Internetlücken verschwinden: So verläuft der LTE-Ausbau

Der Ausbau des UMTS-Nachfolgers LTE geht seit Ende 2010 zügig voran – hauptsächlich auf dem flachen Lande mit bis zu 50 MBit/s pro Basisstation. In Teilen von Berlin und Köln funkt das mobile Turbo-Internet mit bis zu 100 MBit/s. Im Herbst 2011 kommen weitere Großstädte mit 100 MBit/s dazu. Die Abfolge des Rollout war politisch so gewollt: Zuerst das Land und dann die Stadt.

LTE 800, das bei der Erschließung von Gebieten abseits der Ballungsräume zum Einsatz kommt, nutzt Frequenzen, die früher für das analoge, terrestrische Fernsehen gebraucht wurden. Sie wurden im Zuge der Umstellung auf DVB-T frei. Der Vorteil aus der TV-Digitalisierung wird als Digitale Dividende bezeichnet. Wer diese wertvollen Ex-TV-Frequenzen nun zum Zwecke der Internet-Verbreitung ersteigern durfte, soll damit endlich auch das wenig lukrative Land mit Internet versorgen.

LTE hat viele Vorteile: Der hohe Datendurchsatz von LTE kann jetzt auch daten-intensive Anwendungen wie Internet-Fernsehen, Video on Demand oder Video-Conferencing auf Desktops, Laptops, Tablets oder Smartphones bringen – und zwar deutlich besser und mobiler als die Vorgänger UMTS und HSPA .

Neben dem schieren Datendurchsatz gewinnen auch die Reaktionszeiten: Mit LTE sind es 20 bis 30 Millisekunden, UMTS liegt bei 100 bis 200 Millisekunden. Das fällt auch ohne Messgerät bei allen zeitkritischen Anwendungen sofort auf: Schnelles Online-Gaming wird mit den kurzen Pingzeiten von LTE oft überhaupt erst interessant. Voice-Over-IP alias Internet-Telefonie klingt damit grundsätzlich besser, weil weniger Verzögerungen auftreten, die das Ohr ansonsten unschön findet. Video-Konferenzen wirken ebenfalls natürlicher, weil Laufzeit-Verzögerungen bei Bild und Ton unterhalb von 50 Millisekunden von den meisten Menschen kaum noch als störend wahrgenommen werden.

Die kurzwellige Variante LTE-2600 katapultiert den mobilen Daten-Download in den Städten bis auf 100 MBit/s, das ist das Doppelte von stationären VDSL 50 Anschlüssen. Auf dem Lande bringt das langwelligere LTE 800 Download-Spitzen bis zu 50 MBit/s und sehr gute Reichweiten: Eine LTE-800-Basisstation versorgt einen großen Radius von bis zu 10 Kilometer. Dadurch können die Provider Internet-Versorgungslücken ziemlich kostengünstig schließen.

LTE-Tarife im Überblick

Internet per LTE 800 für das Land

LTE kann technisch sehr flexibel auf Träger-Frequenzen von unter 800 MHz bis über 2600 MHz senden und empfangen. Die tieferen Frequenzen erlauben große Zellen und große Reichweiten, die hohen Frequenzen dagegen kleine Zellen mit hoher Bandbreite.

Auf den tieferen Frequenzen, etwa bei 800 MHz, funkt LTE 800 das Internet mehr als 10 Kilometer weit in die Fläche hinaus. Damit können die Provider die Provinz jetzt kostengünstig mit Internet-Download-Spitzen bis zu 50 MBit/s pro LTE-Funkzelle versorgen.

Die 50 MBit/s einer LTE-800-Zelle muss man aber durch die Anzahl der jeweils aktiven User in der Zelle teilen. Vorerst berechnen die Provider die Anzahl der Basisstationen auf dem Lande so, dass sie jedem User mindestens 2 bis 3 MBit/s beim Download garantieren können.

Bei einem LTE-800-Test im Landkreis Ebersberg konnte ZDNet tatsächlich 50 MBit/s im Download an einem Laptop messen. Allerdings war da gerade kein weiterer User in der LTE-Funkzelle aktiv und die LTE-Basisstation war auch nur 100 Meter entfernt.

Ein solches LTE-800-Funknetz vermarktet Vodafone schon seit Dezember 2010, die Telekom seit Mai 2011 und O2 seit 1. Juli 2011 auf dem Lande. E-Plus hat keine Frequenzen im 800-MHz-Band ersteigert und kann somit auch kein LTE 800 ausrollen.

