INHALTSVERZEICHNIS
VON 4G ZU 5G: EVOLUTION STATT REVOLUTION
WERDEN „ALTE“ MOBILFUNKNETZE WEITERBESTEHEN?
SICHERHEITSABSTÄNDE RUND UM ANTENNEN
5G ist grundsätzlich auf drei verschiedene Anwendungsszenarien hin ausgerichtet:
- Mobiles Breitband mit sehr großer Bandbreite:
möglichst rasche, fehlerlose und sichere Übertragung möglichst vieler Daten wie beispielsweise Echtzeit-Übertragung hochauflösender Bilder im medizinischen Bereich - Maschine-zu-Maschine Kommunikation:
Dieser Bereich betrifft hauptsächlich das „Internet der Dinge“ (IoT) und soll möglichst viele Verbindungen mit eher geringen Datenraten und niedrigem Energieverbrauch unterstützen (z.B. Smart-Home-Anwendungen, Kommunikation zwischen Maschinen, …) - Kommunikation für zeitkritische Anwendungen:
hochverlässlich und mit sehr kurzer Latenzzeit. Dies soll zuverlässige Verbindungen mit geringer Latenz ermöglichen, die beispielsweise für Sensoren bei autonomem Fahren, Smart City-Anwendungen oder Industrie-Automation benötigt werden
von 4G zu 5G: EVOLUTION STATT REVOLUTION
Die 5. Generation des Mobilfunks (5G) ist eine Evolution bestehender Protokolle und wird sich nahtlos in die bestehende Technik einfügen anstatt sie zu revolutionieren wie UMTS vor vielen Jahren GSM.
Mobile Internetnutzung ist heute eine Selbstverständlichkeit, und so wie Menschen mobiles Internet nutzen, werden dies in Zukunft auch Geräte tun. Dies wird das Zeitalter des Internets der Dinge (engl.: Internet of Things, kurz: IoT). Viele dieser hochkomplexen Anwendungen werden noch größere Bandbreiten und schnellere Reaktionszeiten („Latenzzeiten“) im Datenaustausch in den Mobilfunknetzen benötigen als heute.
5G bietet:
- Verbesserte Datenrate: bis zu 100-mal höher als bei heutigen LTE-Netze
- Minimale Latenz bei 1 ms für mobiles Echtzeit-Internet
- Zukunftssichere Kapazität: 1000-fach mehr Endgeräte für umfassenden IoT Einsatz möglich
- Network Slicing: weg von „alle Services gleichzeitig“ hin zu „ausgewählte Services für den lokalen Bedarf“ und schafft die Möglichkeit für virtuelle Netze und spezielle Anwendungen, z.B. Campus-Netzwerke
- Energieeffizienz für längere Akkulaufzeit in Endgeräten.
Viele Anwendungen, wie wir sie heute kennen, werden mit den bestehenden 4G-Netzen („LTE“) das Auslangen finden, aber komplexere wie beispielsweise autonomes Fahren von Autos, LKWs und öffentlichen Verkehrsmitteln oder künftige Anwendungen, die besonders hohe Datenraten und extrem kurze Latenzzeiten benötigen, werden erst mit 5G umgesetzt werden können.
Allen diesen Anwendungen ist gemein, dass sie eine bisher nicht bekannte Datenflut erzeugen und benötigen werden, die die Mobilfunknetze der Zukunft verlässlich transportieren müssen.
Struktur von Mobilfunknetzen
Moderne Mobilfunknetze sind sogenannte heterogene Netzwerke, die aus einer Mischung aus Makrostandorten (z.B. auf Dächern, Masten, etc.) für die Versorgung einer größeren Fläche und ergänzend Mikrostandorten (sog. Small Cells) zur lokalen Abdeckung höheren Kapazitätsbedarfs bestehen.
Small Cells werden mit sehr kleinen Sendeleistungen, die mit heutigen WLAN Antennen vergleichbar wären, nur kleine Gebiete abdecken und somit innerstädtisch nur sehr wenige 100 Meter versorgen. Dies bedeutet, dass sie hauptsächlich zur Versorgung von „Hotspots“ mit großem Datenaufkommen wie zum Beispiel in Bürogebäuden, Einkaufszentren, Verkehrsknotenpunkten usw. eingesetzt werden, d.h. analog zu den Mikrostandorten in heutigen Mobilfunknetzen.
