LTE: Wie es funktioniert. Was es kann. Wo es verfügbar ist.

LTE (Long Term Evolution) ist ein Mobilfunk-Standard. Mit dem Mobilfunknetz können mobile Daten in größerer Menge und höherer Geschwindigkeit über die Luftschnittstelle übertragen werden, als das bei den früheren Mobilfunk-Standards der Fall war. Der Name „Long Term Evolution“ deutet schon darauf hin, dass der Standard für lange Zeit Bestand haben wird. Daran wird auch der Start von 5G nichts ändern. Das LTE-Netz wird für lange Zeit die Basis sein, auf der sich der Mobilfunk in Richtung 5G entwickelt.

Was ist LTE? 

Die LTE-Technik wird auch als 4G, die vierte Generation des Mobilfunks, bezeichnet. LTE besteht aus einer Reihe von Erweiterungen zum „Universal Mobile Telecommunications System“ (UMTS) – der dritten Mobilfunkgeneration. Entsprechend besteht 5G aus einer Reihe von Erweiterungen zu LTE. Damit dürfte auch klar sein, dass 5G eine evolutionäre Weiterentwicklung von Mobilfunk ist. 

Die Standards werden in der 3rd Generation Partnership (3GPP) festgelegt. Die 3GPP ist eine weltweite Kooperation von Gremien für die Standardisierung im Mobilfunk. Durch die 3GPP wir d sichergestellt, dass die Mobilfunkstandards weltweit funktionieren. Basis für das LTE-Netz ist eine IP-Netzwerkarchitektur. Deshalb hat die Deutsche Telekom logischerweise auch ihr Festnetz auf das Internet Protokoll (IP) umgestellt.

Seit wann gibt es LTE?

Das weltweit erste öffentliche LTE-Netz wurde am 14. Dezember 2009 in Stockholm und Oslo in Betrieb genommen. Die erste LTE-Station in Deutschland hat die Deutsche Telekom am 31. August 2010 in Kyritz an der Knatter eingeschaltet.

Wie funktioniert das LTE-Netz?

LTE nutzt unter anderem eine Multiple-Input-Multiple-Output-Antennentechnologie (MIMO). Aufgrund seiner geringen Latenzzeiten erlaubt LTE die Übertragung von Sprachdiensten (VoLTE: Voice over LTE) und Videotelefonie über das Internetprotokoll sowie den Einsatz zeitkritischer Anwendungen, wie zum Beispiel Online-Games auch auf dem Smartphone. Bei einer Bandbreite von 20 MHz kann eine LTE-Geschwindigkeit von bis zu 300 MBit/s im Downlink und 75 MBit/s im Uplink mit Latenzzeiten unter 20 Millisekunden erzielt werden.

GSM und UMTS sind Vorläufer von LTE

Mit GSM (Global System for Mobile Communications) wurde mobile Kommunikation populär. Die Handys wurden leichter und günstiger. Die Vermarktung von GSM auf der ganzen Welt und der Wettbewerb reduzierten die Kosten für Systemtechnik und Endgeräte. Für die Nutzer hatte GSM den Vorteil, dass selbst über Ländergrenzen hinweg keine neue SIM-Karte und kein neues Endgerät benötigt wurden. Und mit GSM war es möglich, neben den Gesprächen auch Kurzmitteilungen über den Short Message Service (SMS) zu verschicken. In der Spitze wurden in Deutschland 59 Milliarden SMS im Jahr verschickt. Mit dem Aufkommen von WhatsApp, Facebook, Instagram & Co. hat die Beliebtheit der SMS stark abgenommen. 2018 wurden noch 8,9 Milliarden SMS in Deutschland verschickt.

Mit GSM wurde zudem weltweit die 112 als „Worldwide Emergency Telephone Number“ standardisiert. Noch heute ist das GSM-Netz der Mobilfunk-Standard mit der größten Flächenausbreitung. Wobei die LTE-Netzabdeckung in den ländlichen Regionen mittlerweile stark aufgeholt hat. Insgesamt liegt die Bevölkerungsabdeckung im Mobilfunknetz der Telekom in Deutschland mittlerweile bei über 98 Prozent. 

UMTS ist der Mobilfunkstandard der dritten Generation (3G). Im UMTS-Netz wurden deutlich höhere Datenraten möglich als im GSM-Netz. UMTS erreicht Datenübertragungsraten von bis zu 42 MBit/s. Bei GSM sind es maximal 220 Kbit/s. Die große Neuerung im UMTS-Netz war, dass mit der höheren Datenrate auch Musikdateien übertragen werden können. LTE schafft hingegen bis zu 300 MBit/s im Downlink und 75 MBit/s im Uplink. Das Netz ist mit LTE also deutlich schneller und ermöglicht auch das Übertragen von Videos und sogar Streaming.

Durch die Versteigerung der UMTS-Lizenzen im Juli/August 2000 nahm die Bundesrepublik Deutschland 98,8 Milliarden Deutsche Mark (entspricht etwa 50 Milliarden Euro) ein. UMTS konnte die hochgesteckten Erwartungen nicht erfüllen. Die Übertragungsraten befriedigten den steigenden Datenhunger der Kunden nicht auf Dauer.  Dennoch verhalf das iPhone dem mobilen Internet zum Durchbruch. Und das, obwohl das erste iPhone UMTS nicht lesen konnte. 2007 wurde das iPhone exklusiv von der Telekom in den deutschen Markt eingeführt. Der Beginn einer einmaligen Erfolgsgeschichte. Das iPhone 4 bot erstmals UMTS-Datenübertragung über HSUPA mit einer Geschwindigkeit von bis zu 5,7 MBit/s.

