Funklöcher im ländlichen Raum müssen geschlossen werden

Mobilfunktechnik im Detail

Manch einer meint, dass schnelle Glasfasernetze in naher Zukunft überflüssig wären. Daher an dieser Stelle eine Darstellung der möglichen Entwicklungen.

LTE-Mobilfunk

Schon LTE, vielfach auch als 4G bezeichnet, machte zu Beginn Furore mit angeblichen Geschwindigkeiten bis zu 50 Mbit/s. In ländlichen Regionen werden dazu Frequenzen im 800 MHz-Bereich eingesetzt, mit denen heute pro Zelle theoretisch tatsächlich diese Geschwindigkeiten bereitgestellt werden. Bei 200 Kunden in einer Zelle bleiben damit gesichert aber oftmals nur noch 2-3 MBit/s pro Nutzer. Funksysteme sind und bleiben nun mal ein sog. Shared Medium, wo sich alle Nutzer einer Zelle die angebotene Bitrate teilen müssen.

LTE auf dem Land ist zu unterscheiden von LTE in städtischen Bereichen, wo durch Verwendung höherer Frequenzen noch höhere Bandbreiten (theoretisch bis zu 300 Mbit/s) realisiert werden können, bei allerdings geringerer Zellgröße. Damit schaut es schon deutlich besser aus. Was dabei jedoch netto beim einzelnen Endverbraucher ankommt ist wiederum stark anhängig von funktechnischen Ausbreitungsbedingungen und Nutzerzahlen in der Zelle.

5G-Mobilfunk

Noch ist LTE nicht am Ende seiner technologischen Entwicklung angelangt, schon sprechen Experten von der nächsten Generation, dem sog. 5G-Standard. Und hier bahnt sich zweifellos nicht nur eine Evolution, sondern eine Revolution an. 5G wurde und wird konzipiert, um den verschiedenartigsten, zum Teil widersprüchlichen Anforderungen an die moderne Mobilfunk-Kommunikation Rechnung zu tragen.

Dies sind:

• Hohe und höchste Bandbreiten
• Kürzeste Signallaufzeiten (Latenz)
• Höchste Sicherheit und Verfügbarkeit

Es geht also um deutlich mehr als nur um Bandbreite. Mit 5G werden völlig neue Anwendungen kommen, wie beispielsweise das Internet der Dinge, im industriellen Bereich die Vernetzung von Maschinen. 5G wird auch das autonome Fahren ermöglichen sowie eine wichtige Rolle bei der hochsicherheitsrelevanten Fernchirurgie spielen um nur einige Beispiele neuer Anwendungen zu nennen.

Dabei ist klar, dass nicht alle Anwendungen das Maximum brauchen, dass nicht alles gleich wichtig ist. Daher bietet ein 5G-Netz die Möglichkeit, per Software ein an die jeweiligen Anforderungen adaptiertes Netz zur Verfügung zu stellen. Dieses sogenannte Network-Slicing generiert die Möglichkeit, auf den Kunden zugeschnittene Unternetze bereit zu stellen.

Für viele Anwendungen wird dabei eine möglichst kurze Latenzzeit immer wichtiger. Maschinen untereinander oder z.B. fahrende Autos müssen quasi in Echtzeit kommunizieren. Um diese extrem kurzen Antwortzeiten bereitstellen zu können, wird ein 5G-Netz wesentlich dezentraler organisiert werden müssen, da die Signallaufzeiten vom Endgerät über die Funkstation bis zu einer Netzzentrale und zurück einfach zu lange sind. Daher wird ein hoher Anteil der Netzintelligenz dezentral in die Funkstationen verlagert, sodass die zeitkritischen Signalwege wesentlich kürzer ausfallen.

Um die gigantischen Netzkapazitäten, z.B. auch Bandbreiten im Gigabit-Bereich bereitstellen zu können, muss auf einen deutlich höheren Frequenzbereich ausgewichen werden. Erste Versuchsnetze arbeiten mit 3,7 GHz; die Frequenznutzung wird aber bis 300 GHz gehen. Damit können mit 5G heute unvorstellbare Bandbreiten angeboten werden. Und hier liegt auch ein großes Problem: je höher die in einer Funkzelle verwendete Frequenz, desto mehr ähnelt die Signalausbreitung der des Lichts; d.h. die Reichweite verringert sich und das Ganze wird gegenüber Hindernissen und Reflexionen empfindlicher. Die Funkzellen werden daher kleiner bzw. man braucht deutlich mehr Funkstandorte zur Versorgung eines bestimmten Gebiets. Um die großen Bandbreiten überhaupt verarbeiten zu können, muss natürlich jede Funkstation mit Glasfaser angebunden werden, man geht heute von mindestens 12 Fasern aus.

Fazit

Mit 5G werden zukünftig ungeahnte Kapazitäten bereitgestellt und völlig neue Anwendungen ermöglicht. Zugleich wird die Versorgung ländlicher Räume durch eine immer höhere Standortdichte immer schwieriger und wird gewaltige Investitionen erfordern. Nach wie vor wird Funk ein „shared Medium“ sein und gerade 5G wird sich auf neuartige, überwiegend mobil geprägte Anwendungen konzentrieren. Daher sind Gemeinden gut beraten, ihren Weg des Ausbaus einer leistungsfähigen Glasfaser-Infrastruktur weiter zu beschreiben.