LTE (4G) – Bedeutung, Technik, Geschwindigkeit und Frequenzen

LTE steht für Long Term Evolution und bezeichnet einen Mobilfunkstandard der vierten Generation (4G). Die Technik ermöglicht schnelle mobile Internetverbindungen über Smartphones, Tablets, Router und andere Geräte. LTE hat den älteren Mobilfunkstandard UMTS (3G) abgelöst und ist neben 5G weiterhin ein wichtiger Bestandteil der Mobilfunkversorgung in Deutschland.

LTE ermöglicht nicht nur das Surfen im Internet, sondern auch Videostreaming, die Übertragung großer Dateien und Telefonate über das Mobilfunknetz. Gegenüber früheren Mobilfunktechniken bietet LTE höhere Datenübertragungsraten, kürzere Reaktionszeiten und eine effizientere Nutzung der verfügbaren Funkfrequenzen.

Was ist LTE und was bedeutet die Abkürzung?

Die Abkürzung LTE steht für Long Term Evolution, was sinngemäß „langfristige Weiterentwicklung“ bedeutet. Gemeint ist die Weiterentwicklung der Mobilfunktechnik für eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung. LTE wird allgemein als 4G bezeichnet, also als vierte Mobilfunkgeneration. Die Technik folgte auf UMTS (3G) und dessen Erweiterungen HSPA und HSPA+.

Mit LTE wurde der Mobilfunk konsequent auf die paketvermittelte Datenübertragung ausgerichtet. Anders als bei älteren Mobilfunkstandards werden die Informationen über ein IP-basiertes Netzwerk übertragen.

Heute kommt LTE nicht nur in Smartphones zum Einsatz. Auch mobile WLAN-Router, LTE-Router für den Internetanschluss zu Hause, vernetzte Fahrzeuge und zahlreiche technische Geräte nutzen den Mobilfunkstandard.

Wie funktioniert die LTE-Technik?

Bei LTE werden Daten über Funk zwischen dem Endgerät und einer Mobilfunkbasisstation übertragen. Die Basisstation ist mit dem Kernnetz des jeweiligen Mobilfunkanbieters verbunden, das den Datenverkehr beispielsweise ins Internet weiterleitet.

Für die schnelle Datenübertragung verwendet LTE verschiedene technische Verfahren:

• OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access): Beim Download wird das verfügbare Frequenzspektrum in zahlreiche Unterträger aufgeteilt. Dadurch können Daten effizient an mehrere Endgeräte übertragen werden.
• SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access): Dieses Verfahren wird bei klassischem LTE für den Upload verwendet und ist besonders auf einen energieeffizienten Betrieb der Endgeräte ausgelegt.
• MIMO (Multiple Input Multiple Output): Mehrere Sende- und Empfangsantennen können gleichzeitig zur Datenübertragung eingesetzt werden. Dadurch steigen unter geeigneten Bedingungen Geschwindigkeit und Übertragungsqualität.
• Flexible Kanalbandbreiten: LTE unterstützt Bandbreiten von 1,4, 3, 5, 10, 15 und 20 MHz. Die verfügbare Bandbreite beeinflusst die mögliche Datenrate.
• Paketvermittlung: Sprache und andere Daten können über das Internetprotokoll übertragen werden. Eine separate leitungsvermittelte Sprachverbindung ist bei LTE nicht vorgesehen.

Ein weiterer Vorteil sind die vergleichsweise kurzen Reaktionszeiten, auch Latenzen genannt. Diese sind unter anderem bei Videokonferenzen, Online-Spielen und anderen interaktiven Internetanwendungen wichtig. Die tatsächlich erreichbare Leistung hängt allerdings von der Auslastung der Mobilfunkzelle, der Signalqualität, dem Endgerät und den verfügbaren Frequenzen ab.

Wie schnell ist LTE?

LTE erreicht je nach technischer Ausbaustufe unterschiedliche Datenübertragungsraten. Bereits der ursprüngliche LTE-Standard ermöglichte unter günstigen Bedingungen theoretisch bis zu 300 Mbit/s im Download und 75 Mbit/s im Upload.

Mit Weiterentwicklungen wie LTE-Advanced und LTE-Advanced Pro sind auch deutlich höhere Geschwindigkeiten möglich. Durch die Bündelung mehrerer Frequenzblöcke können Mobilfunkanbieter die verfügbare Übertragungskapazität erhöhen. Die technischen Höchstwerte sind jedoch nicht mit der Geschwindigkeit gleichzusetzen, die ein Smartphone im Alltag tatsächlich erreicht. Entscheidend sind unter anderem der Netzausbau, die Signalstärke, die Anzahl gleichzeitig aktiver Nutzer und die vertraglich vereinbarte maximale Datenrate.

