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Erklärvideo: So werden Smartphones immer schneller

3. Mai 2023
  • Wir erwarten von unseren Smartphones, dass sie immer höhere Datenraten unterstützen. Dabei helfen zum einen neue, leistungsfähigere Mobilfunkstandards wie 5G. Zum anderen wird aber auch die Kombination mehrerer Trägerfrequenzen immer wichtiger – die sogenannte Kanalbündelung oder auf Englisch „Carrier Aggregation“.
  • Das Prinzip: Statt nur in einem Frequenzbereich zu senden und zu empfangen, werden mehrere davon kombiniert. Ähnlich wie eine mehrspurige Straße mehr Kapazität bietet als eine einspurige, kann diese Kombination von Frequenzbändern die Übertragungskapazität im Netz erhöhen: die Kapazitäten beziehungsweise Datenraten, die auf den einzelnen Funkkanälen erreicht werden können, addieren sich.
  • Bereits bei LTE lassen sich bis zu vier Trägerkanäle bündeln. Auch 5G macht von diesem Verfahren Gebrauch. Die Frage, welche Kanäle in welchem Funkstandard kombiniert werden können, ist auch dafür entscheidend, ob ein bestimmtes Smartphone-Modell die Möglichkeiten eines bestimmten Mobilfunknetzes vollständig unterstützt.

Unsere Ansprüche, welche Inhalte wir auf unseren Smartphones nutzen wollen, steigen zunehmend. Das hat zur Folge, dass Smartphones immer höhere Datenmengen in immer höherer Geschwindigkeit empfangen und senden sollen.

Dabei helfen zum einen neue, leistungsfähigere Mobilfunkstandards wie 5G, weil sie höhere Datenraten unterstützen. Zum anderen gibt es aber noch eine weitere Methode, wie moderne Smartphones in Zusammenarbeit mit dem Mobilfunknetz ihre Übertragungsraten erhöhen können: Kanalbündelung oder englisch „Carrier Aggregation“. Was dahintersteckt, zeigt unser neues, anderthalbminütiges Erklärvideo:

 

Das Prinzip bei der Kanalbündelung: Statt nur in einem Frequenzbereich zu senden und zu empfangen, werden mehrere davon kombiniert. Ähnlich wie eine mehrspurige Straße mehr Kapazität bietet als eine einspurige, kann diese Kombination von Frequenzbändern die Übertragungskapazität im Netz erhöhen.

Je nachdem, auf welchen Frequenzen ein Netzbetreiber in welchem Mobilfunkstandard sendet, lassen sich für LTE zum Beispiel die Frequenzbereiche um 700 oder 800 MHz, um 900 MHz, um 1,8 GHz und um 2,6 GHz miteinander verbinden. So addieren sich auch die Kapazitäten dieser einzelnen Frequenzbereiche oder „Kanäle“. Dies ist auch deshalb wichtig, weil unterschiedlichen Netzbetreibern als Ergebnis der immer wieder stattfindenden Frequenzauktionen zum Teil unterschiedliche Anteile des Funkspektrums (Fachbegriff: Bandbreiten) auf den jeweiligen Frequenzbändern beziehungsweise Kanälen zur Verfügung stehen.

Die Hersteller von Endgeräten und Netztechnik haben dieses Verfahren immer weiter fortentwickelt. Moderne Smartphones kombinieren heute bis zu vier unterschiedliche Trägerkanäle und erreichen so Datenraten bis zu 1 Gigabit/Sekunde.

Auch 5G nutzt Carrier Aggregation

Doch auch mit Kanalbündelung ist die Kapazität in den Funknetzen endlich. Deshalb ist es wichtig, dass zu den bestehenden Frequenzbereichen auch neue hinzukommen. Auch sie können dann entweder separat oder in Verbindung mit weiteren Frequenzen genutzt werden. Dies gilt zum Beispiel für 5G, das nun auch den Frequenzbereich um 3,6 GHz nutzt. Er kann dann zum Beispiel eine Bündelung mit anderen 5G-Kanälen um 700 MHz, um 1,8 GHz und um 2,1 GHz unterstützen. So werden in 5G-Netzen zum Teil sogar Datenraten über 1 Gigabit/Sekunde möglich.

Im Übrigen ist die Frage, welche Kanäle in welchem Funkstandard sich miteinander kombinieren lassen, ein wichtiger Aspekt bei der Frage, ob ein Smartphone-Modell beziehungsweise seine Firmware alle Möglichkeiten eines bestimmten Mobilfunknetzes vollständig unterstützt. Das steckt dahinter, wenn bestimmte Modelle insbesondere von 5G-Smartphones gezielt für das Netz eines bestimmten Betreibers angeboten werden.

Dieses Prinzip ist eine wichtige Grundlage dafür, dass Smartphones und Mobilfunknetze immer schneller werden und unsere heutigen Ansprüche an hohe Datenraten erfüllen können.

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Das anderthalbminütige Erklärvideo „So werden Smartphones immer schneller“ und viele weitere Erklärvideos und Videoreportagen finden Sie auch auf dem YouTube-Kanal des Informationszentrums Mobilfunk.

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