LTE Begriffserklärung und Definition

LTE ist eine Abkürzung und steht für Long Term Evolution. Es handelt sich um den Mobilfunkstandard der vierten Generation (3,9G-Standard). Mit Downloadraten von bis zu 300 MBit/s erreicht LTE wesentlich höhere Geschwindigkeiten als der Vorgänger UMTS. Das schematische Grundgerüst von UMTS wurde mit LTE weitergeführt, wodurch die Aufrüstung auf den 3,9G- oder 4G-Standard (LTE-Advanced) schnell und relativ billig in die Tat umgesetzt werden kann.

LTE-Advanced ist eine Weiterentwicklung von LTE und mit dem 3,9G-Standard kompatibel. Für die Long Term Evolution werden Frequenzen in den Bereichen von ca. 800 bis zu 2600 MHz genutzt, wobei u.a. regionale Gründe für die Unterschiede bei der Wahl der Frequenzen ausschlaggebend sind.

Historisches zu LTE

LTE ging aus HSOPA – kurz für High Speed OFDM Packet Access – hervor. Die Idee bestand darin, mit LTE dank der Verwendung von Techniken des „Orthogonal-Frequency-Division-Multiplexing“ (OFDM) bzw. MIMO („Multiple-Input/Multiple-Output“) auf vergleichbar günstigem Wege große Bandbreiten für den Datenverkehr zu ermöglichen, wodurch die Mobilfunkanbieter das mobile Internet als Massenmarkt ausbauen und mit dem kabelbezogenen DSL ernsthaft konkurrieren können. VoIP-Sprachdienste können dank der geringen Latenzzeiten bei LTE über das IP-Protokoll versendet werden. Ebenso sind Anwendungen, die schnelle Reaktionszeiten und geringe Timeouts voraussetzen, über ein mobiles Internet mit LTE realisierbar. Insbesondere für den Markt der Online-Spiele ist dies interessant.

LTE ist nicht der einzige Weg, der als Nachfolgetechnik für UMTS entwickelt wurde. Jedoch kann LTE im Vergleich mit WiMAX eine schnelle und vor allem günstige Migration durch die Übernahme der Grundschemata von UMTS realisieren. Die Evolution der Mobilfunkstandards auf dem Weg von UMTS zu LTE läuft dabei über den 3,5 G-Standard mit den erweiterten UMTS-Übertragungsverfahren „High Speed Downlink Packet Access“ (HSDPA) sowie der Uplink-Methode HSUPA („High Speed Uplink Packet Access“).

Anno 2008 auf einem Kongress in Barcelona wurde erstmals eine End-to-End-Verbindung zwischen zwei Mobilfunkgeräten auf Basis von LTE ermöglicht. In den Folgemonaten wurden immer mehr Innovationen im Zusammenhang mit LTE veröffentlicht. Bereits Ende 2009 konnte in Schweden und Norwegen das erste kommerziell geführte mobile Netzwerk mit LTE in Betrieb gehen. Ein Jahr später wurden die größten Städte beider skandinavischen Länder mit LTE versorgt. In Deutschland gestaltete sich die Entwicklung schwieriger. Das liegt zum einen an der wesentlich höheren Einwohnerzahl der Bundesrepublik. Zweitens setzte die Bundesregierung fest, im Zuge des Auftrags „Breitband für alle“ erst die ländlichen Regionen ohne DSL-Empfang mit LTE ausstatten zu lassen. Drittens mussten in Deutschland die Rechte an den LTE-Frequenzen mittels einer Versteigerung an die Mobilfunkanbieter verkauft werden.

Unterschiedliche Datenraten bei LTE

Welche Kapazitäten ein mobiler Anschluss über LTE besitzt, hängt von der eingesetzten Terminalklasse ab. Die als Release 8 gekennzeichnete erste Version von LTE offeriert fünf verschiedene Terminalklassen. Die höchste davon kann Datenraten im Downlink von bis zu 300 MBit/s und im Uplink maximal 75 MBit/s ermöglichen. Auch wenn alle eine Bandbreite von 20 MHz unterstützen können, werden die weniger leistungsfähigen Terminalklassen mitunter deutlich geringere Transferraten zur Verfügung stellen. In zukünftigen Generationen wird LTE noch schnellere Geschwindigkeiten umsetzen können. Dies ist zumindest zu vermuten, weil in verschiedenen Tests unter Einbezug unterschiedlicher Hardware und Übertragungstechniken eine rekordverdächtige Download-Rate von 1,3 GBit/s erreicht worden sind.