Ausführliche Informationen bietet der telespiegel-Ratgeber LTE- und 5G-Geschwindigkeit im Vergleich.

LTE-Frequenzen in Deutschland

LTE ist nicht auf eine bestimmte Frequenz beschränkt. In Deutschland können unterschiedliche Frequenzbereiche für die vierte Mobilfunkgeneration genutzt werden.

Dabei unterscheiden sich die Eigenschaften der Funkwellen. Niedrigere Frequenzen eignen sich besonders zur großflächigen Versorgung und zur Durchdringung von Gebäuden. Höhere Frequenzen ermöglichen bei entsprechender Kanalbandbreite zusätzliche Übertragungskapazitäten, besitzen jedoch meist eine geringere Reichweite.

Übersicht wichtiger LTE-Frequenzbänder

Nicht jeder Mobilfunkanbieter verwendet sämtliche Frequenzbänder überall für LTE. Die Frequenzbereiche können abhängig vom Netzbetreiber und Standort auch anderen Mobilfunktechniken wie 5G zugeordnet werden. Insbesondere die früher für UMTS verwendeten Frequenzen bei 2.100 MHz konnten nach der Abschaltung der 3G-Netze für modernere Mobilfunkstandards genutzt werden. Dieses Verfahren wird als Refarming bezeichnet.

Weitere technische Informationen bietet die telespiegel-Übersicht zu den Mobilfunkfrequenzen in Deutschland.

LTE, LTE+ und LTE-Advanced – wo liegen die Unterschiede?

Auf Smartphones erscheinen neben LTE beziehungsweise 4G teilweise auch die Anzeigen LTE+ oder 4G+. Sie weisen in der Regel darauf hin, dass das Mobilfunknetz erweiterte LTE-Funktionen unterstützt.

LTE-Advanced (LTE-A) ist eine Weiterentwicklung des ursprünglichen LTE-Standards. Eine zentrale Funktion ist die sogenannte Carrier Aggregation. Dabei werden mehrere Frequenzblöcke zu einer gemeinsamen Datenverbindung gebündelt. Ein Smartphone kann etwa gleichzeitig Kapazitäten aus dem 800-MHz- und dem 1.800-MHz-Bereich nutzen. Dadurch steht mehr Bandbreite zur Verfügung. LTE-Advanced Pro erweitert die technischen Möglichkeiten unter anderem durch zusätzliche Frequenzbündelung, verbesserte Antennentechnik und höhere Modulationsverfahren.

Die Anzeigen LTE+ und 4G+ sind allerdings keine Garantie für eine bestimmte Geschwindigkeit. Ihre Darstellung hängt auch vom Gerät und dessen Software ab.

Was bedeutet LTE auf dem Handy?

Wenn auf einem Smartphone LTE oder 4G angezeigt wird, ist das Gerät über das Mobilfunknetz der vierten Generation verbunden. Über diese Verbindung können Internetseiten aufgerufen, Nachrichten verschickt, Apps verwendet oder Videos abgespielt werden.

Die verschiedenen Netzsymbole bedeuten:

Welche Netztechnik das Smartphone verwendet, hängt unter anderem von der Netzabdeckung, dem unterstützten Mobilfunkstandard und dem gewählten Tarif ab. Ein Smartphone kann bei entsprechendem Netzempfang automatisch zwischen LTE und 5G wechseln. Ist kein LTE verfügbar, kann je nach Gerät und Netzversorgung noch eine Verbindung über GSM beziehungsweise EDGE hergestellt werden.

Telefonieren über LTE: Was ist VoLTE?

LTE wurde ursprünglich vor allem für die schnelle mobile Datenübertragung entwickelt. Anders als bei GSM und UMTS besitzt das LTE-Netz keine klassische leitungsvermittelte Sprachübertragung. Für Telefonate wird deshalb Voice over LTE (VoLTE) eingesetzt. Die Sprache wird dabei digitalisiert und über eine IP-basierte Verbindung im LTE-Netz übertragen.

Das bietet mehrere Vorteile:

• Gespräche können mit hoher Sprachqualität geführt werden, sofern Geräte und Netze entsprechende Funktionen unterstützen.
• Der Verbindungsaufbau kann schneller erfolgen als bei älteren Mobilfunktechniken.
• Während eines Telefonats bleibt die LTE-Datenverbindung nutzbar.
• Das Smartphone muss für gewöhnliche Telefonate nicht auf das ältere GSM-Netz wechseln.

Für VoLTE müssen das Smartphone, die Software und der Mobilfunkanbieter die Funktion unterstützen. Bei modernen Smartphones ist dies in der Regel der Fall. Verfügt ein Gerät über keine nutzbare VoLTE-Funktion, kann es für Telefonate gegebenenfalls noch auf 2G zurückgreifen. Gerade bei älteren LTE-Handys sollte deshalb geprüft werden, ob die Telefonie im verwendeten Mobilfunknetz weiterhin funktioniert.

