Was sind die wichtigsten Unterschiede zwischen 4G- und 5G-Netzen?

 

Konnektivität des täglichen Lebens | Man sagt, die Technologie liege in Reichweite. Die Mobilfunknetze haben von der 1G- bis zur 5G-Generation eine Revolution in Bezug auf Geschwindigkeit, Bandbreite, Benutzererfahrung usw. erlebt. Die größte Veränderung ist vielleicht der Übergang von 4G zu 5G, aber was sind die Unterschiede zwischen 4G- und 5G-Netzen? Wir werden die wichtigsten Unterschiede zwischen 4G und 5G anhand mehrerer Parameter diskutieren: Geschwindigkeit, Latenz, Bandbreite, Kapazität des Netzwerks, Anwendungsfälle und Infrastruktur.

Geschwindigkeit: 5G ist viel schneller als 4G

Einer der größten Unterschiede zwischen 4G- und 5G-Netzwerken ist die Geschwindigkeit. 4G-LTE-Netzwerke können unter idealen Bedingungen theoretisch Geschwindigkeiten zwischen 100 Mbit/s und 1 Gbit/s erreichen, während 5G-Netzwerke Geschwindigkeiten von 10 Gbit/s und mehr bieten. Damit können die Geschwindigkeiten hundertmal höher sein als bei 4G, was nahezu sofortige Downloads und reibungsloses Streaming von HD-Medien ermöglicht.

Dadurch kann das 5G-Netzwerk hochfrequente Millimeterwellen (mmWave) für eine höhere Kapazität und höhere Geschwindigkeiten als 4G-Netzwerke nutzen. Das Problem ist, dass die Reichweite und Infrastruktur, die zur Aufrechterhaltung der 5G-Millimeterwellengeschwindigkeiten erforderlich sind, deutlich größer sind als jemals zuvor, um einen effektiven Betrieb von 4G-Netzwerken zu gewährleisten, und das hat diese neuen Netzwerke wirklich behindert.

Latenz: 5G hat eine extrem niedrige Latenz

Mit anderen Worten ist die Latenz die Zeit, die zwischen dem Senden einer Nachricht und dem Empfangen einer Antwort vergeht. Die Latenz im 4G-Netzwerk beträgt im Durchschnitt 30–50 ms. Das ist zwar recht schnell, eignet sich jedoch nicht gut für Anwendungen, die eine Echtzeitreaktion erfordern, wie z. B. Spiele, virtuelle Realität (VR) und autonomes Fahren.

5G reduziert die Latenzzeit auf eine Millisekunde und ermöglicht damit nahezu Echtzeitkommunikation. Ultraniedrige Latenzzeiten sind für Anwendungen wie Fernoperationen, industrielle Automatisierung und intelligente Transportsysteme von entscheidender Bedeutung, da selbst kleine Verzögerungen katastrophale Folgen haben können.

Geschwindigkeit: 5G ist schneller und überträgt mehr Daten

Die zunehmende Anzahl verbundener Geräte kann eine große Herausforderung für die Überlastung des 4G-Netzes darstellen. Die LTE-Technologie der vierten Generation (Long-Term Evolution) steht derzeit vor der größten Herausforderung, eine große Anzahl gleichzeitiger Verbindungen aufrechtzuerhalten.

5G unterstützt eine viel höhere Dichte vernetzter Geräte pro Quadratkilometer. Außerdem werden fortschrittliche Techniken wie die groß angelegte MIMO-Technologie (Multiple Input, Multiple Output) eingesetzt, die das gleichzeitige Senden mehrerer Signale durch Überlagerung und Ausrichtung in unterschiedliche Winkel ermöglicht und so die Netzwerkfähigkeit weiter steigert. Aus diesem Grund kann 5G Millionen von IoT-Geräten (Internet of Things) versorgen und bildet damit das Rückgrat für Smart Cities, vernetzte Autos und Industrieautomatisierung.

In der Infrastruktur der nächsten Generation braucht 5G

Der andere große Unterschied zwischen 4G und 5G ist die Netzwerkarchitektur. >>() Die Implementierung von 4G erfolgt grundsätzlich unter einem großen Sendemast mit weiten Bereichen, die Konnektivität über große Entfernungen ermöglichen. Obwohl dies funktioniert, führt es zu einer Überlastung des Netzwerks und verlangsamt die Verbindungsgeschwindigkeit in Gebieten mit hoher Bevölkerungsdichte.

