LTE-Frequenzen der Netzbetreiber in Deutschland

Für die schnelle LTE-Mobilfunktechnik kommen in Deutschland verschiedene 4G-Frequenzen zum Einsatz. Die Zuteilung der Frequenzbänder an die Provider erfolgte in zwei von der Bundesnetzagentur durchgeführten Versteigerungen in den Jahren 2010 und 2015. Zunächst erhielten die Mobilfunkanbieter Frequenzen hauptsächlich in den Bereichen 800 MHz, 1.800 MHz und 2.600 MHz. Mit diesen LTE-Frequenzen begann der Ausbau der deutschen LTE-Mobilfunknetze.

Im Jahr 2015 erfolgte die zweite Frequenzauktion, in denen weitere Frequenzbänder in den Bereichen 700 MHz, 900 MHz, 1.500 MHz und 1.800 MHz vergeben wurden. An der Auktion nahmen die drei in Deutschland noch verbliebenen Mobilfunkanbieter Deutsche Telekom, Vodafone und Telefónica (o2) teil. Die versteigerten Frequenzbereiche stammten aus der so genannten zweiten digitalen Dividende und wurden zum Beispiel durch die Umrüstung auf das digitale terrestrische Fernsehen im DVBT-2-Standard frei. Allerdings durften viele der 2015 vergebenen Frequenzbereiche nicht sofort genutzt werden und sind zum Teil erst ab 2019 (z.B. 700-MHz) als neue 4G-Frequenzen freigegeben

Unterschiedliche LTE-Frequenzen für Städte und ländliche Regionen

Abhängig von der Frequenz besitzen die verschiedenen LTE-Bänder unterschiedliche Eigenschaften. Grundsätzlich lässt sich feststellen, dass je niedriger die Frequenz und größer die Wellenlänge ist, desto größer ist die Reichweite. Die 700-MHz-, 800-MHz- und 900-MHz-Bereiche sind deshalb hervorragend geeignet, um ländliche Regionen mit der schnellen LTE-Technik zu versorgen, da sich mit einer Basisstation ein Umkreis von circa zehn Kilometer abdecken lässt. Hinzu kommt, dass die relativ langen Funkwellen dieser Bänder Gebäude und Gegenstände leichter durchdringen. Dadurch kann mit diesen 4G-Frequenzen Ersatz für auf dem Land nicht vorhandenes DSL-Internet per LTE geschaffen werden.

Die höheren Frequenzen 1.500-MHz, 1.800-MHz und 2.600-MHz sind vor allem für den LTE-Ausbau in den Städten gedacht. Aufgrund der vielen Nutzer in den Ballungsräumen sind viele Basisstationen nötig. Die geringere Reichweite der Frequenzen stellt daher keinen Nachteil dar. Einige Provider versorgten zu Beginn des LTE-Ausbaus auch Städte mit den niedrigeren Frequenzen wie beispielsweise 800-MHz, da sich die Investitionen für den LTE-Ausbau aufgrund der weniger benötigten Funkmasten reduzierten. Zudem gab es anfangs nur wenige Mobilfunknutzer, die LTE-taugliche Endgeräte oder Tarife besaßen

Welche LTE-Frequenzen nutzen die Netzbetreiber in Deutschland?

Da die deutschen LTE-Provider Telekom, Vodafone und Telefónica Deutschland (O2) inzwischen über verschiedene 4G-Frequenzen in unterschiedlichen Bändern verfügen, sind sie in vielen Bereichen dazu übergegangen, ihre Basisstationen mit mehreren LTE-Frequenzen auszustatten. Allerdings gilt noch immer die Grundregel, dass sich die niedrigeren Frequenzen aufgrund ihrer größeren Reichweite besser für die Versorgung der ländlichen Regionen eignen. Damit die LTE- Versorgung in den Städten innerhalb von Gebäuden verbessert wird, kommen die niederfrequenten Bänder mehr und mehr in den städtischen Ballungszentren zum Einsatz. Um den Kunden höhere LTE-Geschwindigkeiten zu bieten, nutzen alle Provider, dort wo für sie mehrere Frequenzen verfügbar sind, die Technik der Frequenzbündelung.

