4G↔5G in der Praxis: Was CSL Multi-Netzwerk-IoT-SIM-Karten für Fahrzeuge, Krankenhäuser und Gebäude bedeuten

Die meisten 4G/5G-fähigen Geräteflotten in der Praxis nutzen beide Netzwerktypen (d. h. 4G und 5G). Selbst bei einer Verbesserung der 5G-Abdeckung passieren viele Mobilgeräte Zellen, Gebäude und Lastbedingungen, die einen notwendigen Trägerwechsel (5G↔4G) auslösen können.

Dieser Wechsel verändert das Leistungsprofil der Geräte. Beispielsweise durch den Wechsel von 5G zu 4G:

• Die Latenz steigt bei 4G in der Regel um einige bis mehrere zehn Millisekunden, und der Jitter(Paketverzögerungsschwankung) kann sich vergrößern.
• Die Uplink-Headroom kann von mehreren zehn Mbit/s bei 5G auf einstellige oder niedrige zweistellige Werte bei 4G sinken, was sich vor allem bei Kameras, Telemetrie-Bursts und OTA-Updates bemerkbar macht.
• Die Einrichtung und kurze Übertragungen sind bei 5G in der Regel schneller – insbesondere bei Standalone-Versionen (SA) –, aber es ist wichtig zu verstehen, dass IoT-Geräte nicht jedes Mal auf 5G landen werden.

Bei Anwendungen, die Sprache, Gespräch, Visualisierung oder Steuerung nahezu in Echtzeit erfordern, äußern sich diese Verschiebungen in Form von Stottern, Verzögerungen oder längeren Mund-zu-Ohr– (Sprache) bzw. Glas-zu-Glas-Verzögerungen (Video), es sei denn, Sie planen Ihre Geräte und Anwendungen entsprechend.

Die Abhilfe besteht darin:

• Wenn möglich, für 4G- und 5G-Kanäle zu entwickeln.
• Adaptive Bitraten und elastische Jitter-Puffer für Medien zu verwenden.
• Kritische Datenströme gegenüber Hintergrundaufgaben zu priorisieren.
• Sicherheitskritische Entscheidungen gegebenenfalls lokal zu treffen – wenn (oder falls) sie erforderlich sind.
• Und die Latenz/den Jitter zu messen, damit Puffer und SLAs evidenzbasiert sind.

Kurz gesagt: Dual-fähige 4G/5G-Geräte sind erfolgreich, wenn sie dual vorbereitet sind und Zugang zu möglichst vielen 5G-Netzen haben.

Wenn Sie im Bereich Fahrzeugsysteme, Krankenhaustechnik, Gebäudemanagement oder kritische Infrastruktur tätig sind, werden Sie sehen, was der Wechsel zwischen 5G und 4G für Latenz, Jitter und Uplink bedeutet und wie sich dies auf bestimmte Arten von IoT-Geräten im täglichen Gebrauch auswirkt.

Die Multinetwork-IoT-SIMs und rSIMs von CSL machen diese Übergänge vorhersehbarer, indem sie Geräten den Wechsel zwischen den lokal verfügbaren Netzbetreibern ermöglichen. Sie ermöglichen es 5G/4G-fähigen Geräten, das beste verfügbare RAN (vorzugsweise 5G) auszuwählen, und tragen dazu bei, Spielraum für vorrangigen Datenverkehr zu erhalten, sodass Sie die Daten erhalten, um die Puffer entsprechend anzupassen.

Kurze Erläuterung der in diesem Dokument verwendeten Abkürzungen:

• PDV = Paketverzögerungsvariation (Jitter)
• SA = Standalone 5G – Vollständig unabhängiges 5G-Funkzugangsnetz (RAN), das auch ein dediziertes 5G-Kernnetz nutzt.
• NSA = Non-Standalone 5G – Verwendet eine 4G (LTE)-Kerninfrastruktur für sein Kernnetzwerk und gleichzeitig ein 5G-RAN.
• UL = Uplink (Gerät → Netzwerk)
• DL = Downlink (Netzwerk → Gerät)

Um eine Analyse der Auswirkungen von 5G↔4G-Funkzugangsnetzwerk-Handovern (RAN) zu erreichen, müssen wir über die theoretischen Grenzen hinausgehen. Das bedeutet, dass wir Ihre Geräte in das größere Mobilfunk-Ökosystem einordnen müssen: d. h. wie die Netzwerkinfrastruktur und die Kernnetzarchitektur mit den Mobilfunktechnologien im Funkzugangsnetzwerk interagieren. Der Schlüssel zur realen Leistung liegt darin, wie Netzbetreiber und Dienstanbieter in der Mobilfunklandschaft agieren.

