Da kann ich evtl noch einige Infos raus ziehen und meinen Beitrag ergänzen. Vielen Dank für den Tipp! PS: Würde mich sehr über eine Sternebewertung freuen 🙂

Antworten

Chris 9. Juni 2018 um 12:32

Sehr gerne habe ich auch eine Sternebewertung gegeben, freut mich, dass der Beitrag für euch interessant war. Ich freue mich auf weitere tolle Artikel hier 🙂

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