LTE und die Frequenzversteigerung

Im Mai 2010 endete die Versteigerung der Frequenzen für LTE durch die Bundesnetzagentur. Dabei wurden die Frequenzbereiche im 800 MHz-Band von drei der großen vier Netzbetreiber erworben. Das 1800 MHz sowie das 2,6 GHz Frequenzband fielen an alle vier Provider mit unterschiedlich großen Bereichen. Bisher gibt es keine Untervermietung an Drittanbieter, weshalb ein mobiles Internet über LTE bisweilen nur von den Inhabern der Sendefrequenzen – also der Deutschen Telekom, Vodafone, O2 und EPlus – angeboten wird. In anderen Ländern wie beispielsweise den USA werden von denen in Deutschland abweichende Frequenzbänder für den LTE-Datenverkehr genutzt .

Bei der Vergabe der 800 MHz-Frequenzen gab es im Vorfeld Unstimmigkeiten. Der Grund hierfür lag darin, dass vereinzelte Fernsehsender diese Sendebereiche u.a. für den Einsatz drahtloser Mikrofone bereits genutzt hatten. Es kam auch in Bayern vereinzelt zu Kollisionen zwischen LTE und Angeboten des digitalen Fernsehens. In einem Fall in München konnte der Fernsehsender seinen Multiplex umziehen und weitersenden, während in Nürnberg diese Möglichkeit nicht zur Verfügung stand und das DVB-T-Fernsehen des Senders eingestellt werden musste.

LTE-Advanced

Analog zu den Erweiterungen im UMTS-Netz für größere Geschwindigkeiten bei der Datenübertragung (HSPA+) wurde auch für LTE eine Weiterentwicklung mit dem Namen LTE-Advanced entwickelt. Aus Gründen des Marketings wurde bereits LTE als 4G Standard bezeichnet, obwohl LTE 3,9G enstpricht und die entsprechende Definitionen für 4G nicht ganz erfüllt. LTE-Advanced hingegen ist als Nachfolger in der Lage, die von der ITU-T (Telecommunication Standardization Sector) erstellten 4G-Definitionen einzuhalten. Erstmals wurde LTE-Advanced 2011 vorgestellt. Eine Realisierung in Deutschland wird für 2013 erwartet.

Umrüstung auf LTE

Die Umrüstung der UMTS-Netze auf LTE erfolgt in einem zweiten Schritt. Zunächst werden und wurden die ländlichen Gebiete mit LTE ausgestattet, wo eine DSL-Abdeckung nicht möglich war. UMTS basiert auf einem bestimmten Grundschema. Die Verbindungen werden in Funkzellen aufgebaut. Wählt sich ein Benutzer in ein Mobilfunknetz ein, meldet sich das Handy mit seinen Daten in einer lokalen Netzdatenbank, die mehrere regionale Gebiete im Umkreis des Standortes – sog. „Waben“ – umfasst. Bewegt die Person sich woanders hin, meldet sich die Software des Handys bei der nächsten lokal zuständigen Vermittlungsstelle an. Dieses Aufbauschema hatte UMTS von der Vorgängergeneration (2G) übernommen. Für LTE wird die „Wabenpolitik“ fortgesetzt. Aus diesem Grund müssen die vorhandene Hardware sowie die Funkmasten für LTE nur ausgebaut werden. Anschließend kann jedes LTE-fähige Handy oder Smartphone die Technik genauso nutzen wie vorher UMTS.

Zusammenfassung

LTE, abgekürzt für Long Term Evolution, ist ein Mobilfunkstandard der vierten Generation, der im Vergleich zu seinem Vorgänger UMTS höhere Downloadgeschwindigkeiten ermöglicht. Die Technologie entwickelte sich aus HSOPA und verwendet OFDM sowie MIMO-Techniken für hohe Datenübertragungsraten. Dies hat das mobile Internet zu einem Massenmarkt gemacht und ermöglicht schnelle VoIP-Sprachdienste sowie Anwendungen, die geringe Latenz erfordern.

Die Evolution von UMTS zu LTE war relativ kostengünstig und schnell, da viele Grundlagen von UMTS beibehalten wurden. LTE wurde erstmals 2008 vorgestellt und die kommerzielle Nutzung begann Ende 2009 in Skandinavien. In Deutschland war die Einführung komplexer, unter anderem aufgrund der Versteigerung von LTE-Frequenzen und der Fokussierung auf ländliche Gebiete ohne DSL-Zugang.

Die Datenübertragungsraten in LTE-Netzen variieren je nach Terminalklasse, wobei die höchste Klasse Downlink-Geschwindigkeiten von bis zu 300 MBit/s ermöglicht. Eine Weiterentwicklung namens LTE-Advanced erfüllt sogar die 4G-Standards der ITU-T. Zudem gibt es unterschiedliche Frequenzbereiche für LTE je nach Land und Anbieter, die durch Auktionen vergeben wurden.

Die Umrüstung von UMTS auf LTE folgte einem zweistufigen Ansatz, bei dem zunächst ländliche Gebiete ausgestattet wurden. Die Netzstruktur von UMTS wurde weitgehend beibehalten, wodurch nur geringe Änderungen an der bestehenden Hardware notwendig waren, um LTE zu implementieren.

Häufige Fragen und Antworten