In dieser „Übersicht“ verweisen wir auf Bereitstellungsmodelle, die im Internet der Dinge verwendet werden, erklären, wie Massive MIMO und die Frequenznutzung die Netzwerkeffizienz in terrestrischen Netzen verbessern, und skizzieren die Entwicklungswege jeder Netzgeneration, die die Zukunft der Mobilfunkbranche prägen.

Was 5G und 4G in Großbritannien heute tatsächlich leisten – Latenzzeiten, Geschwindigkeiten und Häufigkeit des Gerätewechsels:

In Großbritannien bietet das öffentliche Sub-6-GHz-5G heute in der Regel Latenzzeiten im niedrigen zweistelligen Millisekundenbereich und deutlich höhere Download-Geschwindigkeiten als 4G/LTE, wobei sich bei den Uploads aufgrund der sich noch entwickelnden Verfügbarkeit ein gemischtes Bild ergibt. Zum Beispiel:

• In der aktuellen Mobile Matters 2025, Standalone 5G (SA) zeigte eine um ~15 % geringere Latenz als Non-Standalone 5G (NSA) und ~45 % schnellere Downloads kleiner Dateien; 70 % der SA-Proben überschritten 100 Mbit/s im Downstream.
• Die Verbindungserfolgsrate von 5G SA lag jedoch leicht unter der von NSA, und die Uploads waren „gemischt“ (weniger sehr niedrige Ergebnisse bei SA, aber NSA zeigte einen etwas größeren Anteil an Ausreißern mit hohen Uploads).
• Außerdem erfolgten während des Untersuchungszeitraums nur ~28 % der Verbindungsversuche über 5G, was bedeutet, dass die meisten 5G-Geräte auch weiterhin einen Großteil der Zeit über 4G LTE verbunden sein werden.

Weitere unabhängige Crowdsourcing-Studien bestätigten dieses allgemeine Bild. Zum Beispiel:

• Die 5G-Median-Downloadgeschwindigkeiten im Vereinigten Königreich lagen häufig im Bereich von 100 bis 230 Mbit/s, während die Median-Uploadgeschwindigkeiten im niedrigen bis mittleren Zehnerbereich lagen(wie in jüngsten betreiberunabhängigen Zusammenfassungen berichtet).
• Analysten stellten für ganz Europa im Jahr 2025 einen uneinheitlichen Trend beim Wachstum der 5G-Downloadgeschwindigkeit und der Frequenznutzung fest, was die Ergebnisse weiter untermauerte oder bestätigte.

Was diese Messdaten für IoT-Geräte konkret bedeuten:

• Es ist vernünftig, eine End-to-End-Latenz von ~20–40 ms im öffentlichen 5G-Sub-6-Bereich zu erwarten (die in guten SA-Pockets sogar noch niedriger ist).
• Downloads liegen in der Regel bei >100 Mbit/s und Uploads oft bei 10–20 Mbit/s.
• Die Ergebnisse zeigen jedoch, dass Geräte davon ausgehen müssen, dass die Zeit auf 5G deutlich unter 100 % liegen wird. Infolgedessen wird Ihre Flotte wahrscheinlich regelmäßig zwischen 5G und 4G LTE wechseln.

Wie ein Gerät entscheidet, ob es 5G nutzt oder auf 4G zurückgreift, und wie sich dieser Wechsel auf die Leistung auswirkt:

Die Multi-Netzwerk-IoT-SIM-Karten von CSL ermöglichen es Geräten, das beste verfügbare öffentliche Mobilfunknetz (PLMN) und die beste Funkzugangstechnologie (RAT) auszuwählen (für eine optimale Leistung sind jedoch 4G/5G-kompatible Geräte und robuste Authentifizierungsprozesse erforderlich).

