LTE in Österreich

Long Term Evolution – kurz LTE – ist ein Mobilfunkstandard der 3 bzw. 4 Generation, der bis zu 300 Mbit/ Sekunde im Download erreichen kann. Da LTE das Grundschema von UMTS nutzt, ist eine Aufrüstung von UMTS auf LTE relativ kostengünstig möglich – dennoch ist die Verbreitung von LTE noch relativ gering. Technisch gesehen ist LTE ein Standard der 3. Generation und damit auf einer Ebene mit UMTS, aus Marketinggründen wird es allerdings häufig als 4G angepriesen. Erst die Erweiterung LTE-Advanced, welche bis zu 1000 Mbit/s erlaubt, erfüllt aufgrund ihrer Kanalbreite von 40 MHz die Bedingungen eines 4G Standards.

Situation in Österreich

Im Oktober 2013 wurden in einer vielfach kritisierten Auktion die LTE-Frequenzen für die Bereiche 800, 900 sowie 1800 MHz versteigert - diese Bereiche sind insofern besonders relevant, da sie aufgrund ihres niedrigeren Spektrums höhere Übertragungsreichweiten erreichen und somit insbesondere in ländlichen Gebieten von hoher Bedeutung sind. Die Auktion, dessen Mindestgebot auf 526 Millionen Euro festgesetzt wurde, erbrachte in Summe über 2 Milliarden Euro. A1 zahlt davon 1,03 Milliarden, T-Mobile 654 Millionen und Hutchison 3G (Drei) 330 Millionen. Vergeben wurden Paare bestehend aus Up- & Downlink, das Ergebnis der Auktion lautet wie folgt:

Frequenzbereich A1 T-Mobile Drei
8002x202x10/
9002x152x152x5
18002x352x202x20
Summe2x702x452x25

A1 hat damit die Hälfte der Frequenzen für sich ersteigert, gerade im niedrigen Frequenzbereich von 800 & 900 MHz hat A1 kräftig zugeschlagen. Für Drei, das im 900er Bereich lediglich 1 Paar erworben hat wird insbesondere die ländliche Verfügbarkeit zum großen Problem - mit gerade einmal 18% der angebotenen Frequenzen hat Drei zwar mit Abstand die niedrigsten Kosten der Auktion, entsprechend umständlich wird aber der Netzausbau.

Im 2600 MHz Bereich welcher Ende September 2010 in einer Auktion zugeteilt wurde, wurden folgende Frequenzen vergeben:

Anbieter Frequenzduplex Zeitduplex Preis
Upload Download Up-& Download
A12500–2520 MHz 2620–2640 MHz 2595 - 2620 MHz 13,248 Mio. €
T-Mobile 2520–2540 MHz 2640–2660 MHz - 11,247 Mio. €
Orange 2540–2550 MHz 2660–2670 MHz - 4 Mio. €
Drei 2550–2570 MHz 2670–2690 MHz 2570 - 2595 MHz 11,03 Mio. €

Während beim Zeitduplex das Senden & Empfangen auf der gleichen Frequenz, allerdings nacheinander, durchgeführt wird, kann bei Frequenzduplex die MIMO Technologie angewandt werden, wodurch gleichzeitiges Senden & Empfangen ermöglicht wird.

LTE Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit von LTE hängt von einer Menge an Faktoren ab. Da LTE ein sogenanntes Shared Medium ist, spielt insbesondere die Anzahl der Geräte, welche dieselbe LTE-Funkzelle nutzen, eine große Rolle. Da jede Funkzelle nur eine begrenzte Leistungsfähigkeit besitzt, wird diese auf die verbundenen Geräte aufgeteilt, weshalb eine faire Aufteilung sichergestellt werden muss.

Ebenfalls wichtig ist die Anbindung der Funkzelle an den Provider („Backbone“). In der Regel wird hier auf Glasfaserkabel zurückgegriffen, wodurch eine schnelle Verbindung zu dem Anbieter ermöglich wird. In ländlichen Gegenden ohne Glasfaserkabel ist die maximale Geschwindigkeit demnach unter anderem durch die Anbindung der Funkzelle stark eingeschränkt.

