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StartseiteWissenschaft im BrennpunktIn diesen Bereichen wird gefunkt19.05.2019

5G-FrequenzenIn diesen Bereichen wird gefunkt

5G soll LTE als Mobilfunkstandard ablösen - schnelle Netze mit großer Reichweite sind das Ziel. Dazu werden zusätzliche Frequenzbereiche genutzt und neue technische Verfahren erstmals eingesetzt. Doch es muss nicht alles komplett verändert werden.

Von Jan Rähm

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Mobilfunkmasten auf einem Hausdach im Februar 2019 in Berlin. Die Telekom testet dort die 5G-Technologie. (imago/Dirk Sattler)
Antennen und Basisstationen können durch ein Update meist weitergenutzt werden (imago/Dirk Sattler)
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Noch in diesem Jahr könnte die neue Mobilfunkgeneration 5G in den regulären Betrieb starten. Wobei 5G nicht gleich 5G ist. Denn 5G kann unterteilt werden in drei Bereiche, in denen gefunkt werden wird.

Bereich 1, der sogenannte "Sub-3-Ghz"-Bereich

Wie seine Vorgänger wird 5G auch Frequenzen zwischen 700 Megahertz und 2,6 Gigahertz nutzen. Technisch ähnelt 5G hierbei seinem älteren Standard LTE.

Bereich 2, das C-Band
 
Das sogenannte C-Band wird erstmalig für den Mobilfunk genutzt. Die Kommunikation zwischen Basisstation und Endgerät erfolgt in Deutschland auf Frequenzen zwischen 3,4 bis 3,7 Gigahertz. Dabei werden neue Verfahren verwendet wie das sogenannte "Beam Forming", bei dem die Funkwellen quasi gebündelt und dann zielgerichtet zum Empfangsgerät gesendet werden.

Bereich 3, die Millimeterwellen
 
Als Millimeterwellen wird jener Bereich bezeichnet, der – zumindest in Deutschland – im hochfrequenten Spektrum zwischen 26 und 28 Gigahertz liegt. Es gibt auch Versuche, in noch höheren Bereichen zwischen 60 und 100 Gigahertz zu funken, was jedoch physikalisch äußert herausfordernd ist.

Hohe Frequenzen sind leistungsfähiger

Grundsätzlich gilt: Je niedriger die Funkfrequenz, desto besser breiten sich die Funkwellen aus und durchdringen auch beispielsweise Wände. Nachteilig dagegen ist, dass weniger Daten mit weniger hoher Bandbreite übermittelt werden können. Leistungsfähiger sind Netze mit hoher Frequenz, die dafür aber weniger Fläche abdecken und Hindernisse nur schlecht durchdringen.

5G auf niedrigen Frequenzen wie dem 700-Megahertz-Band wird also niemals Gigabit-Geschwindigkeiten erreichen, dafür aber viel Fläche versorgen können. Entsprechend den physikalischen Grundlagen müssten sich eigentlich der Sub-3-Ghz-Bereich und das C-Band in ihrer Reichweite deutlich unterscheiden. Dank technischer Verfahren wie dem Beam Forming kann der physikalische Nachteil teilweise ausgeglichen und schnelle Netze mit größerer Reichweite realisiert werden.

Fließender Übergang

Für Sub-3-Ghz und C-Band gilt: Die Zahl der Basisstationen und die Abständen zwischen ihnen bleibt dank der technischen Verfahren auf ähnlichem Niveau wie heute. Nur wenn Leistungsfähigkeit und Kapazität des Netzes erhöht werden sollen, muss auch die Zahl der Basisstationen stark ansteigen. Die Strahlenbelastung, die heute bereits weit unterhalb der Grenzwerte bleibt, wird auch künftig nicht deutlich zunehmen, heißt es aus Branchenkreisen.

Die 5G-Netze werden parallel zur aktuellen LTE-Technik aufgebaut. Teilweise können sogar Antennen und Basisstationen nach zum Teil nur einem Software-Update weitergenutzt werden, dem sogenannten "Retrofit". In der Branche spricht man deswegen von einem fließenden Übergang von 4G über 4,5G hin zu 5G. Erste reguläre 5G-Netze werden wohl zwischen Mitte 2019 und 2020 in Deutschland in Betrieb gehen. Der Einstieg in den Mobilfunk im Bereich der Millimeterwellen wird in Deutschland Jahre später erwartet.

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