Wenn das 5G New Radio (NR)-Signal und die Auslastungsbedingungen gut sind, können Geräte bei 5G bleiben; wenn dies nicht der Fall ist, wird LTE 4G zum aktiven Funkübertragungsmedium (der aktuellen Verbindung).

Um ein „Hin- und Her-Umschalten” an den Zellgrenzen zu vermeiden, verwenden moderne Geräte Hysterese- und Verweilzeit-Timer, sodass die Umschaltung innerhalb von Sekunden reibungslos erfolgt und kein schnelles Hin- und Her-Umschalten erforderlich ist. Der praktische Effekt eines Wechsels von 5G zu 4G ist daher:

• Die Latenz steigt in der Regel um einige bis einige zehn Millisekunden gegenüber dem gleichen Punkt bei 5G.
• Der Uplink (UL)-Headroom sinkt oft auf ein- bis niedrige zweistellige Mbit/s, was Sie zuerst bei Kamera/Video, Bulk-Telemetrie und Over-the-Air (OTA)-Updates bemerken werden.
• Der Jitter (Paketverzögerungsvariation) nimmt unter LTE-Last tendenziell zu, was Echtzeit-Streams stören kann, sofern diese nicht gepuffert oder priorisiert werden. Die Messungen von Ofcom für 2025 bestätigen die strukturellen Vorteile von 5G in Bezug auf Reaktionszeit und Leistung bei kurzen Dateien, wobei SA am stärksten ist.

Einfach ausgedrückt ist Jitter eine Verzögerungsschwankung. Bei einigen Echtzeit-/Interaktiv-Anwendungen ist es am besten, diese entweder gering zu halten oder einen Puffer hinzuzufügen und eine zusätzliche Verzögerung in Kauf zu nehmen.

Jitter ist formal gesehen eine Paketverzögerungsschwankung (PDV): die Variabilität der Einweg-Paketverzögerung über einen Datenfluss hinweg.

Die Internet Engineering Task Force (IETF) und die Internationale Fernmeldeunion (ITU-T) definieren und quantifizieren PDV in RFC 5481 und Y.1541 und verbinden seine Auswirkungen mit dem Anwendungsverhalten (z. B. der Notwendigkeit von De-Jitter-Puffern).

Für Sprache zeigen die ITU-T-Modelle G.107 E-Model und G.114, wie Verzögerungen und Verluste (die oft durch Jitter verstärkt werden) die Gesprächsqualität beeinträchtigen.

Kurz gesagt: Eine stabile Latenz ist für die Echtzeitsteuerung, Sprache und Video genauso wichtig wie eine niedrige Latenz.

Wie sich Jitter in der Praxis äußert: Bursts von Warteschlangen oder Abweichungen bei der Funkplanung führen zu Frame-Zeit-Schwankungen. Beispiel:

• Wenn Ihr De-Jitter-Puffer klein ist, kommt es zu abgehacktem Ton, Videostottern oder Spitzen in der Regelschleife.
• Wenn er groß ist, kommt es zu zusätzlichen Verzögerungen (was die Interaktivität beeinträchtigt).
• Der richtige Puffer ist anwendungsspezifisch, aber das Grundprinzip ist laut ITU/IETF universell: Das bedeutet, dass es wichtig ist, die Abweichung zu begrenzen (den Jitter, d. h. die Paketverzögerungsabweichung (PDV), innerhalb eines engen Fensters zu halten, damit Ihre Anwendung bei jedem Paket fast die gleiche Verzögerung sieht, oder alternativ dafür zu sorgen, dass Verzögerungen und Abweichungen akzeptiert werden und ein Jitter-Puffer in die Anwendung oder das Gerät integriert wird, damit die Anwendung trotz zusätzlicher Latenz weiterhin reibungslos läuft).