Ebenfalls wichtig ist das genutzte Frequenzband und die jeweilige Kanal-Bandbreite, welche bei LTE zwischen 5-20 MHz beträgt. Je höher die Bandbreite ist, desto höher ist die maximale Geschwindigkeit. Je nach Frequenzbereich dürfen allerdings keine 20 MHz verwendet werden.

LTE setzt auf fortgeschrittene Übertragungstechnologien, um hohe Übertragungsgeschwindigkeiten zu erreichen: OFDM, MIMO und QAM.

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) bezeichnet die Unterteilung des Spektrums in eine Vielzahl kleinerer Träger („Subcarrier“).

Wenn mehrere Antennen (2x2, 4x4) Antennen für das Senden & Empfangen von Signalen genutzt werden, spricht man von MIMO (Multiple Input/Multiple Output).

QAM (Quadraturamplitudenmodulation) ermöglicht es, pro Signal mehrere Bit gleichzeitig zu übertragen, indem mehrere Signale bei 90° Versetzung auf den Träger moduliert werden. Je nach Entfernung und Verbindung zur Funkzelle können komplexe oder einfachere Modulationsverfahren eingesetzt werden.

Mit LTE sind folgende Spitzenwerte (in Mbit/ s) in der Theorie möglich:

Technologie 5MHz 10MHz 20MHz
2x2 MIMO 43 86 173
4x4 MIMO 82 163 326
 

Frequenzen

In Europa sind mehrere LTE Frequenzbänder von Bedeutung, die wichtigsten sind dabei 800 MHz (791 bis 862) und der 2600 MHz Bereich (2500 bis 2570 & 2620 bis 2690). Auch die Bereiche 900 MHz sowie 1800 MHz können für LTE genutzt werden. Der derzeit wichtigste Bereich ist LTE 800. Aufgrund der niedrigen Frequenz können Übertragungsreichweiten von bis zu 10 Kilometern erreicht werden, zudem ist die Gebäudedurchdringung deutlich besser als bei höheren Frequenzen. LTE 800 wird in 5 MHz große Blöcke unterteilt, wobei Betreiber in der Regel 10 MHz Blöcke erwerben. Der Bereich von 821 bis 832 MHz wird nicht vergeben, es bleiben also 60 MHz, welche gepaart vergeben werden (Downlink & Uplink). Die Frequenzbereiche um 900 und 1800 MHz werden derzeit für GSM/UMTS verwendet, können allerdings auch für LTE verwendet werden. Insbesondere 1800 MHz sind eine interessante Alternative zu 800 / 2600 MHz, da sie einen Kompromiss aus Geschwindigkeit und Reichweite darstellen.

Neben 800 MHz ist auch LTE 2600 von großer Bedeutung – durch die International Telecommunication Union (ITU) gibt es verschiebene Vorgaben, wie dieses Feld aufgeteilt werden kann – beispielsweise auf 14 gepaarte & 10 ungepaarte Blöcke á 5 MHz. Bei LTE 2600 können Kanalbreiten von 20 MHz genutzt werden, wodurch die höchstmögliche Übertragungsgeschwindigkeit ermöglicht wird – allerdings hat LTE 2600 eine sehrsehr geringe, weshalb eine hohe Dichte an Funkzellen benötigt wird. Aus diesem Grund wird dieser Frequenzbereich primär an Hotspots / stark frequentierten Bereichen wie Großstädten eingesetzt, eine flächendeckende Verbreitung ist jedoch aus wirtschaftlichen Gründen nicht sinnvoll.

LTE-Advanced

LTE Advanced ermöglicht Datenraten von bis zu 1000 Mbit/Sekunde sowohl im Download, als auch im Upload möglich sind. Dafür wird unter anderem Carrier Aggregation eingesetzt, also die Bündelung mehrerer Frequenzbänder aneinander, wobei bis zu 5 Frequenzbänder gebündelt werden können. Dementsprechend wurde auch die Zahl der Antennen erhöht – auf 8x8 MIMO.

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