Höhere LTE-Geschwindigkeiten dank Frequenzbündelung

Die Bandbreiten in den einzelnen 4G-Frequenzbereichen sind bei LTE jeweils auf 20 MHz begrenzt. Damit ist der maximal erzielbaren Datenrate eine Obergrenze gesetzt. Um trotz der Beschränkung auf 20 MHz höhere Übertragungsraten zu erzielen, nutzen die Provider Carrier Aggregation und fassen 20-MHz-Bänder aus mehreren Frequenzbereichen zu einem virtuellen Frequenzband zusammen. Beispielsweise lässt sich mit der Zusammenfassung eines 20-MHz-Bandes im 1,8-GHz-Band und im 2,6-GHz-Band ein virtuelles 40-MHz-Band realisieren. Die so genannte LTE-Advanced-Technik sieht die Aggregation von bis zu fünf einzelnen Bändern zu einem 100-MHz-Band vor.

Gleichzeitig kommt die MIMO-Technik (Multiple Input Multiple Output) zum Einsatz, die parallele Datenströme über mehrere Antennen ermöglicht. Unterstützen die verwendeten Endgeräte Carrier Aggregation, MIMO und die verschiedenen Frequenzbänder sind theoretische Datenraten bis zu einem Gigabit pro Sekunde möglich. Der erste Anbieter in Deutschland, der bis zu 500 Megabit pro Sekunde je Funkzelle bietet, ist Vodafone. Hierfür bündelt Vodafone drei Frequenzbereiche aus den 800-, 1800- und 2600-MHz-Bändern zu einem 50-MHz-Band (1 x 10 MHz, 2 x 20 MHz) und nutzt MIMO sowie die Modulationstechnik 256QAM. Mittlerweile ermöglicht der Netzbetreiber in ersten Städten bis zu 1 Gbit/s.

Telefonica (O2) kommt mit der Bündelung von 1 x 10 MHz im 800-MHz-Band und 1 x 20 MHz im 2.600-MHz-Band auf eine virtuelle Bandbreite von 30 MHz. Die maximale Datenrate beträgt 225Mbit7s. Mit einer Bündelung von 2 x 20 MHz in den Frequenzbereichen 1,8- und 2,6-Gigahertz erzielt die Deutsche Telekom Datenraten von 300 Mbit/s. Der Bonner Konzern bündelt inzwischen aber auch drei Frequenzbereiche durch die zusätzliche Verwendung des 800-MHz-Bands und erreicht damit bis zu 375 Mbit/s

LTE-Frequenzen weltweit

In Deutschland und Mitteleuropa sind aktuell für LTE hauptsächlich die 4G-Frequenzen 800, 1800 und 2600 Megahertz in Verwendung. Die Nutzung der Bereiche 700 MHz, 900 MHz und 1.500 MHz steht unmittelbar bevor. Auf anderen Kontinenten werden teilweise andere LTE-Frequenzen genutzt. Beispielsweise sind dies in Nordamerika 700 MHz und 2100 MHz, in Osteuropa 800 MHz, 1800 MHz, 2300 MHz und 2600 MHz oder in Asien und Pazifik 850 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz und 2300 MHz.

Da auch dort durch neue Funkübertragungstechniken mehrere heute für andere Anwendungen genutzte Bänder zukünftig frei werden, ist mit weiteren LTE-Frequenzen zu rechnen. Hersteller von LTE-Endgeräten sind daher gezwungen, entweder viele unterschiedliche Frequenzen mit einem Gerät zu unterstützen oder für unterschiedliche Regionen unterschiedliche Endgeräte-Varianten auf den Markt zu bringen.