Einige der praktischen Auswirkungen des Wechsels von 5G zu 4G für Fahrzeuge, Krankenhäuser, Gebäude und kritische nationale Infrastruktur (CNI).

1) Anbieter von Fahrzeugsystemen (Telematik, ADAS-Offload, V2X-Unterstützung)

Auswirkungen des Wechsels von 5G zu 4G auf Uploads, Videos und Fernunterstützung im Fahrzeug.

• Die heutige Realität: In Städten erreicht 5G in der Regel UL ~10–20 Mbit/s für 1080p-Streams und umfangreiche Telemetriedaten; in Korridoren mit Versorgungslücken wechselt Ihr Gerät zu LTE, wo sich UL halbieren und Latenz/Jitter erhöhen können. Dadurch verschieben sich Ihre effektive Kameranzahl/Bitrate und die Stabilitätder Fahrerassistenz-Fernsteuerung oder Fernüberwachung. Messungen der britischen Regulierungsbehörde Ofcom belegen den Latenzunterschied zwischen 5G und LTE sowie die Variabilität der 5G-Abdeckung (die Ergebnisse variieren je nach Standort/Auslastung; aktuelle britische Studien bestätigen die geografisch bedingte Variabilität).
• Warum Jitter hier wichtig ist: Kooperative oder ferngesteuerte Manöver sind latentitäts- und variabilitätssensitiv; Automobilkonzerne (z. B. 5GAA) dokumentieren Zehn-Millisekunden-Service-Level-Ziele für viele Anwendungsfälle von Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X) mit strengeren Grenzen für koordinierte Aktionen. Schwankende Verzögerungen aufgrund von RAT-Änderungen zwingen Sie zu adaptiver Bitrate, Pufferung oder lokaler Autonomie für sicherheitskritische Entscheidungen.

2) Krankenhaussysteme (klinische Mobilität, Bildgebungswagen, Kommunikation innerhalb des Krankenhauses)

Wie sich Trägeränderungen auf Konsultationen und Bildgebung auf dem Krankenhausgelände auswirken.

• Die heutige Realität: Auf Krankenhausgeländen liegt die öffentliche 5G-Latenz routinemäßig im Zehnerbereich; kurze Datei-Downloads profitieren erheblich von SA, sofern verfügbar. Wenn der Träger auf LTE umschaltet (oder wenn Sie dichte Gebäude durchqueren), können sich die Übertragungszeiten und der UL-Durchsatzverschlechtern, was sich auf Bildgebungsübertragungen mit hoher Bitrate auswirkt, während Sprache/Telepräsenz mit entsprechender Pufferung weiterhin funktionsfähig bleiben. Die britischen Daten von Ofcom zeigen den wesentlichen Vorteil von SA bei kurzen Downloads und Reaktionszeiten – genau die Kennzahlen, die Sie beim Einrichten von Sitzungen und bei Übertragungsbursts spüren.
• Warum Jitter hier wichtig ist: Bei Sprach-/Videokommunikation in der klinischen Fernzusammenarbeit erfordert Jitter größere De-Jitter-Puffer oder führt zu Stottern. Das ITU-E-Modell behandelt Verzögerung/Jitter/Verlust ausdrücklich als additive Beeinträchtigungen der Gesprächsqualität. In Bildgebungs-Workflows wirkt sich Jitter hauptsächlich auf die Durchsatzglätte aus, wobei die Spitzenbitrate weniger wichtig ist als eine nachhaltige, gleichmäßige Übertragung.

3) Gebäudemanagementsysteme (BMS) – HLK, Aufzüge, Messgeräte, Zugang

Was bedeutet die Umstellung für Aufzüge/HLK-Telemetrie, Zugangsvideos und Firmware-Updates?

