Darf’s ein bisschen schneller sein?

Wie sich LTE im mobilen Alltag schlägt

Wissen | Hintergrund

Telekom und Vodafone bauen ihre LTE-Netze endlich auch in vielen Innenstädten kräftig aus. Apple hat das iPhone 5, Samsung das Galaxy S3 mit LTE vorgestellt. Zeit sich genauer anzuschauen, was der schnelle Mobilfunk mit Smartphone, Tablet und Co. leistet.

Die Zukunft beim Mobilfunk heißt LTE. Die Voraussetzungen für eine schnelle Verbreitung sind allerdings nicht sonderlich gut: Telefonieren ist über das Netz mangels Sprachprotokoll aktuell gar nicht möglich, die gleichzeitige Unterstützung der 34 spezifizierten Frequenzbänder stellt die Chip-Hersteller vor arge Probleme. Und in Deutschland mussten die Provider zunächst die weißen Breitband-Flecken auf dem Land tilgen, bevor sie in die Innenstädte vordringen durften. Doch Bandbreite ist durch nichts zu ersetzen außer durch mehr Bandbreite, und diese wird auch im Mobilbereich dringend nötig. Denn der anhaltende Boom von Smartphones und Tablets lässt den Datenhunger auch unterwegs rapide steigen.

Die Bedürfnisse der Nutzer beschränken sich nicht mehr auf die gelegentliche Mail und kurzen Check der Fußballergebnisse. Musik und Filme aus der Cloud laden, Schnappschüsse sofort den Facebook-Freunden zeigen oder mit diesen direkt per Video chatten, das sind die künftigen Anforderungen. Die von Mobilgeräten verursachte Datenmenge soll sich laut einer Studie des Netzwerkausrüsters Ericsson zwischen 2011 und 2017 verfünfzehnfachen. Und schon deshalb treiben die Provider weltweit den Ausbau der LTE-Netze voran, auch in Deutschland. Während sich E-Plus noch zurückhält und O2 erst in vier Städten LTE anbietet, sind Telekom und Vodafone schon weiter und warten bereits in vielen größeren Städten damit auf. Wir haben uns die beiden Netze angeschaut und die angebotenen Geräte im Alltag ausprobiert.

Unterschiedliche Frequenzen

In Deutschland kommen für LTE derzeit drei Frequenzbänder (800, 1800 und 2600 MHz) zum Einsatz. Ein LTE-Gerät sollte in Deutschland im besten Fall alle drei beherrschen, damit es sich auch später problemlos mit allen Providern versteht. Für den Ausbau auf dem Land verwenden die Provider vorwiegend das 800-MHz-Band, weil es die größte Reichweite bietet und deshalb mit weniger Basisstationen auskommt. Während Vodafone auch in den Städten zunächst Funkzellen mit 800 MHz aufbaut, verwendet die Telekom dort vorwiegend Zellen mit 1800 MHz, die eine geringere Reichweite haben, aber eine Bandbreite bis zu 100 MBit/s im Downlink aufweisen. Im 800-MHz-Band sind derzeit rund 50 MBit/s möglich. An stark frequentierten Orten – sogenannten Hotspots – wollen beide Providern später Zellen mit 2600 MHz aufstellen [1]. Ausführliche Details zur Technik und zum Netzausbau haben wir im Artikel ab Seite 94 zusammengefasst.

Anders als mittlerweile bei GSM und UMTS gewohnt, muss man beim Kauf von LTE-Geräten daher verstärkt auf die unterstützten Frequenzen achten. Denn nicht einmal alle in Deutschland erhältlichen Geräte mit LTE können mit den drei genannten Bändern umgehen. Das prominenteste Beispiel ist das brandaktuelle iPhone 5 von Apple, das hierzulande nur im 1800-MHz-Band funkt – Kunden von Vodafone und O2 können es also nur per UMTS nutzen.

Tatsächlich nötig sind die maximal möglichen Datenraten für kaum einen Anwendungszweck. Zwar starten dann gestreamte Videos nochmals schneller und sind Downloads früher fertig – zumindest, wenn der Server flink genug liefern kann. Doch für das Abrufen von Musik und Videos aus der Cloud ist vor allem eine konstant schnelle Anbindung wichtig. Bricht die Datenrate zwischendurch zu sehr ein oder die Verbindung gar ganz ab, macht das Ganze keinen Spaß. Hier kann LTE durch seine größeren Reserven punkten, aktuell bekommt jeder Kunde immer genügend Bandbreite, um störungsfrei zu streamen.