Ein weiterer Vorteil von LTE: Beim Aufbau des Netzes konnten die Mobilfunkmasten mitgenutzt werden, die für GSM und UMTS bereits aufgestellt worden waren. Es musste also keine komplett neue Infrastruktur für das Netz der vierten Generation aufgebaut werden.

Wer kann LTE nutzen?

Um LTE und schnelles Internet auf einem mobilen Endgerät zu nutzen, muss der Nutzer ein LTE-fähiges Smartphone oder Tablet besitzen, einen LTE-Tarif buchen und sich in einer LTE-Funkzelle aufhalten. Das ist heute kein Problem: Moderne Smartphones von Apple, Samsung, Huawei & Co. können standardmäßig LTE lesen. Günstige LTE-Tarife für Smartphone-Nutzer werden heute nicht nur von den Netzbetreibern angeboten, sondern auch von Mobilfunk-Discountern. Das LTE-Netz der Telekom deckt heute über 98 Prozent der Haushalte in Deutschland ab. LTE steht in den Städten genauso zur Verfügung wie in den ländlichen Regionen. Der Ausbau der vierten Mobilfunk-Generation wird auch in den nächsten Jahren fortgesetzt.

Wo ist mobiles Internet via LTE verfügbar?

Die Netzbetreiber bieten im Internet viele Karten an, auf denen die jeweilige LTE-Abdeckung zu sehen ist. Auf www.telekom.de/schneller zeigt die Telekom die Netzabdeckung in ihrem Mobilfunknetz sowohl für LTE als auch für GSM und 5G. Das BMVI (Bundesministerium für Verkehr und Infrastruktur) zeigt in seinem Breitbandatlas neben dem Festnetzausbau auch die bundesweite Netzabdeckung für LTE an. Die Bundesnetzagentur (BNetzA) bietet darüber hinaus eine Suchfunktion für bestimmte Standorte mit einer Übersicht aller an diesem Ort verfügbaren Netzbetreiber.

Wo stehen LTE-Sendemasten?

Für LTE-Antennen werden Standorte auf Dächern oder bestehende Masten genutzt. Die Antenne auf einem Dach ist in der Regel nicht höher als 10 Meter. Die Höhe der Masten im Telekom-Netz beträgt zumeist zwischen 30 und 40 Meter. Der Träger besteht entweder aus Beton oder es handelt sich um einen Stahlgittermasten. Die Antennen werden an den Antennenträger angebracht und sind mit einem HF-Kabel mit einem Radio Head verbunden. Die restliche Systemtechnik steht am Fuße des Mastes oder in einem Technikraum.

Welche Frequenzen werden für LTE genutzt?

Die Deutsche Telekom nutzt LTE derzeit (Stichtag: 30.06.2020) auf folgenden Frequenzen:

• LTE Band 3 um 1,8 GHz 
  Heute werden diese Frequenzen bei der Telekom ausschließlich für LTE genutzt.
• LTE Band 1 um 2,1 GHz 
  Dieses Frequenzband wurde bislang für 3G/ UMTS genutzt. Mit ihrer 5G-Booster Initiative nutzt die Telekom seit Juni 2020 15 Megahertz aus diesem Frequenzband im Dynamic Spectrum Sharing (DSS) variabel für LTE/4G und 5G. 
• LTE Band 7 um 2,6 GHz 
  Eingesetzt werden die Frequenzen vor allem in Städten, um die Kapazität der LTE-Netze zu erhöhen. Die physikalischen Eigenschaften der Frequenzen lassen keine flächendeckende Verwendung zu, da sie keine große Reichweite haben.
• LTE Band 8 um 900 MHz
  Die Deutsche Telekom nutzt diese Frequenz in den Städten für eine gute Inhouse-Versorgung und auf dem Land, um Fläche zu versorgen.
• LTE Band 20 um 800 MHz
  Das LTE-Band 20 ist quasi die Mutter des LTE-Netzes. Alle Netzbetreiber verwenden die Frequenzen vor allem im ländlichen Raum.

Warum ist LTE auch für 5G wichtig? 

5G ist technisch kein eigenständiges Netz, sondern baut in das bestehende 4G-Netz neue Funktionen und technische Eigenschaften ein. Eine isolierte Betrachtung von 4G und 5G widerspricht (siehe Ergänzung unten) schlicht den technischen Fakten. Mit der Kombination der zur Verfügung stehenden Frequenzen beschleunigt die Telekom den 5G-Ausbau – gerade im ländlichen Raum – erheblich. LTE erfährt durch die Technik-Offensive einen nochmaligen Schub, denn die Kunden erhalten ein weiteres Frequenzband für die Nutzung von LTE und somit mehr Bandbreite. Das sogenannte Dynamic Spectrum Sharing (DSS) stellt sicher, dass das zusätzliche Spektrum von LTE-Kunden und Kunden mit 5G fähigen Endgeräten genutzt werden kann. DSS und das zusätzliche Spektrum erhöhen die Datenrate: Im ländlichen Bereich werden die Geschwindigkeiten teilweise mehr als verdoppelt. Hier können Kunden jetzt mit bis zu 225 Mbit/s surfen. In städtischen Gebieten sind es 600-800 Mbit/s in der Spitze. Dadurch surfen auch sie noch schneller als bisher.  Das Zusammenspiel von DSS und dem Ausbau von 5G Standorten auf dem 3,6 GHz Frequenzband macht den neuen Kommunikationsstandard aus. So wie bei LTE werden auch für 5G verschiedene Frequenzbänder für die Versorgung in Städten und ländlichen Regionen (jpg, 1,4 MB) genutzt.