LTE Advanced

Turbo-LTE mit bis zu 1000 MBit/s - was steckt dahinter?


Als 2010 LTE erstmals als neuer Mobilfunkstandard eingeführt wurde, betrug die maximale Datenrate noch 50 MBit. Ein Wert, der sich innerhalb von nicht einmal drei Jahren auf 150 MBit verdreifachen sollte. Das die Abkürzung „Long Term Evolution“ tatsächlich wörtlich genommen wird, dürfte spätestens seit dem Start des ersten deutschen LTE-Advanced-Netzes im November 2014 klar sein – die Entwicklung geht immer weiter! Doch was ist dieses LTE-Advanced? Welche Vorteile gibt es und wieso werden damit so hohe Datenraten erreicht? Was benötige ich um es nutzen zu können und was kostet das? Dieser Ratgeber gibt Antworten auf all diese und mehr Fragen zum Thema. Zudem werfen wir noch einen Blick darauf, was nach der Technik auf Mobilfunkkunden wartet.

Was ist LTE-Advanced?

Vereinfacht gesagt, handelt es sich um eine Weiterentwicklung des in den ersten Jahren eingesetzten LTE der Release-Stufe 8. Ab der Gerätekategorie 6 (CAT), spricht man von "Advanced LTE". Durch etliche technische Detailverbesserungen, können weit höhere Übertragungsraten erzielt werden. Und das bei gleichzeitig geringerer Netzbelastung für die Provider. Mehr Details zur Funktionsweise und den technischen Unterschieden, finden Sie übrigens weiter unten auf dieser Seite.

Anbieter und Kosten

Mittlerweile bieten alle deutschen Mobilfunkprovider LTE-Advanced, also die Deutsche Telekom, O2 und Vodafone. Stück für Stück erschließen die drei Provider weitere Großstädte, wobei von einer flächendeckenden Verfügbarkeit noch längst nicht gesprochen werden kann. Die schnellsten Tarife von Vodafone liefern aktuell, wie angedeutet, bis zu 500 MBit pro Sekunde. Vorausgesetzt die Hardware ist mindestens CAT9-fähig. Bei der Telekom beschleunigt der Boost Ihre Internetverbindung ebenfalls auf bis 300 MBit/s („LTE Max“). Seit September 2016 gibts den Turbo übrigens in allen Mobilfunk-Tarifen ohne Aufpreis! Mehr dazu erfahren Sie hier in der Telekom Tarif-Übersicht. O2 startete im Oktober 2016 erstmals bundesweit Tarife mit maximal 225 MBit im Angebot.


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LTE Advanced beschleunigt LTE auf über 300 MBit

Speedtest mit LTE-Advanced | Bild: Vodafone

Vorteile für Kunden und Netzbetreiber

LTE-Advanced hat für Netzbetreiber und Kunden gleichermaßen erhebliche Vorteile. Auf Kundenseite steht natürlich zuerst einmal die deutlich gesteigerte Bandbreite, von bis (zukünftig) zu 1000 Megabit/s, im Fokus.

höherer Nutzen dank LTE-A
In der Praxis fallen die Netto-Übertragungsraten noch deutlich geringer aus - die 1000 MBit markieren lediglich eine Marke, welche technisch gesehen mit dem Standard in naher Zukunft erreichbar sind. Nichts desto trotz ist der Unterschied zum "normalen" LTE enorm. Auch die Latenzzeiten, besser bekannt als Ping, sinken mit LTE-Advanced weiter. Des Weiteren erhöht sich, dank gestiegener Spektraleffizienz, die Kapazität einer Funkzelle, so dass im Schnitt mehr Nutzer mit durchweg guter Performance versorgt werden können.

Für die Netzbetreiber ist LTE-A aber mindestens genau so attraktiv, wie für die Endkunden. So profitieren die Provider zum Beispiel davon, dass sie ihr Frequenzspektrum nun flexibler einsetzen und damit deutlich effektiver nutzen können. Das ist extrem wichtig, denn Funkfrequenzen sind Mangelware und sehr, sehr teuer. 2010 gaben Vodafone, Telekom, O2 und Eplus rund 4,4 Milliarden Euro für die heute genutzten LTE-Frequenzen bei 800 MHz, 1.8, 2.1 und 2.6 GHz aus. Mitte 2015 wurde noch einmal für 5,1 Mrd. Euro aufgestockt. Hinzu kommt die schon erwähnte, verbesserte Kapazität von Funkzellen. Vereinfacht gesagt, können mehr mit der vorhandenen Netz-Infrastruktur mehr Kunden bedient und mehr Daten übertragen werden.