LTE oder UMTS – was ist der Unterschied?

LTE ist der direkte Nachfolger von UMTS. Während UMTS zur dritten Mobilfunkgeneration (3G) gehört, wird LTE der vierten Generation (4G) zugeordnet.

Die UMTS-Netze wurden in Deutschland bis Ende 2021 abgeschaltet. Die dadurch frei gewordenen Frequenzen konnten für LTE und 5G verwendet werden. Ältere Smartphones, die ausschließlich UMTS und keine neueren Mobilfunkstandards unterstützen, können deshalb nicht mehr auf das frühere 3G-Netz zugreifen.

Informationen zur Entwicklung der dritten Mobilfunkgeneration enthält der Artikel UMTS – Mobilfunkstandard 3G.

LTE oder 5G – welcher Mobilfunkstandard ist besser?

Mit 5G wurde der Nachfolger von LTE eingeführt. Die fünfte Mobilfunkgeneration ermöglicht unter geeigneten Bedingungen höhere Datenraten, geringere Latenzen und zusätzliche Funktionen für industrielle Anwendungen. Trotzdem ist LTE nicht überflüssig geworden. Die vierte Mobilfunkgeneration verfügt in Deutschland über eine umfangreiche Netzinfrastruktur und ergänzt die 5G-Versorgung. Bei 5G Non-Standalone (NSA) wird für bestimmte Steuerungsfunktionen weiterhin LTE-Infrastruktur genutzt. Bei 5G Standalone (SA) arbeitet das 5G-Netz dagegen mit einem eigenständigen 5G-Kernnetz.

Ob LTE oder 5G im Alltag schneller ist, hängt vom jeweiligen Standort und der verfügbaren Netzkapazität ab. Eine gut ausgebaute LTE-Verbindung kann unter bestimmten Bedingungen leistungsfähiger sein als eine schwache oder stark ausgelastete 5G-Verbindung.

Weitere Hintergründe zur fünften Mobilfunkgeneration bietet der telespiegel-Ratgeber 5G – Technik und Möglichkeiten.

LTE als Internetanschluss für zu Hause

LTE kann nicht nur unterwegs, sondern auch als Internetzugang für Wohnungen und Häuser genutzt werden. Dafür wird ein LTE-Router mit einer SIM-Karte beziehungsweise einem geeigneten Mobilfunktarif benötigt. Der Router stellt die Verbindung zum Mobilfunknetz her und verteilt den Internetzugang über WLAN oder Netzwerkkabel an die angeschlossenen Geräte. Besonders interessant ist ein solcher Anschluss an Standorten, an denen kein ausreichend schneller DSL-, Kabel- oder Glasfaseranschluss verfügbar ist.

Allerdings hängt die Internetgeschwindigkeit stärker von der Funkversorgung und der Auslastung der Mobilfunkzelle ab als bei vielen leitungsgebundenen Internetanschlüssen. Auch das verfügbare Datenvolumen und mögliche Geschwindigkeitsbegrenzungen des Tarifs sollten berücksichtigt werden.

Einen Überblick über entsprechende Angebote bietet der Datenflatrate-Vergleich für LTE und 5G.

Die Geschichte von LTE in Deutschland

Die Entwicklung von LTE begann als Weiterentwicklung der bestehenden Mobilfunktechnik. Erste öffentliche Demonstrationen fanden bereits Mitte der 2000er-Jahre statt. Im Dezember 2009 wurden in Stockholm und Oslo die ersten kommerziellen LTE-Netze gestartet. In Deutschland bildete die Frequenzversteigerung im Jahr 2010 eine wichtige Grundlage für den Ausbau. Die Bundesnetzagentur versteigerte Frequenzen unter anderem aus den Bereichen 800 MHz, 1.800 MHz und 2.600 MHz. Gerade die 800-MHz-Frequenzen waren für die Versorgung ländlicher Gebiete wichtig. Sie waren durch die Umstellung vom analogen auf das digitale Fernsehen frei geworden und werden deshalb mit der sogenannten Digitalen Dividende in Verbindung gebracht.

In den folgenden Jahren entwickelte sich LTE zur tragenden Säule der mobilen Breitbandversorgung. Es übernahm zunehmend den Datenverkehr der UMTS-Netze und ermöglichte den massenhaften Einsatz datenintensiver Smartphone-Anwendungen.

Mit der Einführung von 5G ab 2019 begann die nächste Entwicklungsstufe der Mobilfunktechnik. LTE bleibt jedoch parallel zum 5G-Ausbau im Einsatz.

Die historische Entwicklung der Mobilfunknetze beschreibt auch der telespiegel-Artikel zur Geschichte des Mobilfunks.