Werden „alte“ Mobilfunknetze weiterbestehen?
Ja, bestehende Netztechnologien werden weiter existieren und betrieben werden, da Mobilfunkkunden im Sinne der „continuity of service“ erwarten, ihre bestehenden Geräte weiterhin einsetzen zu können.
5G Netzausbau
Umfassende Informationen dazu finden Sie hier.
Neue Antennentechnik
Für 5G werden auch weiterentwickelte Antennen zum Einsatz kommen. Diese Antennen können ihre Sendeleistung gezielt einem Anwender zur Verfügung stellen – dies nennt man Beamforming.
Beamforming ermöglicht das gezielte Versorgen von Teilnehmergeräten mit smarten Antennen. Bei herkömmlichen Antennen wird ein Funksignal sehr breit ausgesendet und verliert mit steigender Entfernung von der Antenne an Signalstärke. Mittels Beamforming wird die Senderichtung geschmälert und aktiv auf den Empfänger gerichtet.
Beim Beamforming werden mehrere dicht beieinander angebrachte unidirektionale Antennen so mit Hochfrequenz-Signalen belegt, dass die Antennen-Arrays eine direktionale Abstrahlcharakteristik nachbilden. Parameter wie Entfernung, Empfangslage usw. definieren während des Betriebs (d.h. einer Daten- oder Sprachübertragung), mit welcher Sendeleistung sowohl Sendeanlage als auch Mobiltelefon miteinander „sprechen“. Eine Antenne kann dabei viele Anwender gleichzeitig versorgen.
Werden sich die Immissionen durch
Mobilfunk erhöhen?
Alle Mobilfunktechnologien arbeiten auf der Basis der sogenannten Leistungsregelung. Dies bedeutet, dass eine Sendeanlage oder Mobiltelefon regelmäßig Parameter wie Entfernung, Empfangslage usw. prüft und die Sendeleistung, mit der gesendet wird, automatisch adaptiert. So wird sichergestellt, dass immer nur mit der geringstnotwendigen Sendeleistung gearbeitet wird. Dies hat direkte Auswirkung auf den Stromverbrauch und damit auch auf die Energiekosten. Für Mobiltelefone ist dies besonders wichtig, da ein geringerer Stromverbrauch mit einer längeren Akkulaufzeit einhergeht.
Erste internationale Messungen in bestehenden Mobilfunknetzen mit 5G-Ergänzung haben gezeigt, dass die Gesamtexposition nach wie vor weit unterhalb der anzuwendenden Grenzwerte liegen wird und keine flächendeckend signifikante Erhöhung der Exposition zu erwarten ist.
Sicherheitsabstände rund um Antennen
Basierend auf derzeit verfügbaren Messungen und den technischen Eigenschaften der Antennen ist aus heutiger Sicht nicht mit einer signifikanten Vergrößerung der sogenannten Sicherheitsabstände zu rechnen.
Die Sicherheitsabstände beruhen auf den Personenschutzgrenzwerten der OVE-Richtlinie R 23-1:2017-04-01 und sind direkt vor Antennen einzuhalten. Systemabhängig liegen diese Abstände bei 6 – 9 Metern vor den Antennen. Seitlich und an der Rückseite der Antennen sind diese Sicherheitsabstände aufgrund der starken Richtwirkung sehr gering.
Alle Mobilfunksendeanlagen in Österreich werden vor ihrer Errichtung auf die Einhaltung dieser Sicherheitsabstände geprüft, um sicherzustellen, dass die Allgemeinbevölkerung keinen Zutritt zu dem Sicherheitsabstandsbereich erlangen kann. Außerhalb der Sicherheitsabstände werden die Personenschutzgrenzwerte bereits signifikant unterschritten.
Mehr Informationen zur Technik von 5G
5G Standardisierung
Über die 3GPP sind sämtliche Dokumente und Unterlagen öffentlich und frei zugänglich: www.3gpp.org/about-3gpp
GSMA (GSM Association)
Die GSMA hat umfassende Informationen zu 5G (Technik, Sicherheit) veröffentlicht. Eine (englischsprachige) Broschüre zu „5G, EMF Exposure and Safety“ kann direkt hier abgerufen werden: https://www.gsma.com/publicpolicy/wp-content/uploads/2020/05/GSMA_5G_EMF_Exposure_and_Safety_05_20.pdf