Definition Was ist Enhanced Mobile Broadband (eMBB)?

Von Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber 3 min Lesedauer

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Enhanced Mobile Broadband (eMBB) ist eins von insgesamt drei 5G-Anwendungsprofilen. eMBB bietet hohe Datenübertragungsraten bei niedriger Latenz. Das Profil eignet sich für anspruchsvolle mobile Internetanwendungen wie das Streamen von hochauflösenden Videos, Virtual und Augmented Reality oder Online-Gaming. Um hohe Datenraten bei niedrigen Latenzzeiten bereitzustellen, nutzt eMBB Frequenzbereiche mit großer Übertragungskapazität und Techniken wie Massive MIMO.

(Bild: © aga7ta - stock.adobe.com)

eMBB ist das Akronym für Enhanced Mobile Broadband. Es handelt sich um eins von derzeit insgesamt drei Anwendungsprofilen für Mobilfunknetze der fünften Generation (5G). eMBB bietet mobile Datenübertragung mit hoher Bandbreite bei niedriger Latenzzeit und ist der klassische Anwendungsfall für einen performanten mobilen Breitbandzugang zum Internet. Es werden Datenraten von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde und mehr bereitgestellt. In der ersten Phase des 5G-Netzausbaus konzentrierten sich die Mobilfunkanbieter auf die Bereitstellung von Enhanced Mobile Broadband.

eMBB realisiert als einer der ersten 5G-Anwendungsfälle den Übergang zur neuen Mobilfunktechnik. Er wurde wie die beiden anderen Anwendungsprofile uRLLC (Ultra Reliable and Low Latency Communications) und mMTC (Massive Machine Type Communications) vom 3GPP (3rd Generation Partnership Project) spezifiziert. Typische Anwendungen für eMBB sind das Streamen hochauflösender Videos, Virtual und Augmented Reality oder Online-Gaming. Über den Consumer-Bereich hinaus bietet das Anwendungsprofil auch Lösungen für professionelle Anwendungen wie vernetztes Computing. Um die Anforderungen des eMBB-Profils zu erfüllen, kommen Frequenzbereiche mit großer Übertragungskapazität und Techniken wie Massive MIMO und Network Slicing zum Einsatz.

Die für das eMBB-Anwendungsprofil zu erfüllenden Anforderungen

Mobilfunknetze haben für Enhanced Mobile Broadband im Wesentlichen diese Anforderungen zu erfüllen:

  • maximale mobile Datenübertragungsraten von bis zu 10 Gbit/s und mehr pro Endgerät oder Anwender
  • Unterstützung hoher Gerätedichten beispielsweise bei Massenveranstaltungen
  • hohe Übertragungskapazitäten auf definierten Indoor- und Outdoor-Flächeneinheiten
  • keine Einschränkung der Nutzbarkeit und Verbindungs- oder Übertragungskapazität bei bewegten Objekten mit hohen Geschwindigkeiten wie Autos oder Züge
  • unterbrechungsfreie Zellwechsel

Technische Umsetzung von eMBB

Um diese Anforderungen zu erfüllen, kommen in 5G-Netzwerken verschiedene technische Lösungen zum Einsatz. Das Frequenzspektrum verschiebt sich in den Bereich von cm- beziehungsweise mm-Wellen. Zur Bereitstellung großer Übertragungskapazitäten im Versorgungsbereich der Funkzellen lassen sich Frequenzbereiche beispielsweise bei 3,5 GHz oder 26 GHz (mmWave-Band) mit Wellenlängen von teils nur wenigen Millimetern nutzen.

Massive MIMO (Massive Multiple Input Multiple Output) mit vielen Sende- und Empfangsantennen und intelligenter Strahlformung (Beamforming) und Strahlverfolgung gestattet den Aufbau paralleler Übertragungswege zwischen Sender und Empfänger mit einer Vervielfachung der Datenübertragungsraten. Die Effizienz des genutzten Funkspektrums verbessert sich durch den Einsatz von Massive MIMO nochmals deutlich. Das sogenannte Network Slicing erlaubt es, auf einer physischen Netzinfrastruktur mehrere virtuelle Netzwerkpartitionen gleichzeitig zu betreiben. So lässt sich eMBB neben den anderen Anwendungsprofilen uRLLC und mMTC parallel bereitstellen.

Die möglichen Anwendungsbereiche von Enhanced Mobile Broadband

Klassischer und wichtigster Anwendungsfall von Enhanced Mobile Broadband ist der breitbandige mobile Internetzugang. Die hohen Datenraten und niedrigen Latenzzeiten machen das eMBB-Profil geeignet für Anwendungen wie das Streamen ultra-hochauflösender Videos, Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) oder Online-Gaming. eMBB ermöglicht diese Anwendungen auch bei hohen Geräte- oder Anwenderdichten und bei Massenveranstaltungen. Neben den Anwendungsfällen im Consumer-Bereich ist Enhanced Mobile Broadband auch im professionellen Umfeld nutzbar, beispielsweise für vernetztes Computing, Cloud-Computing, M2M-Kommunikation, virtuelle Konferenzen, virtuelle Produktvorführungen, Messen und vieles mehr.

Die weiteren 5G-Anwendungsprofile und ihre Einsatzbereiche

Um die verschiedenen Anforderungen an Mobilfunknetze der fünften Generation abzudecken, hat das 3rd Generation Partnership Project neben Enhanced Mobile Broadband (eMBB) zwei weitere 5G-Anwendungsprofile definiert. Diese Anwendungsprofile sind:

  • uRLLC (Ultra Reliable and Low Latency Communications)
  • mMTC (Massive Machine Type Communications)

Das uRLLC-Anwendungsprofil deckt die Anforderungen zeitkritischer Anwendungen ab. Es bietet sehr kurze Antwortzeiten bei hoher Ausfallsicherheit und Systemverfügbarkeit. Typische Anwendungen für Ultra Reliable and Low Latency Communications sind das autonome Fahren oder die Echtzeitsteuerung kritischer Abläufe und Prozesse wie industrieller Anlagen.

Massive Machine Type Communications unterstützt hohen Signalreichweiten und eine große Zahl vernetzter Geräte pro Flächeneinheit mit sporadischer Kommunikation und kleinen Datenübertragungsmengen. Endgeräte arbeiten im mMTC-Anwendungsprofil äußerst energieeffizient und sind kostengünstig in der Herstellung. Die Technik eignet sich für Anwendungen des Internets der Dinge (IoT) und für die massenhafte Vernetzung von Sensoren oder Aktoren oder von intelligenten Zählern (Smart Meter).

Mobilfunkbetreiber realisieren die Bereitstellung aller drei Anwendungsprofile auf einer einzigen physischen Netzwerkinfrastruktur mithilfe des sogenannten Network Slicings. Es werden virtuelle Partitionen, die jeweils für die Eigenschaften eines Anwendungsprofils optimiert sind, im Netz erstellt und parallel betrieben.

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