Weiterbildung, CAS Cybersecurity

Mobilfunk Technologie 5G

10. April 2021

5G ist die nächste Generation der mobilen Kommunikationssysteme. Sie ist die logische Fortführung der vorherigen Mobilfunksysteme und baut weitgehend auf 4G (LTE) auf. Die für 5G verwendeten Frequenzbänder haben ähnliche Eigenschaften wie jene für 4G. 5G kann grundsätzlich in allen Mobilfunkfrequenzen implementiert werden. Die Implementierung sollte aber hauptsächlich im Frequenzbereich 3,5 – 3,8 GHz erfolgen.

Bis zu hundertmal höhere Datenraten zur Bewältigung der immer höheren Anforderungen des Datenvolumens (tausendmal höhere Datenübertragungskapazität pro km2)
Kürzere Latenzzeit (Verzögerung) bei Datenübertragungen innerhalb eines 5G-Systems (5G ist 30- bis 50-mal kürzer als bei 4G)
Verbindungen können Maschinen oder Tools aus der Ferne und in Echtzeit steuern (z. B. selbstfahrende Autos, medizinische Fernoperationen)
Höhere Anzahl gleichzeitig verbundener Endgeräte (bis zu 1 Millionen pro km2) für die IoT-Anforderungen
Unterstützung von Frequenzen oberhalb 6 GHz für den künftigen Ausbau der Mobilfunknetze
Mehr Autonomie der vernetzten Sensoren aufgrund eines geringeren Energieverbrauchs, um den Anforderungen künftiger Dienste und Geräte gerecht zu werden
Unterschiedliche Diensteigenschaften in demselben Netz

Einsatzbereiche von 5G in der Schweiz

Gemäss dem Bundesamt für Kommunikation sind aktuell 5034 5G-Antennen im Einsatz (Stand 16. März 2021), verglichen mit dem Januar 2020 sind das fast doppelt so viele. Auch die Mobilfunkanbieter Swisscom, Sunrise – UPC sprechen davon, 90 Prozent oder mehr mit der neuen Mobilfunkgeneration zu erreichen. Dies tönt nach verlockend viel, leider folgt dabei ein grosses Aber, denn vielerorts ist nur eine abgespeckte Version von 5G im Einsatz oder auch «5G-wide», wie es Swisscom nennt[1].

Durch Software-Updates und minimal kleine Anpassungen an den bestehenden Anlagenausrüstungen kann das «5G-wide» ausgerollt werden. Wieso dies Mobilfunkhersteller tun, hat zwei Hauptgründe. Erstens wird dies als Marketing-Schachzug verwendet, um der Bevölkerung zu zeigen, dass 5G in der ganzen Schweiz als sehr schnelles Mobilfunknetz verfügbar ist. Und zweitens können so die Bewilligungsverfahren für die adaptiven Antennen, die «5G-fast» mitsichbringen, umgangen werden[2]. «5G-wide» bringt auch Vorteile wie schnellere Reaktionszeit, doch punkto Geschwindigkeit ist der Unterschied zum herkömmlichen Mobilfunk minim[3].

Also wie weiter, wann kommt das schnelle 5G? Gemäss den Mobilfunkanbieter liegt eines der Hauptprobleme darin, dass der Netzausbau in den letzten zwei Jahren aufgrund der kantonalen und kommunalen Verzögerungen stark ins Stocken geraten ist, so sind bei Sunrise-UPC über 50 Prozent der bau- und bewilligungspflichtigen Aus- und Neubauten unter Opposition. Auch bei der Swisscom sind ca. 40 Prozent mit Einsprachen belegt[4].

Ein anderes grosses Problem ist gemäss Swisscom die Bearbeitungsdauer der Gesuche, die von den Gemeinden nicht oder nur gemächlich bearbeitet werden resp. die 5G-Moratorien, die von Gemeinden und Kantonen verhängt worden sind.

Um dieses Problem zu lösen, hat die FDP-Fraktion eine Motion eingereicht, die rasche Rahmenbedingungen für einen Aufbau eines 5G-Mobilfunktnetzes fordert. Ende Februar 2021 hat das Bundesamt für Umwelt (BAFU) die Rahmenbedingungen für die Mobilfunkbetreiber geklärt. Dies bedeutet jedoch für die Mobilfunkanbieter keine freie Fahrt beim Ausbau der neuen Mobilfunkgeneration, da die Antennen den festgelegten Grenzwert der Strahlenbelastung an stark frequentierten Orten, wie in Städten, oftmals bereits ausgereizt haben.

Die neuen Vollzugshilfsmittel werden jedoch beitragen, dass Abdeckungen, Kapazitäten und Übertragungsgeschwindigkeit von 5G erhöht werden können. Und der grösste Wert der Vollzugshilfe dürfte darin liegen, dass sich die Kantone und Gemeinden nicht mehr hinter der fehlenden Regulierung verstecken können. So müssen Blockaden und Moratorien aufgehoben und hängige Verfahren rasch abgeschlossen werden[5].

Zusammenfassung

Jedes Jahr verdoppelt sich die Datenmenge, die über das Mobilfunknetz übertragen wird. Die dritte Generation (3G, UMTS) wurde Mitte der 2000er-Jahre eingeführt. Die vierte Generation (4G, LTE) wurde ab 2012 genutzt und konnte den Bedarf an den benötigten Datenvolumen lange decken. Die 4G-Technologie stösst nun aber an ihre Grenzen.

5G-Netze stellen im Bereich der mobilen Kommunikation einen bedeutenden Evolutionsschritt dar. Sie öffnen die Türe für neue Einsatzgebiete, insbesondere im Bereiches Internet of Things (IoT).

Nachdem der Ausbau von 5G auf Grund von Moratorien und Baubewilligungseinsprachen stark ins Stocken geraten ist, hat dies das Bundesamt für Umwelt (BAFU) Ende Februar 2021 reguliert. So müssen Mobilfunkanbieter zwar immer noch den festgelegten Grenzwert der Strahlenbelastung einhalten, dürfen aber nicht mehr durch Moratorien gehindert werden.

Autorenteam

Lukas Lütold (https://www.linkedin.com/in/lukasluetold/)
Michael Schreier (www.xing.com/profile/Michael_Schreier10/cv/
www.sollbergering.ch)

[1] Ausbau von 5G harzt – trotz 5000 Antennen (nau.ch)

[2] «5G-Mogelpackung» von Swisscom? – Safety-Plus (safety-plus.ch)

[3] Das angebliche «Fake-5G» könnte sich als politisches Handicap erweisen | NZZ

[4] Ausbau von 5G harzt – trotz 5000 Antennen (nau.ch)

[5] Antennen: Mobilfunker hoffen Blockaden-Ende – Schweizer Bauer

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