5G-Netzwerke sind eine Kombination aus Makrotürmen und kleinen Zellstationen. Kleine Zellen sind Basisstationen mit geringer Leistung, die über kurze Distanzen in städtischen Umgebungen verteilt sind, um Abdeckung und Kapazität zu erhöhen. Aufgrund der kurzen Reichweite hochfrequenter mmWave-Signale tragen diese kleinen Zellen zur Abdeckung in Umgebungen mit hoher Dichte bei. Darüber hinaus ermöglichen 5G-Netzwerke Network Slicing, eine Methode, mit der Betreiber mehrere virtuelle Netzwerke in einem physischen Netzwerk erstellen können. Hier dreht sich alles um anwendungsspezifische, hochdurchsatzfähige Dienste mit geringer Latenz, die im laufenden Betrieb bereitgestellt werden können, wobei der Schwerpunkt auf URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communication für mein selbstfahrendes Auto!) oder eMBB (Enhanced Mobile Broadband zum Streamen von Netflix-Inhalten) liegt, die bei Verhandlungen in der Luft zur Universallösung werden.

5G: Mehr Effizienz für alle

Da der Datenbedarf ständig steigt, wird der Energieverbrauch zu einem Schlüsselaspekt mobiler Netzwerke. Einer der Gründe für den hohen Energiebedarf von 4G-Netzwerken ist beispielsweise die große Abdeckungsfläche und die zum Senden eines Signals über lange Distanzen benötigte Ausrüstung.

Diese Netzwerke wurden speziell zur Verbesserung der Energieeffizienz entwickelt. Sie nutzen fortschrittliche Energiemanagementtechniken, um den Energieverbrauch zu minimieren, die Akkulaufzeit der Endgeräte zu verlängern und die Betriebskosten für die Netzbetreiber zu senken. Diese verbesserte Effizienz macht 5G zu einer praktikablen Antwort auf zukünftige Konnektivitätsanforderungen.

Fünfte Generation (5G)/Get Your Kicks on Route 66: Anwendungsfälle

4G-Netzwerke ermöglichten den mobilen Breitbandzugang und damit Hochgeschwindigkeitszugang zum Internet, Video-Streaming und sozialen Medien. Und natürlich wächst das Potenzial von 5G, völlig neue Kategorien innovativer Anwendungen zu schaffen, exponentiell. Lassen Sie uns einige wichtige 5G-Anwendungsfälle untersuchen:

Autonome Fahrzeuge: 5G ermöglicht dank ultraniedriger Latenz und Hochgeschwindigkeitsverbindungen eine Echtzeit-Interaktion zwischen Autos, Ampeln und Infrastruktur. Dies erhöht die Verkehrssicherheit und minimiert Unfälle.

Smart Cities:  5G ermöglicht umfassende IoT-Bereitstellungen und wird für die Verwaltung intelligenter Verkehrssysteme sowie Abfall- und Energiemanagementsysteme in Smart Cities verwendet.

Echtzeit-Überwachung des Gesundheitszustands von Patienten: 5G ermöglicht es Ärzten, Operationen mit Roboterarmen aus der Ferne durchzuführen, wobei der Gesundheitszustand der Patienten mithilfe tragbarer Geräte in Echtzeit überwacht werden kann.

Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR): Die geringe Latenz und hohe Bandbreite von 5G ermöglichen ein nahtloses AR/VR-Erlebnis, das die Bereiche Gaming, Lernen und Training verändert.

Industrielle Automatisierung: 5D ermöglicht die Echtzeitüberwachung und -steuerung von Geräten, sodass eine Fabrikautomatisierung erreicht und somit die Effizienz verbessert werden kann.

Abschluss

Von 4G zu 5G gibt es enorme Fortschritte in der drahtlosen Kommunikation. Mit Funktionen wie der Kombination aus hoher Geschwindigkeit, ultraniedriger Latenz, verstärkter Kapazität und Energieeffizienz ist die 5G-Technologie ein bahnbrechender Fortschritt, der das Potenzial hat, ganze Branchen zu revolutionieren und die Art und Weise, wie wir mit Technologie interagieren, neu zu definieren. Zu den Innovationen der 5G-Technologie zählen Agrartechnologie, Smart Homes, vernetzte Fahrzeuge, Gesundheitstechnologie und industrielle Automatisierung. Obwohl 4G eine leistungsstarke Netzwerktechnologie ist, die eine breite Palette von Anwendungsfällen abdeckt, würde 5G neue Möglichkeiten eröffnen, die von intelligenten Städten bis hin zu selbstfahrenden Autos reichen. Mit dem weltweiten Ausbau von 5G werden wir in Zukunft wahrscheinlich die schnellste, intelligenteste und beste Verbindung aller Zeiten haben.

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