​5G-Frequenzen: Geschwindigkeit und Reichweite

​Was bringt uns die 5G-Geschwindigkeit eigentlich im Alltag, was wird dadurch besser und was wird sich verändern?
Die versprochenen Möglichkeiten sollen gigantisch sein. Ganze Fabriken sollen sich in Echtzeit weltweit steuern lassen. Autonom fahrende Autos sollen ihre Fahrer sicherer ans Ziel bringen. Mit bisher unvorstellbaren Downloadraten sollen wir unterwegs Filme in 4K-Qualität auf dem Handy anschauen können – und unsere Häuser und Wohnungen werden mit smarten Geräten komplett vernetzt, so dass sich alles, vom Licht über die Jalousien bis zur Kaffeemaschine, der Heizung, der Waschmaschine oder Klimaanlage bequem auch von unterwegs mit dem Smartphone bedienen lässt.

Kurz gesagt: Alle Beschränkungen bei Bandbreite und Geschwindigkeit, die uns bisher noch von den kühnsten Technikfantasien abgehalten haben, sollen mit 5G fallen. Aber ist dies im Alltag auch wirklich so? Was wird 5G Ihnen bringen: auf dem Weg zur Arbeit, beim Einkaufen, zu Hause und auf Reisen?

​Tatsächlich sind die meisten dieser Funktionen auch bereits mit 4G verfügbar und im Alltag lasten wir die mit 4G mögliche Bandbreite noch nicht einmal voll aus. Dafür gibt es einen ganz einfachen Grund. Stellen wir uns einmal vor, alle Menschen würden 5G nutzen.

Und nun wollen 50 Menschen zugleich einen Film von einem Server streamen – mit einer Downloadrate von 1,3 Gigabytes pro Sekunde. Der Server müsste also pro Sekunde eine Bandbreite von 65 Gigabytes zur Verfügung stellen, selbst für eine so überschaubare Zahl von Nutzern. 

Und schon heute brechen Server regelmäßig wegen großem Ansturm zusammen, obwohl der Datenhunger der Endgeräte noch vergleichsweise winzig ist. Damit wir also wirklich die volle Leistung von 5G nutzen könnten, müssten die Anbieter von Medien-, Streaming- und Downloadplattformen selbst massiv in ihre Infrastruktur investieren – das werden sicher nur einige große, kostenpflichtige Premium-Anbieter tun. Ganz abgesehen davon, dass es nicht nötig ist, einen 90 Minuten langen, 5 GB großen Film in knapp vier Sekunden zu streamen.

In der Regel reicht hier LTE, das dies optimalerweise in etwa 40 Sekunden schaffen dürfte und auch in der Praxis oft nur wenige Minuten braucht, schon vollkommen aus.



Und wie sieht das mit dem autonomen Fahren aus? Hier sind die Bandbreite und die Reaktionsgeschwindigkeit nur zwei von vielen Problemen, die noch auf dem Weg zur Marktreife zu lösen sind. Dazu gehören nicht nur rein technische Herausforderungen, sondern auch ethische, moralische und politische Fragen: Wie soll sich ein autonomes Auto entscheiden, wenn es vor der Wahl steht, mit einem Fußgänger auf der Straße vor sich zu kollidieren oder auf den Fußweg auszuweichen, auf dem Kinder laufen? Auch wenn so eine Situation hoffentlich nicht all zu häufig sein dürfte, muss die Programmierung solcher Fahrzeuge auch darauf vorbereitet sein – und selbst Philosophen können hier keine universell gültige Antwort geben. Außerdem sind unzählige rechtliche Fragen zu klären, von der Frage, ob die Fahrzeuginsassen alkoholisiert sein dürfen über die Frage der Schuld bei einem Unfall bis zur Frage, ob man überhaupt noch personengesteuerte Fahrzeuge erlauben darf, wenn autonome Fahrzeuge sich als sicherer erweisen. Kurz gesagt: Auch mit der Einführung von 5G wird es noch eine Weile dauern, bis das autonome Fahren zur Realität wird – wenn sich die zahlreichen Probleme überhaupt als lösbar erweisen.