• Die heutige Realität: Die meisten BMS-Steuerungen/Telemetrien tolerieren Latenzen im Bereich von zehn bis hundert Millisekunden. Ein Rückfall von 5G auf LTE führt selten zu einer Unterbrechung der Anwendung, aber Sie werden Trägeränderungen bei Video-Gegensprechanlagen, mobilem Zugang oder massenhaften Firmware-Updates bemerken (niedrigere UL, mehr Jitter). Statistiken aus ganz Großbritannien zeigen, dass die 5G-Zeitaufteilung noch begrenzt ist, sodass dieser gemischte 5G/LTE-4G-Betrieb normal ist.
• Warum Jitter hier wichtig ist: Bei Regelkreisen mit Aktualisierungsintervallen im Sekundenbereich wird Jitter normalerweise absorbiert. Bei ereignisgesteuerter Zugangskontrolle und Video bestimmt Jitter jedoch, wie groß Ihre Puffer sein müssen, um die Reaktionsfähigkeit der Interaktionen aufrechtzuerhalten.

• Bei Fahrzeugen gewährleisten 5G-fähige Mobilfunkmodule mit LTE-Fallback die Funktionalität auch bei Änderungen der Netzabdeckung. Außerdem werden Sie die Antennenqualität, MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) und Uplink-Funktionen (z. B. UL-Carrier-Aggregation) weit über den theoretischen Maximalwerten spüren.
• Für BMS-Steuerungen ist LTE Cat-1/Cat-4 weiterhin ausreichend, es sei denn, Sie nutzen Video oder intensiven Fernzugriff. Für Batteriesensoren mit langer Lebensdauer sollten Sie LPWA-Profile (Low-Power Wide-Area)wie LTE-M (LTE for Machines) oder NB-IoT (Narrowband IoT) für eine Lebensdauer von mehreren Jahren in Betracht ziehen (vorausgesetzt, es besteht eine Abdeckung für diese Profile).

Dies sind branchenübliche Ansichten, die sich in 3GPP und Industrieallianzen widerspiegeln.

Die wichtigen Geräteeigenschaften und die beiden größten Kostenfaktoren:

Für Gerätebudgets. Zwei Posten dominieren:

1. Datenvolumen, insbesondere Uplink: 5G macht Video und Hochgeschwindigkeitstelemetrie machbar; die Kosten richten sich nach dem Volumen, nicht nach dem Label „5G“ selbst. Viele Datensätze aus UK zeigen einen Medianwert für UL im öffentlichen 5G-Netz im niedrigen zweistelligen Mbit/s-Bereich, was reichhaltigere Feeds begünstigt – es sei denn, man komprimiert, filtert oder plant sie.
2. Hardware-Fähigkeiten: 5G-fähige Module/Router kosten mehr als reine LTE-Module, und Dual-Modem-Designs verursachen zusätzliche Kosten. Ob dies gerechtfertigt ist, hängt von Ihren messbaren Vorteilen ab: geringere Latenz (z. B. schnellere Dateiübertragungen, strengere Kontrolle), höhere UL-Stabilität oder Determinismus des Zeitrahmens.

So legen Sie Erfolgskriterien fest, indem Sie Latenz/Jitter mit der Sprach-, Video- und Steuerungsqualität verknüpfen.

