5G, so hört man, soll alles schneller machen und unsere „smarte“ Welt einen ganzen Satz nach vorne bringen. Vieles sei möglich, vom autonom fahrenden Auto bis zur Operation per „Schalte“. Was davon nützlich oder sinnvoll ist, dass mag jeder für sich selbst entscheiden. Welche Technik jedoch dafür notwendig ist und dass dies auch diejenigen trifft, die solch einen Ausbau nicht brauchen, dass wollen wir in dieser Serie mit einem ersten Blick auf die „Alte Technik“ beleuchten. Häufig wird behauptet, die mobilen Endgeräte seien gegenüber „Früher“ so in der Leistung reduziert, das wäre nur durch die Weiterentwicklung möglich – die Belastung ginge also zurück. Nun, heutzutage stoßen Kraftfahrzeuge auch erheblich weniger Schadstoffe aus als noch vor 5 oder 10 Jahren, Schornsteine rauchen weniger. In beidem steckt ein wenig Wahrheit, vergessen wird jedoch, dass es inzwischen um ein Vielfaches mehr Funk-/ bzw. Sendemasten und wesentlich mehr mobile Endgeräte gibt. Ebenso hat die Zahl der Fahrzeuge enorm zugenommen – Tendenz steigend. Das man den Rauch nicht mehr sieht, bedeutet nicht, dass der Schornstein nicht mehr raucht oder der Ausstoß automatisch weniger belastend ist. Grund genug, zwei- oder dreimal hinzuschauen und einen Blick in die „Blackbox“ zu werfen und die „Wir machen Verborgenes sichtbar – Brille“ aufzusetzen.

Teil 1
Lesezeit: 3 Minuten

Die Vorläufer 2G bis 4G

Das sogenannte C-Netz (G1) war bis 1991 aktiv und konnte maximal 800.000 Teilnehmer verkraften. Es war ein Netz mit analoger Übertragungstechnik und das „Sprechen“ stand noch absolut im Vordergrund. In den Jahren zuvor war neben der Handvermittlung (zu Beginn) die Unterbrechung beim Wechsel der Funkstation ein normaler Vorgang. Im C-Netz gehörte dies der Vergangenheit an und es begann die Übermittlung von Daten. Wie in einem analogen Netz üblich, waren die Verbindung sehr störanfällig und teilweise von schlechter Qualität. Das Netz wurde mit einem hohen Aufwand und viel Energie betrieben, insbesondere die Endgeräte waren noch mit erheblich Leistung ausgestattet. Mit zunehmendem Ausbau und Entwicklung der Technik wurden die Geräte kleiner und die Sendeleistung wurde allmählich reduziert.

Das Mobilfunknetz wird digital und damit Internetfähig

1992 wurde offiziell das D-Netz eingeführt. Die damalige DeTeMobil betrieb das D1-Netz und der damalige Mannesmann Mobilfunk betrieb das D2-Netz. Im Verlauf kam noch das E-Netz hinzu und diese Konkurrenzsituation führt dazu, dass mehr und mehr die Sprachqualität und der Umfang der Zusatzdienste für die nun zahlreicher werdende Kundschaft eine Rolle spielt. Die Netzabdeckung und die Datenübertragungsrate werden zum Konkurrenzfaktor. Mit dem D-Netz war es erstmals möglich Daten, Schrift und Telefonie zu übertragen. Es begann der Siegeszug der SMS – Mann/Frau simste was das Zeug hält. Das D-Netz basiert auf GSM-Standard – Group Special Mobile – ein europäischer Standard, der schon seit 1982 geplant wurde – und arbeitet im 900 MHz-Bereich. Vorher war „freies Reisen mit Mobilfunkgerät“ selbst innerhalb Europas nur sehr eingeschränkt möglich.

Damals noch etwas Besonderes, tickt die Welt tickt heute beinahe komplett digital – ob Uhr, Auto, Radio oder Fernsehen usw.. Heute wird gestreamt und gespeichert, hochgeladen und downgeloadet. Doch was bedeutet digital bzw. was ist der Unterschied zwischen digital und analog?

Das SIGNAL überträgt die INFORMATION –
Was unterscheidet Digital von Analog?

Der Sender verpackt die Information in ein Signal, beim Empfänger wird die Information durch das Signal eingespielt. Die Information ist also das, was übertragen wird und das Signal ist die Art, wie es übertragen wird. Beides kann analog und/oder digital sein. Grundsätzlich kann man sich den Unterschied so vorstellen: Sie haben im Wohnzimmer einen Dimmer und können so das Licht individuell und stufenlos einstellen. Wäre das Licht nun das Signal und die Information wäre die Lichtstärke, könnten sie unendlich viele Zustände kontinuierlich übertragen. Im Schlafzimmer haben sie einen Schalter – Licht „an“ oder Licht „aus“, sprich zwei Zustände und die immer gleiche Lichtstärke. Eine Variation mit der Lichtstärke ist nicht möglich. Die Information müsste in Form von einem Code, in Paketen übertragen werden, welche vom Empfänger erkannt und übersetzt werden können. Mehr zur Übertragungstechnik im Mobilfunk und die für den menschlichen Körper potenziell gefährlichen Details finden sie in der Artikel-Serie „KnoffHoff“ in der Kategorie „Hintergrundwissen“ in diesem Blog.

Im Jahre 2000 wurden von der Bundesnetzagentur neue Lizenzen versteigert und damit 2004 der sogenannte UMTS-Standard eingeführt – das 3G-Netz. Mit UMTS – also einer Übertragungsrate von maximal 14,4 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) ist das Netz (die Übertragung von Daten/ Umfang der Daten pro Zeiteinheit) schon wesentlich schneller. Der Kunde verlangt danach, denn inzwischen geht man mit dem mobilen Endgerät in das, von zu Hause gewohnte, Internet. Noch geht es mehr um Information und weniger um Unterhaltung oder gar die Fernsteuerung der Wohnungseinrichtung von unterwegs.

Mit Einführung von LTE (4G) wird der Mobilfunk mehr als 10-mal so schnell wie UMTS. Mit LTE kann eine Geschwindigkeit von über 100 Mbit/s erreicht werden. Zum Vergleich: im Bereich des Festnetzes lag Deutschland im Jahre 2017 bei einer durchschnittlichen Verbindungsgeschwindigkeit der Internetanschlüsse von 15,3 Mbit/s. Mit 5G soll eine Verbindung von bis zu 10.000 Mbit/s möglich sein. Wie soll das realisiert werden? Mehr Leistung? Mehr Sendemasten? Bessere Endgeräte?

Im nächsten Teil beschäftigen wir uns mit dem Aufbau des Mobilfunknetzes, der Dichte der Sendemasten – so, wie es bislang war und auch noch eine Weile bleiben wird. Denn das 5G-Netz wird zunächst viele Jahre aufgebaut und parallel zum 4G-Netz betrieben werden.