Alle Nutzer einer Mobilfunkzelle müssen sich grundsätzlich deren Bandbreite teilen, deshalb ist auch bei gleicher Nutzerzahl mehr Bandbreite als bei HSPA für den Einzelnen drin. Noch sind die Zellen im LTE-Netz zudem deutlich leerer. Die Latenzen über LTE sind geringer als bei HSPA, was zum Beispiel Verzögerungen bei Verbindungsaufbau und in schnellen Multiplayer-Spielen vermindert.

Praxis

Trotz des voranschreitenden Netzausbaus gibt es sehr viel Weiß auf der LTE-Karte. In den Innenstädten sieht es gut aus, in den Vororten und im Umland dagegen häufig noch mau. Auch in Großstädten wie Berlin oder hier in Hannover sind noch längst nicht alle Lücken geschlossen. Bis zur flächendeckenden Versorgung werden noch einige Jahre vergehen, selbst wenn die Provider das aktuelle Tempo beibehalten.

Gegenüber unserem letzten Test des mobilen LTE hat sich einiges getan: Seit einigen Wochen bietet die Telekom auch Smartphones mit LTE-Vertrag an. Auch sind die Kinderkrankheiten inzwischen beseitigt, die Vodafone zum Start des LTE-Netzes noch geplagt hatten [2], jetzt geht der Wechsel zwischen LTE und UMTS problemlos vonstatten. Das ist auch deswegen wichtig, weil man wie gehabt über LTE nicht telefonieren kann. Sobald dem Handy per LTE ein ankommendes Gespräch signalisiert wird, kappt es die Verbindung zum LTE-Netz und wählt sich ins UMTS- oder GSM-Netz ein. Gerade laufende Datentransfers werden unterbrochen, auch wenn man das Gespräch gar nicht annehmen will.

Der Zwangswechsel stört somit im Alltag immer noch, speziell wenn man das Smartphone als Internetzugang für andere Geräte benutzt. Immerhin werden Downloads wenige Sekunden nach dem Umschalten zuverlässig wieder aufgenommen. Während des Gesprächs läuft der Transfer weiter über das UMTS-Netz, danach schaltet das Telefon automatisch auf LTE zurück. Die zugewiesene IP-Adresse bleibt trotz Wechsel gleich, was Probleme mit bestehenden Logins verhindert. Allerdings brauchten die Testgeräte im Vodafone-Netz mit bis zu einer Minute deutlich länger für den Wechsel von UMTS zurück zu LTE als im Telekom-Netz.

Schneller Mobilfunk heißt erfreulicherweise nicht größerer Energiebedarf: Einen Einfluss auf die Akku-Laufzeiten hatte LTE im Test nicht, sie unterschieden sich im Alltag nicht von den Werten im UMTS-Netz.

Noch ist die Zahl der LTE-Geräte in Deutschland gering, die größte Auswahl gibt es bei den Smartphones. Mit dem Apple iPhone 5, Samsung Galaxy S3 LTE und HTC One XL sind im High-End-Bereich schon einige Modelle mit aktueller Hard- und Software erhältlich. Möchte man etwas weniger Geld investieren, bieten die Provider nur Geräte an, die mit dem veralteten Android 2.3 laufen und deren Leistungsfähigkeit teilweise hinter die aktuellen Mittelklasse-Smartphones ohne LTE zurückfällt.

Tablets mit LTE gibt es hingegen sehr wenige: Nur Asus hat zwei aktuelle Android-Modelle mit 10 Zoll Diagonale im Angebot, bei den Providern erhält man auch ein Samsung Galaxy Tablet mit 8,9 Zoll, das jedoch etwas älter ist. Das iPad 3 von Apple funkt nicht auf den hiesigen Frequenzen. Einige Notebooks von Fujitsu, Lenovo und Sony lassen sich bereits mit LTE-Modul ordern, sind jedoch nicht unbedingt verfügbar. Ein entsprechend ausgestattetes Vorserienmodell des Fujitsu-Ultrabooks U772 ließ sich zudem im Test nicht dazu überreden, über LTE zu kommunizieren.

Die meisten LTE-fähigen Smartphones und Tablets können die schnelle Mobilfunk-Verbindung auch an andere Geräte per USB oder WLAN weitergeben. Ihr Akku hält dabei allerdings nicht lange durch, für die häufige Verwendung gibt es bessere Lösungen. Um unterwegs mit mehreren Personen LTE zu nutzen, bieten sich kleine WLAN-Router mit LTE-Modem und integriertem Akku an, die bei ausreichend Empfang gleich in der Tasche bleiben können. Wir konnten den R210 von Vodafone genauer unter die Lupe nehmen, mit dem sich maximal fünf Geräte über WLAN verbinden können. Falls LTE nicht zur Verfügung steht, versteht das Modem auch UMTS mit DC-HSPA. Grundsätzlich kann das Modem LTE bis zu 100 MBit/s nutzen, über die WLAN-Schnittstelle überträgt es jedoch nur 30 MBit/s. Per USB-Anschluss lässt sich der Router aufladen, jedoch nicht als Modem nutzen.