Passende Hardware

Wer von dem neuen „Super-LTE“ profitieren will, benötigt aber passende Endgeräte. Also Sticks, Router oder Smartphones, die LTE-Advanced beherrschen. Kenntlich wird dies durch die sogenannte Gerätekategorie. Bis zur Kategorie 4 (CAT4) lässt sich „nur“ normales LTE empfangen. Erst ab der Kategorie 6 (CAT6), ist man korrekt ausgerüstet. Aktuell haben Interessenten jedoch noch nicht sehr viel Auswahl. Die Telekom bietet einen Mini-Router namens „Speedbox Mini II“, einen Router mit der Bezeichnung „Speedbox III“. Etwas besser bestellt ist die Lage dagegen bei den Smartphones mit Support von CAT6 oder höher. Hier bietet praktisch jedes neuere Gerät seit 2016 entsprechende Kompatibilität. Für Datenraten ab 500 MBit, sind jedoch sogar Modelle mit CAT11 oder darüber Pflicht! Unsere Smartphone-Datasheets verraten jeweils, welches Modell geeignet ist und welches nicht. Achten Sie auf die Angabe der Gerätekategorie.

Tipp: Unser großer Einkaufsratgeber für LTE-Advanced Smartphones zeigt interessante Modelle, die der Markt gerade bietet. Sowohl Top-End, als auch für Schnäppchenjäger!


Pläne und Perspektiven der anderen Anbieter: 2017 ging es richtig los!

Auch künftig dürfte sich der Trend zu schnelleren LTE-Netzen weiter beschleunigen. Seit 2017 rüstet Vodafone sein Netz für Datenraten bis 500 MBit auf. Zeitnah sollen sogar Geschwindigkeiten von über 600 MBit angepeilt werden. Die Telekom zog, wie erwartet, ebenfalls nach und hat nochmals gehörig auf das Gaspedal gedrückt. Zur IFA 2017 verkündete der Konzern die Einführung von 500 MBit im LTE-Netz. Natürlich wird es eine Zeit dauern, bis die Netzabdeckung solcher Datenraten nennenswerte Größenordnungen erreicht. 2018, so schätzen wir, steigt die Verfügbarkeit für Tarife mit mehr als 500 MBit aber spürbar.

Über aktuelle Pläne von O2 (und somit auch E-Plus), sind zum aktuellen Zeitpunkt leider keine neuen Fakten bekannt. Außer, dass angeblich schon einige Regionen mit dem Datenturbo ausgerüstet seien.

Auf dem Weg zum Gigabit-Netz

Die Technik hinter dem "verbesserten LTE"

LTE Advanced ist eine Erweiterung der LTE-Technologie. Durch diverse Optimierungen lassen sich die erzielbaren Datenraten im Mobilfunknetz noch einmal erheblich steigern. März 2011 wurde im Release 10 der 3GPP (3rd Generation Project Partnership) die Technik erstmals standardisiert und zieht sich momentan bis hin zum Release 12. Zu den Verbesserungen, gegenüber den vorherigen Releasestufen, gehören z.B. eine deutliche Anhebung der spektralen Effizienz, sowie eine flexiblere Nutzung des Funkspektrums. Streng genommen verdient sogar erst LTE Advanced das Prädikat 4G. Denn das "herkömmliche" LTE entspricht lediglich 3.9xG und ist vergleichbar mit dem Schritt von UMTS auf HSDPA bzw. HSPA+.  Je nach Ausprägung und Gerätestandard, sind 300 - 4000 MBit/s im Download und etwa 1000 MBit/s im Upload möglich – unter idealen Bedingungen versteht sich. Im Folgenden eine ausführliche Übersicht alle LTE-Kategorien und Releases bis Release 11. Die ab der zweiten Spaltensektion bauen allesamt auf LTE-Advanced auf. Klicken Sie auf die Tabelle zum Vergrößern!


Eigenschaften aller Release-Klassen und Gerätekategorien im Überblick:

alle Eigenschaften der Release-Stufen und Hardwarekategorien bis CAT10 | klicken zum vergrößern


Die maximalen Datenraten beim „herkömmlichen LTE“ (dunkelblau), beziehen sich jeweils auf ein zusammenhängend nutzbares Spektrum von 20 MHz. Breitere Frequenzbänder wurden bei LTE Release 8 nicht vorgesehen - möglich sind natürlich aber kleinere Bänder. Im ländlichen Raum kommen hierzulande vorrangig 10 MHz zum Einsatz. Erst folgende Release-Versionen öffneten die Möglichkeit des Aggregierens mehrerer Bänder zur Steigerung der Datenrate.

Carrier Aggregation – eines der wichtigsten Features von LTE-Adv.

Während beim "normalen" LTE das Spektrum symmetrisch angeordnet sein muss (z.B. 10 MHz für den Downlink und 10 MHz für den Uplink), sind bei LTE-Advanced auch asymmetrische Frequenznutzungen seitens der Provider möglich. Besser bekannt als "Carrier Aggregation" oder kurz "CA". Sie ermöglicht den Netzbetreibern einen flexiblen Einsatz des zur Verfügung stehenden Spektrums. Genauer gesagt, können Frequenzbereiche auf verschiedenen Abschnitten zusammengefasst werden. Und zwar mit einer maximalen Breite von 100 MHz, beispielsweise durch 5 x 20 MHz breite Frequenzbereiche.