Auch in den großen Städten lässt sich LTE 800 sinnvoll einsetzen, weil dessen lange Wellen viel besser durch dicke Mauern in Gebäude hinein dringen als die kurzen Wellen von LTE 2600. Diesen Vorteil dürfen die Provider in den Ballungsräumen aber erst nutzen, nachdem die kleineren Gemeinden weitest gehend mit brauchbaren Internet-Zugängen versorgt wurden. Zu dieser Rollout-Reihenfolge haben sich o2, Telekom und Vodafone im Zuge der Frequenzversteigerung vom Mai 2010 verpflichtet.

Diese Versorgungspflicht muss jeweils pro Bundesland erfüllt werden, bevor LTE 800 in die Großstadt darf. In einem Flächenstaat wie Bayern dauert das länger. Daher gibt es aus regulatorischen Gründen in München derzeit noch kein LTE 800 – zumindest im kommerziellen Regelbetrieb. In einem kleinen Bundesland wie Berlin geht es schneller, da es sich um einen Stadtstaat mit wenig Hinterland handelt. Dort vermarktet Vodafone sein LTE 800 auch schon in zentralen Lagen, etwa rund um das Sony Center am Potsdamer Platz. Das Land Berlin hat offenbar kaum noch unversorgte Internetflecken.

Internet per LTE 2600 für die Städte

Die kürzeren Wellen auf den höheren Frequenzen, etwa auf 2600 MHz, haben ebenfalls Vorteile: Damit lassen sich relativ kleine Funkzellen bilden. Das schafft viel Kapazität auf engstem Raum. Das ist perfekt für viele Poweruser in dicht besiedelten Ballungsgebieten.

Die aktuelle Technik namens LTE Release 8 Kategorie 3 hält tatsächlich, was sie auf dem Papier verspricht – zumindest unter optimalen Bedingungen. In München etwa konnte ZDNet in einem O2-Testnetz minutenlang die vollen 100 MBit/s beim LTE-Download an einem Laptop messen. Allerdings war da kein weiterer User in der LTE-Funkzelle aktiv. Im Upload waren es ebenfalls beeindruckende 40 bis 48 MBit/s. Doch wie gesagt: Das Netz war da noch ziemlich leer.

Im Gegensatz zu LTE 800 muss LTE 2600 nicht vom Land her ausgerollt werden. O2 funkt auf einem LTE-2600-City-Testnetz in München schon seit Sommer 2010, hat es aber noch nicht kommerziell für jedermann vermarktet. Das wäre zwar nicht verboten, würde aber politisch keinen guten Eindruck machen, solange die Landbevölkerung in Bayern noch nicht ordentlich versorgt ist. Außerdem wird München laut Pressesprecher Markus-Oliver Göbel eh schon sehr üppig mit HSPA von o2 versorgt.

Vodafone funkte laut deren Pressesprecher Dirk Ellenbeck per Juni 2011 auf einem LTE-2600-City-Testnetz in Berlin, vermarktet diese superschnelle Variante (im Gegensatz zu LTE 800) dort aber ebenfalls noch nicht kommerziell an Endkunden. Der Grund: offenbar gibt es noch keine Multi-Mode-fähigen LTE-Surfsticks in ausreichender Zahl und Güte, die automatisch zwischen mehreren Funkarten wie LTE 800 und LTE 2600 hin und her schalten können. Die Telekom verspricht in Köln mobiles Surfen unter idealen Bedingungen bis zu 100 MBit/s. Laut Pressemeldung vom 1. Juni 2011 nutzt sie dazu LTE auf 1800 MHz, kurz LTE 1800. Per 20. Juni gab es in Köln laut Netzversorgungskarte im Internet aber noch an keiner Stelle eine LTE-Versorgung. Offenbar muss das LTE-Netz der Telekom in Köln erst noch in die Gänge kommen – oder die Netzversorgungskarte im Internet wird nicht so schnell nachgepflegt.

E-Plus-LTE-Test mit Know-How aus China

E-Plus hat bei der Versteigerung der Frequenzen im 800-MHz-Band nicht bis zum Ende mitgeboten und daher keine Lizenz erhalten. Das hat den Düsseldorfern erstens einen Milliardenbetrag und zweitens die nicht minder teure Verpflichtung zur Versorgung der Landbevölkerung erspart. Trotzdem hat auch E-Plus ein enormes Spektrum an LTE-geeigneten Frequenzen ersteigert. Laut deren Pressesprecher Klaus Schulze-Löwenberg laufen per Juni 2011 entsprechende Feldtests in Düsseldorf auf 2,6 GHz, im niederrheinischen Wachtendonk auf 1,8 GHz und in Cloppenburg auf 2,1 GHz.

