Jedes Jahr verdoppelt sich die Datenmenge, die wir über das Mobilfunknetz übertragen. Mit der Einführung der dritten Mobilfunkgeneration (3G, UMTS) Mitte der 2000er-Jahre und der vierten Generation (4G, LTE) ab 2012 konnte der Bedarf bisher abgedeckt werden. Nun stossen diese Technologien jedoch an ihre Grenzen. Die Einführung von 5G wird für eine deutliche Erhöhung der Datenübertragungskapazitäten sorgen.
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Neue Technologie, neue Antennen
Für den Ausbau von 5G setzen die Betreiber neue Antennen ein, sogenannte adaptiven Antennen, die Informationen gezielt an einzelne Nutzerinnen und Nutzer übertragen, die so eine optimale Übertragungsrate erhalten. In alle anderen Richtungen wird die Sendeleistung reduziert.
Tests und Messungen mit adaptiven Antennen
Im März 2020 beauftragte das Eidgenössische Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation (UVEK) das BAKOM, Tests mit adaptiven Antennen durchzuführen.
Die im Rahmen dieses Auftrags vorgenommenen Messungen und Simulationen zeigen Folgendes:
- Die mittlere Exposition um die adaptiven Antennen ist deutlich geringer als um die herkömmlichen Antennen.
- Die herkömmlichen Antennen senden vor allem zur Mitte ihres Versorgungsbereichs. Je weiter sich der Benutzer oder die Benutzerin von diesem zentralen Teil befindet, desto geringer wird die Qualität der Übertragung. Die adaptiven Antennen hingegen senden die Daten gezielt an das Endgerät, unabhängig von dessen Position im Versorgungsbereichs. Die Kommunikation behält die gleiche Qualität und Geschwindigkeit, auch am Rande der Zone.
- Die Power-Lock-Funktion (automatische Leistungsbegrenzung), die in jede adaptive Antenne integriert sein muss, gewährleistet die Einhaltung der Grenzwerte, indem sie die Sendeleistung auf den entsprechenden Mittelwert begrenzt.
Der Bericht "Testkonzession und Messungen adaptive Antennen" vom 24. September 2021 enthält die Ergebnisse der im Sommer 2020 an zwei 5G-Basisstationen durchgeführten Messungen sowie Computersimulationen zur Validierung dieser Messungen. Mit zusätzlichen Simulationen konnte ausserdem die Exposition gegenüber nichtionisierender Strahlung (NIR) visualisiert werden, wenn die gleiche Antenne einen oder mehrere Benutzer bedient, wobei den vielen möglichen Konfigurationen Rechnung getragen wurde.
Der Bericht-Nachtrag "Testkonzession und Messungen adaptive Antennen Nachtrag" vom 8. Februar 2021 bestätigt die Messungen und Simulationen des ersten Berichts und bescheinigt die Zuverlässigkeit der Power-Lock-Funktion, mit der die Sendeleistung von adaptiven Antennen automatisch auf einen Mittelwert beschränkt wird.
Diese beiden Dokumente zeigen, dass die Methode zur Beurteilung der Exposition durch eine konventionelle Antenne nicht unverändert für adaptive Antennen angewendet werden kann. In der Tat wird mit dieser Methode die tatsächliche mittlere Exposition durch adaptive Antennen deutlich überschätzt. Die Vollzugshilfe für den Umgang mit adaptiven Antennen führt deshalb einen Korrekturfaktor ein, mit dem sichergestellt werden kann, dass beide Antennentypen gleichbehandelt und die Grenzwerte der Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV, SR 814.710) eingehalten werden.
Die Ergebnisse der vom BAKOM durchgeführten Tests und Messungen haben wesentlich zur Erarbeitung der vom Bundesamt für Umwelt herausgegebenen Vollzugshilfe für adaptive Antennen beigetragen.
5G-Netze
5G-Netze stellen im Bereich der mobilen Kommunikation eine Revolution dar, da sie die Tür zu neuen Anwendungsbereichen öffnen, insbesondere im Bereich des Internets der Dinge (IoT), der Kommunikation zwischen Maschinen (M2M), der Ultra-Breitband-Anwendungen, der selbstfahrenden Autos usw.
Im Vergleich zu den heutigen 3G- und 4G-Mobilfunkstandards bietet 5G vor allem bei der Entwicklung neuer Technologien entscheidende Vorteile.
Die Vorteile von 5G
- Die Reaktionszeit (Latenz) von weniger als einer Millisekunde ist 30- bis 50-mal kürzer als bei 4G.
- Die Datenübertragungsrate von 10 Gbit/s ist 100-mal höher als bei 4G.
- Es können 100-mal mehr Endgeräte gleichzeitig angeschlossen werden, wodurch die Zahl der vernetzten Gegenstände pro km2 auf eine Million steigt.
Die Phasen der 5G-Einführung
- November 2017: Der Bundesrat reserviert die Frequenzbänder (700 MHz und 3,5 GHz) für den Mobilfunk.
- Dezember 2017: Eine erste Version der Standards für 5G ist verfügbar.
- Im Laufe des Jahres 2018: Die ersten Ausrüstungen für 5G stehen zur Verfügung.
- Februar 2019: Die Kommunikationskommission ComCom vergibt die neuen Frequenzen an die Mobilfunkbetreiberinnen, wobei das 3,5-GHz-Band als Ausgangsband für die 5G-Implementierung dient.
- Im Jahr 2019 startet 5G in der Schweiz
Untenstehendes Faktenblatt gibt einen Überblick über die Technologie 5G.
Letzte Änderung 27.04.2021