Die in Deutschland bereits erhältlichen Smartphones und Tablets mit LTE nehmen wir ab Seite 88 unter die Lupe.

Datenturbo

Beim Datentransfer wird auch der Geschwindigkeitsunterschied am deutlichsten. Solange die UMTS-Zelle leer und HSPA verfügbar ist, kann die Downloadgeschwindigkeit noch gut mithalten. An belebteren Orten brauchen größere Downloads etwa aus dem App Store jedoch eine halbe Ewigkeit. Über LTE brach Verbindung nie unter DSL-Geschwindigkeit ein, entsprechend flott waren auch große Datentransfers abgeschlossen. Oft beschränkten die Server die erreichbaren Geschwindigkeiten und nicht das Netz.

Beim Surfen im Internet ist der Unterschied weit weniger groß, Webseiten sind auch über HSPA in der Regel schnell genug geladen, auch bei vielen Bildern. Die geringeren Latenzen über LTE fielen nicht spürbar ins Gewicht. Im Alltag brach die Verbindungsrate über HSPA jedoch gelegentlich fast vollständig ein, was die Ladezeiten extrem ansteigen ließ. Über LTE fühlt sich das Surfen im Netz deswegen insgesamt flüssiger an, da solche nervigen Verzögerungen bisher kein Thema sind.

Ähnliches gilt für den Abruf von Videos: Herkömmliche Smartphones mit HSPA sind auch für das Streamen von HD-Videos theoretisch schnell genug angebunden; bemerkbar macht sich die geringere Bandbreite dann allenfalls beim Start des Videos, weil es etwas länger dauert, den Puffer zu füllen. In der Praxis – also in meist bereits gut gefüllten Zellen – waren dagegen viel häufiger hässliche Artefakte zu sehen. Abbrüche gab es auch mit HSPA nur selten, weil Portale wie YouTube bei geringer Bandbreite Videos automatisch mit niedrigerer Auflösung und stärkerer Komprimierung ausliefern.

Die von uns gemessenen Latenzen bewegten sich bei LTE im Schnitt klar unter denen von HSPA. Pings zwischen 40 und 60 Millisekunden im Durchschnitt ermöglichen auch schnelle Multiplayerspiele wie Ego-Shooter, ohne von den Mitspielern vom Server geworfen zu werden. Die Werte liegen aber über denen von DSL-Anschlüssen mit Fastpath (ca. 20 ms).

Speziell im Grenzbereich wirkte sich die generell höhere Bandbreite von LTE positiv aus. Trotz schwachem Signal reichte die Verbindung, um eine 200 MByte große Datei in etwas über einer Minute zu laden. Die Werte pegelten sich im Test auch bei schlechter Verbindung zwischen 7 und 20 MBit/s ein. Auch wenn die Geräte häufig nur ein oder zwei Balken bei der Verbindungsstärke zeigten, erreichten wir im Test Werte bis zu 50 MBit/s bei der Telekom und 30 MBit/s im Vodafone-Netz. An der gleicher Stelle und sehr guter Verbindung maßen wir über HSPA bei Vodafone und Telekom maximal 15 MBit/s, jedoch meist deutlich niedrigere Werte.

Grenzen

Nur selten gelang es, in die Nähe des theoretischen Maximums der LTE-Zelle zu kommen. Auch bei sehr guter Verbindung und in geringer Entfernung zum Funkmast konnten wie nur kurzzeitig Spitzenwerte von über 70 MBit/s im Telekom-Netz messen. Bei Vodafone gelang es uns unter den gleichen Bedingungen zwar, die maximal versprochenen 50 MBit/s zu erreichen, jedoch nicht dauerhaft. Spätestens, wenn ein anderer Nutzer ebenfalls Daten überträgt, sind die Maximalwerte ohnehin nicht zu erreichen.

Diese großen Bandbreiten lassen sich die Provider zudem gut bezahlen. Begnügt man sich mit den auf 42,2 oder 21,6 MBit/s gedrosselten Tarifen, kommt man günstiger weg, ohne dabei im Alltag einen Nachteil zu haben. Eine ausführliche Betrachtung der Tarife befindet sich auf Seite 92.