Diese Testnetze laufen laut Auskunft mit Technik von ZTE aus Shenzhen und mit Know-how von China Mobile. Also handelt es sich dabei nicht um das in Europa bislang übliche LTE-FDD, sondern um das in China bevorzugte LTE-Verfahren LTE-TDD.

FDD steht für Frequency Division Duplex. Das Verfahren nutzt zwei verschiedene Trägerfrequenzen für Uplink und Downlink. Dazwischen liegt ein Schutzband. TDD steht für Time Division Duplex und nutzt die gleichen Trägerfrequenzen für Uplink und Downlink. TDD gilt als technisch komplizierter.

Laut Dirk Poppen, Leiter Strategy Technology, prüft E-Plus beide Multiplex-Verfahren für LTE. Der Stratege sieht aber keinen Grund zur Eile: „Die kommerzielle Einführung von LTE in unserem Netz der vierten Generation wird im Wesentlichen von der Verfügbarkeit von LTE-Smartphones in größeren Stückzahlen und zu massenmarktfähigen Preisen abhängen. E-Plus und viele Experten erwarten dies kaum vor 2013.“

Derweil treibt E-Plus-CEO Thorsten Dirks eine spannende Initiative voran, bei der die Bundesnetzagentur prüfen muss, inwieweit die früher einmal für den GSM-Sprach-Mobilfunk vergebenen Frequenzen bei 900 MHz nun auch für die mobile Internetversorgung verwendet werden dürfen. Die Frequenzen bei 900 MHz haben ja ähnlich vorteilhafte Eigenschaften wie die bei 800 MHz, sprich hohe Reichweite und gute Gebäudedurchdringung. „Wir wollen zukünftig deutschlandweit unsere Frequenzen im Bereich 900 MHz für die Übertragung von mobilen Datendiensten nutzen können, sofern uns der Regulierer denn lässt und wir sie nicht für die GSM-Dienste benötigen. Zwischen den Smartphone-Nutzern auf dem Land und uns steht derzeit nur noch die Bundesnetzagentur, die es in der Hand hat, eine Grundversorgung mit mobilem Breitband-Internet schnell zu ermöglichen“, erklärte Dirks im Mai 2011. Falls E-Plus in Zukunft LTE-900 ausrollen darf, war es für die Düsseldorfer am Ende vielleicht ein genialer Schachzug, die teuren Ex-TV-Frequenzen samt umfangreicher Ausbau-Pflichten den drei anderen Providern zu überlassen.

LTE-Router

Der Netzausbau bei LTE kommt schnell voran. Doch ohne passende Endgeräte nützt das beste Netz nichts, betont auch E-Plus-Stratege Dirk Poppen. Ganz so dramatisch ist die Not bei den Endgeräten aber nicht.

Der LTE-Router Huawei B390 für LTE 800 MHz wandelt die LTE-Funksignale in WLAN-Signale um und versorgt damit eine Wohnung, ein Haus, eine Gaststätte oder einen Verein in einem Umkreis von typischerweise 10 bis 100 Metern, je nach Hindernissen. Zusätzlich kann man das mobile High-Speed-Internet aus den vier LAN-Steckdosen des Routers nutzen. Dieser Router aus China kam schon in den Friendly User Tests von O2 Ende 2010 zum Einsatz. Laut o2-Pressesprecher Markus-Oliver Göbel wird er per 1. Juli 2011 auch in den kommerziellen Einsatz übernommen.

Eine rot-weiße Variante des Huawei B390 gibt es als Vodafone B1000 LTE W-LAN Router Huawei Model B390s-2, eine schwarz-weiße Variante nennt sich Telekom Speedport LTE Huawei Model B390s-2. Die darin verbauten LTE-800-Chips kommen bislang aus China, nicht vom kalifornischen UMTS-Chip-König Qualcomm, wie man erwarten würde.

Daneben hat Vodafone eine mehrteilige Lösung aus einem WLAN-Router mit deaktiviertem DSL-Modem namens Vodafone DSL-EasyBox 803 DLNA plus LTE-Vorschalt-Modem namens Vodafone LTE TurboBox im Programm. Dazu passend gibt es eine Vodafone-LTE-Außenantenne und ein Vodafone Home Connect Powerline Set aus zwei Powerline-Adaptern zur hausinternen Weiterleitung der Internet-Versorgung über Stromleitungen. Die EasyBox 803 enthält eine funktionsreiche Telefonanlage, wie man sie ähnlich von den aktuellen Fritzboxen kennt. Eine solche fehlt der Box von Huawei.