Die Mobilfunkanbieter müssen also nicht unbedingt ein zusammenhängendes Band mit 20, 50 oder 100 MHz frei haben. Die folgende Tabelle zeigt eine mögliche Aufteilungen der einzelnen Anbieter, jeweils für den Einsatz in Stadt und Land. Vodafone beispielsweise kann 1 x 10 MHz bei 800 MHz mit 1 x 20 MHz bei 2600 MHz kombinieren und kommt so auf eine Bandbreite von 30 MHz. Daraus, in Kombination mit modernen LTE-Verfahren, resultiert rechnerisch eine Maximaldatenrate von aktuell 500 MBit/s.

Aufteilung der Nutzfrequenzen bei 4G je Anbieter


Außerdem wird mit LTE-Advanced die MIMO Antennentechnik weiter optimiert: Bis zu 8 x 8 MIMO im Download und bis zu 4 x 4 MIMO im Upload sind theoretisch möglich. Das generelle Ziel dieser technischen Optimierungen: Die spektrale Effizienz, also die übertragenen Daten pro Hertz, immer weiter zu erhöhen. Bei LTE liegt diese im Idealfall bei etwa 15 Bit/s pro Hz im Downlink u. 3,75 Bit/s pro Hz im Uplink. Für LTE-Advanced sind Spitzen von bis 30 Bit/s / Hz im Downlink und 15 Bit/s / Hz im Uplink geplant.


Unterschiede zw. LTE und LTE-Advanced in Zahlen (am Beispiel Rel.10)

LTE LTE-Advanced
3GPP Standard Release 8 ab Release 10
Standard verabschiedet in Dezember 2008 März 2011
Netzstart in Deutschland Ende 2010 Herbst 2014 (Telekom)
Max. Downloadrate (theoretisch) 300 MBit/s* 3000 MBit/s
Max. Downloadrate Praxis aktuell 150 MBit 450 MBit
Max. Uploadrate 75 MBit/s 1500 MBit/s
Übertragungsbandbreite DL 20 MHz bis 100 MHz per CA
Übertragungsbandbreite UL 20 MHz bis 40 MHz per CA
Spektraleffizienz bis 16,3 Bit/s je Hertz 30 Bit/s je Hertz
spektrale Bandbreite 1.4, 3, 5, 10, 15 und 20 MHz 20 bis 100 MHz
Kapazität  200 Nutzer / Zelle a 5 MHz 3 mal so hoch
MIMO bis  4x4 MIMO 8x8 MIMO

* mit QAM64 und 4x4 MIMO theoretisch erreichbar. In Dtl. sind mit aktuellen Netzen momentan 150 / 50 MBit erreichbar.

Auch auf dem Land?

LTE-Advanced kann natürlich auch auf den Frequenzen der Digitalen Dividende (800 MHz) eingesetzt werden, um dort große Flächen mit höheren Datenraten zu versorgen. Die wirklichen Spitzendatenraten kann man, wie angedeutet, aber nur via Carrier Aggregation erreichen. Ob die Deutschen Netzbetreiber in Zukunft dafür wertvolle Band-Ressourcen freigegen, bleibt abzuwarten. Auf lange Sicht käme hierzulande vielleicht auch das 700 Megahertz-Band für LTE-Advanced in Frage. Die Versteigerung der betreffenden Bänder erfolgte Ende Mai 2015 - Stichwort Digitale Dividende 2.0. Doch selbst wenn sich in ländlichen Gefilden bei der Datenrate für Kunden nicht viel ändern wird, stünden dennoch Vorteile im Raum. Durch die bessere spektrale Effizient könnten mehr Kunden auf einem Mast bedient werden bzw. kapazitative Engpässe zu Stoßzeiten wären besser abgefedert. Ein weiterer Vorteil läge in niedrigeren Pingzeiten.

LTE-Advanced Pro

Das Ende der Entwicklung bei LTE ist jedoch noch längst nicht erreicht. Der nächste Zwischenschritt vor der Einführung von 5G, ist das sogenannte LTE-Advanced Pro - auch stellenweise 4.5G genannte. Damit wird das Leistungsniveau nochmals deutlich erhöht, auch durch Aggregation von drei Frequenzbändern.

Blick zurück - die Anfänge von LTE-A

Schon im November 2013 überraschten Vodafone und O2 fast zeitgleich mit anderweitigen Plänen. Beide gaben damals den Betrieb eines funktionierenden Testnetzes in München (O2) und Dresden (Vodafone) bekannt. Die bundesweite Umrüstung auf LTE-Advanced läuft also bereits seit einigen Jahren. Als Starttermin stand lange Zeit Sommer/Herbst 2014 im Raum. Noch November 2014 verwies Vodafone in einer Pressemitteilung aber auf Frühjahr 2015 als anvisierten Startpunkt, der dann auch gehalten wurde.




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