5G SA, 5G+, 5G NSA: Die Unterschiede der Mobilfunkmodi

Der 5G-Netzausbau in Deutschland

Die Deutsche Telekom gibt an, dass sie 97 Prozent der Bevölkerung mit 5G versorgen kann (Stand: 23. Juli 2024). Der Betreiber stellte zunächst für Privatkunden nur 5G NSA zur Verfügung, seit Oktober 2024 gibt es jedoch mit 5G+ Gaming ein erstes Angebot, dass die Vorteile von 5G SA nutzt.

Vodafone gibt an „rund 92 Prozent der Menschen mit 5G“ zu versorgen „und mehr als 90 Prozent können ab sofort auch 5G+ nutzen. Bis Mitte 2025 soll die Abdeckung bei 95 Prozent liegen.“

Auch O2 Telefonica bietet 5G SA bereits als 5G Plus an, macht aber keine Zahlenangaben, wie weit der Ausbau fortgeschritten ist, schreibt aber: „Bis Ende 2025 werden wir ganz Deutschland mit 5G Plus versorgen“. Insgesamt gibt der Betreiber an, derzeit mehr als 97 Prozent der Haushalte mit 5G zu erreichen.

Der neueste Mobilfunkbetreiber mit eigenem Netz ist 1&1. Dieses 5G-Netz ist derzeit allerdings nur in homöopathischen Dosen verfügbar. 1&1 hatte daher zunächst einen nationalen Roaming-Vertrag mit O2 Telefonica geschlossen. Seit Herbst 2024 können Neukunden von 1&1 das Netz von Vodafone über National Roaming nutzen. Die bestehenden Kunden von 1&1 sollen sukzessive auf das Netz von Vodafone migriert werden.

5G Non-Standalone

Bei 5G NSA steckt der entscheidende Hinweis bereits im Namen: Es handelt sich um 5G, das hinsichtlich der Infrastruktur nicht eigenständig ist. NSA ist ein 5G-RAN (Radio Access Network), das auf einem Legacy-4G-LTE-Kern – dem Evolved Packet Core (EPC) – läuft und Control-Plane-Funktionen verwaltet. NSA umfasst sowohl eine 4G- als auch eine 5G-Basisstation, wobei die 4G-Basisstation jedoch Vorrang hat. Da die NR-Control-Plane im EPC integriert ist, werden die Funkfrequenzsignale an die primäre 4G-Basisstation weitergeleitet.

5G NSA, auch als 3GPP Release 15 bezeichnet, gilt als die erste Stufe von 5G. Die ersten 5G-Bereitstellungen verwendeten NSA, weil die MNOs ihre vorhandene Infrastruktur für den Aufbau eines 5G-Netzes nutzen konnten. Carrier mit 4G-LTE-Netzen waren in der Lage, ein 5G-RAN auf ihren bestehenden Architekturen zu implementieren. 5G NSA konnte als Sprungbrett für die Carrier dienen, die nicht bereit waren, bei der Umstellung von 4G-LTE- auf 5G-Netze sofort hohe Investitionen zu tätigen.

Der Nachteil von 5G NSA besteht jedoch darin, dass es – anders als ein reines, uneingeschränktes 5G-SA-Netz – bestimmte Funktionen nicht bieten kann. Beispielsweise ermöglicht NSA nicht die geringe Latenz, die einer der größten Vorteile von 5G ist. Ein weiterer Nachteil von NSA ist der höhere Energiebedarf für die Versorgung von 5G-Netzen mit 4G-Infrastruktur. Laut IEEE ist 5G NR energieeffizienter als LTE. Aber der Einsatz von zwei verschiedenen Arten der Mobilfunktechnologie erhöht den Stromverbrauch in einem Netzwerk.

5G NSA sollte auch nicht mit Dynamic Spectrum Sharing (DSS) verwechselt werden, einer anderen Methode zur Bereitstellung von 5G mit 4G-Technologie. Während NSA ein 5G-Netz mit 4G-Infrastruktur unter Verwendung von Dual Connectivity realisiert, ermöglicht DSS die Koexistenz von 4G LTE und 5G NR im gleichen Frequenzband. 5G-Netze verfügen über eine Vielzahl von Frequenzbändern, die sich nutzen lassen, und DSS verteilt die Frequenzen basierend auf den Nutzeranforderungen.

Vorteile von 5G NSA

• Geringere Kosten: Mobilfunkbetreiber können ein 5G-Netz auf ihrer bestehenden 4G-Infrastruktur aufbauen, anstatt in einen neuen, teuren 5G-Kern zu investieren.
• Einfache Bereitstellung: NSA-Netze nutzen die 4G-Infrastruktur, mit der MNOs bereits vertraut sind, was sowohl die Konfiguration als auch Update-Prozesse vereinfacht.
• Schneller Rollout: MNOs können mit NSA schneller ein betriebsbereites 5G-Netz einrichten, da sie die bestehende 4G-Infrastruktur nutzen.
• Wegbereiter für 5G SA: MNOs haben 5G-NSA-Netze als Basis eingerichtet, während SA-Netze entwickelt wurden. Beim Rollout von SA-Netzen können Mobilfunkanbieter veraltete 4G-Netzwerkelemente durch 5G-Infrastruktur ersetzen, um ihre bestehenden 5G-Netze zu verwalten.