Die gemessenen Uploadraten waren bei beiden Providern sehr gut, die maximale Datenrate von 50 beziehungsweise 25 MBit/s im Uplink erreichten wir jedoch nicht. Vodafone nennt in seinen Tarifen eine Uploadrate von maximal 10 MBit/s, in der Praxis konnten wir häufig Werte messen, die darüber lagen und sich bei 12 bis 13 MBit/s einpendelten. Auf einen dauerhaft ungedrosselten Upload sollte man sich aber nicht verlassen.

Die Telekom gibt bei ihren reinen Datentarifen die gleiche Beschränkung an, bei den Tarifen fürs Smartphone hingegen nicht. Vorhanden ist sie dennoch: Im Upload erreichten wir üblicherweise um die 8 MBit/s, mit einer Karte ohne Beschränkung maßen wir Höchstwerte um die 25 MBit/s. Doch selbst die durchschnittliche Datenrate liegt bei beiden Providern über den Werten, die Privatkunden für DSL und Kabel erhalten.

Insgesamt ergab sich über LTE ein deutlich besserer Eindruck, da die Verbindung auch bei schlechterem Empfang durchgehend schnell genug war, während UMTS zwischendurch immer wieder den Kriechgang eingelegte. Die Vorzüge gelten jedoch nur dann, wenn man in Reichweite einer LTE-Zelle bleibt – was beim derzeitigen Netzausbau schwierig ist. Sobald man sich durch die Stadt oder aus dieser heraus bewegt, wird man immer wieder auf Lücken stoßen, wo UMTS und HSPA aushelfen müssen. Mit 200 km/h im Zug durch die Landschaft düsen und dabei jederzeit eine schnelle Internetverbindung haben, das klappt auch mit LTE nicht.

Fazit

LTE ist durchgängig schnell und macht im Alltag Spaß. Webseiten werden flott geladen, Videos sind auch in voller HD-Auflösung ohne lange Wartezeiten abrufbar, die Übertragungsraten bleiben immer im grünen Bereich. Mitunter wähnt man sich im häuslichen WLAN, denn überlastete Zellen und lahmende Verbindungen gibt es derzeit nicht. Ein Ersatz oder Notwendigkeit ist LTE auch wegen der fehlenden Fähigkeit zum Telefonieren nicht, jedoch eine willkommene Ergänzung.

In den letzten Wochen deutlich verbessert hat sich die Auswahl an LTE-fähigen Geräten, auch wenn die Hersteller noch mit sehr verschiedenen Umsetzungen arbeiten. Auf die unterstützten Bänder muss man deshalb beim Kauf genau achten. Um bei allen deutschen Providern LTE nutzen zu können, ist die Unterstützung für 800, 1800 und 2600 MHz notwendig.

Bei den High-End-Smartphones entwickelt sich LTE bereits zum notwendigen Merkmal und beinahe jeder große Hersteller hat ein LTE-Modell im Angebot oder für die nahe Zukunft angekündigt. Mangelware sind hingegen günstigere Telefone mit aktueller Hard- und Software. Und auch bei Tablets und Notebooks ist die Auswahl klein.

Im Telekom-Netz erreichten wir in der Spitze die besseren Werte, doch auch das Vodafone-Netz war durchgehend schnell genug. Die Netzabdeckung ist bei der Entscheidung für einen Provider deutlich wichtiger. Die Telekom ist im Moment in den größeren Städten etwas häufiger vertreten, auf dem Land sind die Netze dagegen ähnlich dicht und die maximale Geschwindigkeit gleich.

Gegen LTE sprechen noch die recht großen Versorgungslücken und die Preise der Provider. Für den ultimativen Geschwindigkeitsrausch von 50 oder gar 100 MBit/s muss man tief in die Tasche greifen und kann diesen dann nur an wenigen Stellen auch auskosten. LTE macht aber auch bei einer Beschränkung auf 21,6 MBit/s Spaß, denn selbst damit ist man fast immer schneller als per HSPA unterwegs. (asp)

Literatur
  1. [1] Dušan Živadinović, Quantenspringer, Erste LTE-Netze für die mobile Nutzung und Multiband-Geräte, c’t 8/12, S. 82
  2. [2] Alexander Spier, Flotter Vierer, Das erste LTE-Smartphone in Deutschland von HTC und Vodafone, c’t 10/12, S. 60

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Kapitel
  1. Unterschiedliche Frequenzen
  2. Praxis
  3. Datenturbo
  4. Grenzen
  5. Fazit
  6. So schnell ist LTE
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