• Sprache/Push-to-Talk: Für Sprache in Mobilfunknetzen wird in der Regel VoLTE (oder VoNR, sofern verfügbar) verwendet. Wenn ein VoLTE- oder VoNR-Gerät während eines Anrufs zwischen 5G und 4G wechselt, kann es zu unterschiedlichen Latenz-/Jitterwerten kommen.
• Verwenden Sie G.114 als Basisprüfung für die Einwegverzögerung und G.107 (E-Modell) für die kombinierte Beeinträchtigung durch Verzögerung, Jitter (über Pufferung) und Verlust → erwartete Gesprächsqualität. Als Beispiel zur Veranschaulichung einiger praktischer Auswirkungen:
• • Ein Trägerwechsel = Ihr Anruf wechselt den Funk-„Träger“ (z. B. 5G → 4G), weil sich die Abdeckung/Qualität geändert hat. Dieser Wechsel erhöht oft den Jitter (vergrößert die Paket-zu-Paket-Timing-Variation (PDV)). Um abgehackte Audioübertragungen zu verhindern, muss die App den Jitter-Puffer vergrößern (sie hält die Audiodaten etwas länger zurück, bevor sie abgespielt werden). Ein größerer Puffer bedeutet mehr Verzögerung auf dem Weg. Das Ergebnis ist eine Verzögerung zwischen Mund und Ohr (oft als „Mund-zu-Ohr-Verzögerung” bezeichnet) oder eine Gesprächsverzögerung: Die Gesprächsteilnehmer reden durcheinander, Pausen wirken unangenehm, es kommt zu Momenten, in denen man sich gegenseitig entschuldigt und sagt: „Entschuldigung, bitte sprechen Sie weiter”.
• Als Referenz gilt laut Telefonie-Richtlinien, dass <150 ms in eine Richtung im Allgemeinen in Ordnung sind, 150–400 ms als verzögert empfunden werden und >400 ms unangenehm sind. Größere Puffer sorgen für einen reibungslosen Audio-Empfang, beeinträchtigen jedoch die Reaktionsfähigkeit bei Gesprächen. Übersetzung: Wenn Sie aufgrund von Trägeränderungen auf größere Puffer umsteigen müssen, müssen Sie mit einer Verzögerung zwischen Mund und Ohr rechnen.
• Live-Video & Fernanzeige: Die Flüssigkeit hängt vom begrenzten PDV (Jitter) ab. Wenn der Wechsel von 5G zu LTE den Jitter erhöht, muss entweder der Puffer erhöht (Verzögerung zwischen Kamera und Bildschirm verlängert) oder die Bitrate/Bildrate spontan verringert werden. Messungen der Branche und betreiberunabhängige Analysen zeigen, warum: Die Upload-Kapazität und die Reaktionszeit sind die Engpässe in Mobilfunknetzen.

Warum die Multi-Netzwerk-IoT-SIM-Karten von CSL den Übergang von 4G zu 5G vorhersehbar machen:

• Einzelnetzwerk-SIMs binden die Betriebszeit an die schwächste Zelle eines Betreibers. Das Multi-Netzwerk-Roaming von CSL wählt für jeden Standort und jeden Moment die beste verfügbare Funkverbindung aus, wodurch Ausfallzeiten reduziert und 5G↔4G-Übergänge reibungsloser gestaltet werden. Das Ergebnis sind stabilere Uplinks, weniger Session-Resets und eine höhere Video-/Telemetrie-Betriebszeit.
• Betreiberunabhängige Leistungsrealität: Die gemessenen Daten aus Großbritannien (Ofcom) zeigen den technischen Vorsprung von SA, die begrenzte, aber steigende Zeit auf 5G und die niedrige Latenz im zweistelligen Millisekundenbereich sowohl bei 5G als auch bei LTE – wobei 5G besser abschneidet. Ihre 5G-fähigen Flotten werden täglich beide RATs erleben; wie die Umschaltung verwaltet wird, bestimmt Jitter-Budgets, die Machbarkeit von Uploads und die Zuverlässigkeit der Sitzungen.
• Branchentiefe: Für Fahrzeuge dokumentieren renommierte Automobilverbände (5GAA) Service-Level-Anforderungen im Bereich von 10–100 ms für viele kooperative Funktionen; für CNI legen Industrie- und Energiestandards (3GPP/5G-ACIA/IEC) enge Latenz-/Jitter-Grenzen für Anwendungen fest, die einen reibungslosen PDV erfordern.

Mit den Multi-Netzwerk-IoT-SIM-Karten und dem Know-how von CSL im Bereich Netzwerkrichtlinien werden 4G↔5G-Übergänge zu vorhersehbaren Ereignissen, die Sie entsprechend planen können. Wenn Ihre Arbeitslast uplink-intensiv oder jitter-empfindlich ist, können wir Ihnen helfen, die erwartete Latenz/PDV-Hüllkurve auf öffentlichen 5G- und LTE-Netzen für Ihre Routen/Standorte zu verstehen und zu quantifizieren (damit die Steuerung bei Videostreams stabil bleibt).

Hinweis: Dieser Bericht basiert auf Umfragen von: Ofcom, 3GPP/ETSI, 5G-ACIA, 5GAA, ITU-T und unabhängigen Messlabors zur 5G- und 4G-LTE-Leistung und deren geografisch oder leistungsbedingtem Switching.