Das Smarthome mit all seinem Komfort wird häufig als ein weiterer Vorteil von 5G gepriesen. Tatsächlich sind fast alle Smarthome-Funktionen allerdings schon heute problemlos mit WLAN nutzbar – und das bietet noch einen weiteren Vorteil. Denn sollte das Internet einmal ausfallen, lässt sich so das Licht dennoch weiter ein und ausschalten. Die ortsunabhängige Steuerung des Smarthomes, inklusive Zugriff auf Videokameras und vieles mehr, lässt sich wiederum jetzt schon problemlos mit 4G nutzen. Im Übrigen macht WLAN noch aus einem weiteren Grund mehr Sinn: Das Signal des WLAN-Routers im Haus ist üblicherweise stärker und stabiler als das Signal einer Basisstation auf der Straße, das erst die dicken Hauswände durchdringen muss. So müssen die smarten Geräte bei einem WLAN-basierten Smarthome oft deutlich weniger stark strahlen.



Den größten Nutzen von der Einführung der 5G-Technologie hat vermutlich die Industrie, die in großen Produktionsanlagen nun komplexe Prozesse besser automatisieren und global vereinheitlichen und steuern kann.
Dort sind die Vorteile tatsächlich erstaunlich: Ein vorhandenes 5G-Netz ersetzt komplett die aufwändige Vernetzung großer Industrieanlagen mit einem eigenen WLAN. Global verstreute Produktionsstätten können in Gruppen zusammengefasst und synchron gesteuert sowie überwacht werden und smarte Sensoren und Maschinen, die in Echtzeit reagieren, können Produktionsprozesse drastisch optimieren. Allerdings fallen auch nur unter solchen Bedingungen Datenmengen an, die Bandbreiten, wie sie 5G ermöglicht, tatsächlich auslasten können. Auch in Krankenhäusern und ähnlichen Einrichtungen hat 5G tatsächlich erhebliches Potential.



Der Preis, den wir dafür zahlen, ist aber kein geringer. Und das ist tatsächlich wörtlich zu nehmen. Denn die großen Telekommunikationsunternehmen haben die 5G-Lizenzen für teures Geld ersteigert. Und diese Ausgaben müssen sie natürlich damit auch wieder erwirtschaften. Als Mobilfunknutzer, egal, ob man vorerst beim LTE-Netz bleibt oder sich für den Umstieg auf 5G entscheidet, wird man sich also auf absehbare Zeit nicht auf sinkende Handykosten freuen dürfen. Vor allem dann, wenn die meisten Vermarktungsmodelle für 5G, wie SmartHome und autonomes Fahren, nicht direkt durchstarten werden.



Wir zahlen aber noch einen weiteren Preis, den wir nicht mit Geld bezahlen: Wie ich bereits gezeigt habe, wird für den flächendeckenden Ausbau mit 5G eine riesige Anzahl Basisstationen benötigt, die sehr schnell überall sein und natürlich auch funken werden, auch wenn man sie nicht überall sehen wird, zum Beispiel dadurch, das sie in Laternen und Ampeln integriert werden. Nur durch geeignete Messgeräte werden alle strahlenden Antennen noch wahrzunehmen sein, dazu später mehr. Zusätzlich werden tausende Satelliten ins All geschickt, um die Erde aus allen Winkeln mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung zu bestrahlen.



Ein Problem könnte auch die geringe Reichweite der 5G-Frequenzen darstellen: Wie bereits am Anfang gezeigt, bewegen sie sich im Frequenzbereich von WLAN. Und das bringt noch mehr Schwierigkeiten als nur die Anzahl der benötigten Basisstationen. Sie können sich sicher gut vorstellen, dass im Untergeschoss eines Hauses der Empfang drastisch abnimmt – und das Handy entsprechend stärker funkt, mit gerichteten Funkstrahlen.

Und nicht nur das Handy: bei entsprechender SmartHome-Ausstattung auch Ihr Kühlschrank, Ihr Fernseher, die Überwachungskamera an der Kellertür sowie die Jalousie und die Lampen im Schlafzimmer oder die Smart Meter (funkenden Stromzähler) im Keller.

Wir begeben uns auf ein Abenteuer mit unklarem Ausgang, denn so eine menschengemachte Strahlenexposition für die gesamte Welt hat es nie zuvor gegeben. Umso sinnvoller wird es, vermeidbare Risiken gering zu halten – zum Beispiel...