AVM schließlich hat schon im Dezember 2010 eine Fritz Box LTE für 800, 1800 und 2600 MHz im Ebersberger LTE-Netz von O2 demonstriert. Laut AVM-Pressesprecher Urban Bastert soll sie unter anderem auch bald durch 1&1 vermarktet werden, der Vertriebsstart war bei Redaktionsschluss aber noch nicht bekannt. Per Ende Juni 2011 war sie noch nicht zum redaktionellen Test verfügbar. Weitere LTE-Router wurden bereits von D-Link, Lancom Systems und Netgear angekündigt.

LTE-Suftsticks

Der mobile LTE-Surfstick Huawei E398 kam in den Testnetzen von O2 als Variante für 2100 und 2600 MHz ebenfalls schon seit Dezember 2010 zum Einsatz. Weitere Bänder bei 800 und 1800 MHz sollen laut Huawei-Datenblatt noch dazu kommen. O2 übernimmt den Stick laut Pressesprecher Markus-Oliver Göbel wider Erwarten zum 1. Juli nicht in den kommerziellen Einsatz. Laut Telekom-Pressefotos wird der Stick aus Shenzhen aber im Kölner LTE-1800-Stadtnetz unter dem Namen Telekom Speedstick LTE Huawei E398u-15 kommuniziert.

Vodafone dagegen vermarktet seit Dezember einen mobilen USB-Stick namens Samsung LTE/4G 100 MBit-Internet. Der Stick ist auch als Samsung LTE GT B3740 bekannt. Laut Vodafone-Sprecher Dirk Ellenbeck beherrscht er bislang aber nur LTE auf 800 MHz, somit kein LTE 2600. Das LTE-2600-Testnetz in Berlin wolle man für Endkunden erst kommerziell vermarkten, wenn es auch LTE-Sticks gibt, die automatisch zwischen 800 und 2600 MHz hin und her schalten können, sagt Ellenbeck.

Smartphones

Besonders E-Plus, die noch kein kommerzielles LTE-Netz haben, weisen gerne darauf hin, dass ihnen noch kein Handy, Tablet und kein Laptop mit eingebautem LTE-Modul ab Werk bekannt sei. In der Tat ist es nicht sinnvoll, diese hochmobilen Endgeräte vorschnell nur mit mono-modalen LTE-Chips herauszubringen, die entweder nur auf 800 oder nur auf 2600 MHz funken können. Die mobilen Endgeräte brauchen idealerweise multi-modale LTE-Chips, die erstens weltweit alle LTE-Netze von 700 bis 2600 MHz verstehen, und zweitens auch in ältere Netzverfahren wie HSPA, UMTS, EDGE und GPRS zurück schalten können. Von Qualcomm würde man derart multi-modale LTE-Chips am ehesten erwarten. Offenbar dauert es aber noch eine Weile, bis sie in ausreichender Menge und Güte verfügbar sind.

Wenn im Herbst 2011 auch die Ballungsräume vermehrt LTE-Funknetze bekommen, haben die Hersteller von Smartphones, Tablets und Laptops noch mehr Veranlassung, mobile Endgeräte mit eingebauten LTE-Funkmodulen zügig auf den Markt zu bringen. In der ersten Phase bringt LTE ja nur den stationären DSL-Ersatz. In der zweiten Phase dürfte LTE eine nie gekannte Speed in die mobilen Endgeräte bringen.

LTE-800 bis 50 MBit/s auf dem Lande und LTE 2600 bis 100 MBit/s in der Großstadt sind aber nur der Anfang. Die nächste Generation namens LTE Advanced soll 1 GBit/s im Downstream und 500 MBit/s im Upstream bringen.

Ersatz für die letzte Meile

Die Telekom hat über Jahrzehnte hinweg ein riesiges Netz aus dünnen Kupferdrähten bis in die Firmen und privaten Haushalte hinein verlegt. Darüber kann Sie analoge Telefonie, ISDN, DSL und in gut ausgebauten Gebieten sogar VDSL bis zu 50 MBit/s anbieten. Andere Provider müssen diese so genannte letzte Meile bei der Telekom anmieten, wenn sie ihren Kunden schnelles VDSL anbieten wollen. Der Preis ist immer wieder Gegenstand von Auseinandersetzungen zwischen der Telekom, ihren Konkurrenten und der Regulierungsbehörde.

Legt man jedoch Glasfaser bis an die LTE-Basisstation heran und überbrückt den Rest der Strecke bis zum Endverbraucher per LTE-Funk, so kann man dem Endverbraucher nun auch Internetdienste über die Luft anbieten. Das spart die Untermiete an die Telekom und macht den raschen Ausbau von LTE für Konkurrenten wie Vodafone noch attraktiver. Wenn diese mobile Art des DSL-Ersatzes bald auch bei Anwendern in den Ballungsräumen gut ankommen sollte, werden der Telekom zunehmend Untermieter für die letzte Meile fehlen.