5G Standalone

5G-SA-Netze enthalten sowohl ein 5G-RAN als auch einen Cloud-nativen 5G-Kern, was bei NSA-Netzen fehlt und durch einen 4G-Kern ersetzt wird. SA-Netze können aufgrund ihrer 5G-Kerne wesentliche 5G-Funktionen ausführen, wie die Verringerung von Latenz, Verbesserung der Performance und die zentrale Steuerung von Netzwerkmanagementfunktionen.

SA erfordert, dass MNOs eine völlig neue Architektur einrichten und sich mit deren Management vertraut machen. Während die Carrier auf die Marktreife der SA-Technologie warteten, entschieden sich die meisten dafür, ihre 4G-Netze einfach für die Unterstützung von 5G neu zu konfigurieren, da dies billiger und bequemer war.

Neue Provider ohne etablierte 4G-Kernnetze konnten diese Strategie allerdings nicht verfolgen. Da sie sich nicht auf einen 4G-Kern verlassen konnten, mussten sie ihre 5G-Infrastruktur von Grund auf neu aufbauen. SA schickt sich nun an, die Nummer eins bei den MNOs zu werden, da die Carrier es bereitstellen, um von den Vorteilen zu profitieren, die es gegenüber NSA bietet.

Der größte Nachteil von SA ist die kostspielige Implementierung. Außerdem müssen sich Netzwerkexperten erst intensiv mit der neuen Infrastruktur des 5G-Kerns beschäftigen, was zeitaufwendig ist. Trotzdem steigen die Mobilfunknetzbetreiber auf SA um, weil NSA zwar ein Schritt in Richtung 5G-Networking sein kann, aber aufgrund seiner Abhängigkeit von 4G LTE nicht als echtes 5G gilt.

Vorteile von 5G SA

• Geringerer Energiebedarf: Da SA nicht mit 4G LTE betrieben werden muss, nutzt es nur eine Methode der Mobilfunkkonnektivität und verbraucht weniger Strom, um ein Netzwerk zu unterstützen.
• Unterstützung von mehr 5G-Anwendungsfällen: Im Gegensatz zu NSA kann SA essenzielle 5G-Services bereitstellen – zum Beispiel die Verbesserung der Latenz und die Erhöhung der Bandbreitenkapazitäten –, um ultraschnelle, skalierbare Netzwerke zu betreiben.

NSA versus SA: 5G-NR-Spezifikationen

Der größte Unterschied zwischen NSA und SA besteht letztlich darin, wie die beiden Modi 5G bereitstellen. NSA verwendet ein 5G-RAN sowie einen 4G-LTE-Kern, während es sich bei SA um ein Ende-zu-Ende-5G-Netz mit einem 5G-RAN und einem NR-Kern handelt. Die jeweiligen Bereitstellungsmethoden bestimmen, wie die einzelnen Modi die vom 3GPP festgelegten NR-Spezifikationen unterstützen.

Zu den 5G-NR-Spezifikationen gehören die folgenden Punkte:

• Erweitertes mobiles Breitband: Dies fungiert als Erweiterung von 4G, die die Datenraten erhöht, um die Netzwerkgeschwindigkeiten zu verbessern.
• Umfassende maschinengestützte Kommunikation: Damit ist es möglich, bis zu eine Million Geräte anzubinden und eine schnelle, nahtlose Kommunikation zwischen ihnen zu gewährleisten.
• Ultrazuverlässige Kommunikation mit geringer Latenz: Dadurch lässt sich die Zuverlässigkeit des Netzwerks sicherstellen, indem die Latenz auf unter fünf Millisekunden reduziert wird.

Alle drei Eigenschaften unterstützen eine Reihe von Branchen und Diensten, darunter aufstrebende Bereiche wie IoT. 5G SA ist jedoch der einzige Bereitstellungsmodus, der alle drei Spezifikationen unterstützt. 5G NSA kann nur erweitertes mobiles Breitband ermöglichen, weil es über einen 4G-Kern verfügt, der sich zur Unterstützung der Spezifikation erweitern lässt. SA hingegen ermöglicht alle drei Features, da es einen leistungsfähigeren und flexibleren 5G-Kern besitzt.

Untersuchungen haben gezeigt, dass die fortschrittlichen Funktionen, die 5G SA bietet, wie erweitertes mobiles Breitband, drahtloser Festnetzzugang (Fixed Wireless Access), Network Slicing und mehr, ein Umsatzpotenzial für die MNOs darstellen.

Hinweis: Dieser Artikel wurde ursprünglich von Deanna Darah verfasst und von der ComputerWeekly-Redaktion aktualisiert, um Branchenveränderungen widerzuspiegeln und das Leseerlebnis zu verbessern.