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17/06/2019  /  Jasmin Schuoler
news

Aufgepasst! Das Nachschlagewerk für 5G.

5G von A bis Z.

Der Ausbau des 5G-Netzes in der Schweiz hat begonnen. Doch was genau muss man alles rund um diesen neuen Mobilfunkstandard wissen? Im cablex Nachschlagewerk "5G von A bis Z." sind die wichtigsten Begriffe zusammengefasst und erklärt.

Wort Bedeutung
Antennen Antennen sind Sendeanlagen für Fernmeldedienste, für die Mobiltelefonie. An einer solchen Antenne werden 2G-, 3G-, 4G- und/oder 5G-Elemente angebracht, die ein intaktes Mobilfunknetz sicherstellen.
Beamforming Durch Beamforming kann eine Mobilfunkstation die Nutzenden individuell und gezielt im Senderadius "anfunken". Funktechnisch ergibt sich dadurch ein deutlich besseres "Signal-Rausch-Verhältnis", wodurch die Stabilität und potenziell auch die maximal erreichbare Datenrate zunehmen.
ComCom – Eidgenössische Kommunikationskommission Die Eidgenössische Kommunikationskommission (ComCom) ist die unabhängige Konzessions- und Regulierungsbehörde im Fernmeldebereich und wurde durch das Fernmeldegesetz (FMG) vom 30. April 1997 ins Leben gerufen. Die ComCom ist unter anderem für die Vergabe der Frequenzen und die Überwachung der Konzessionsbedingungen zuständig.
Downloadzeiten

Beispiel: der Download eines 5 GB grossen Games oder von mehreren hundert Bildern. Während UMTS (3G) mit dem Download eines 100-GB-Back-ups satte 24 Tage (!) beschäftigt wäre, kann 5G diese Aufgabe künftig in circa 800 Sekunden bewältigen – mit anderen Worten: in 13 Minuten. Und das bei der niedrigsten angenommenen Datenrate von 1 Gbit/s.

Aus heutiger Sicht mögen 100 GB für einen Download vielleicht viel sein, doch Ultra-HD-Filme oder Festplatten-Back-ups in der Cloud umfassen schnell derartige Datenmengen.

Elemente Eine 5G-Antenne wiegt bis zu 75 kg, was rund 40 kg mehr sind als Exemplare der vorigen Generationen. Der Gewichtszuwachs begründet sich darauf, dass zahlreiche Elemente der Radiotechnik in die Antenne integriert sind (5G arbeitet mit aktiven Antennen).
Frequenzen

Eine Frequenz ist die Anzahl periodischer Veränderungen des elektrischen Stroms oder einer Schallwelle pro Zeiteinheit. Die Masseinheit ist Hertz (Hz).

In der Schweiz werden zum einen bestehende Frequenzen (700, 800, 900, 1400, 1800, 2100 und 3500 MHz) für 5G genutzt, und zum anderen können die drei Betreiber Salt, Sunrise und Swisscom, die die Frequenzkonzessionen ersteigert haben, die neu zugeteilten Frequenzen für 5G verwenden.

Grenzwerte

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat eine Empfehlung hinsichtlich der Grenzwerte ausgesprochen: 40-60 V/m (Volt pro Meter1). In der Schweiz gilt allerdings ein zehnmal so strenger Grenzwert: 5 V/m.

1Volt pro Meter ist die Masseinheit für die Stärke elektrischer Felder.

Historie der Mobilfunknetzgenerationen

1978 – 1G, das analoge Mobiltelefon (Natel A - C)
1993 – 2G, das digitale Natel D (GSM)
2004 – 3G (UMTS)
2012 – 4G (LTE)
2019 – 5G

Mit dem Natel A wurde lediglich telefoniert. Ab Natel D konnten dann auch Daten (SMS) übertragen werden. Seither wurde die Übertragungskapazität laufend deutlich erhöht.

IoT – Internet of Things /
Internet der Dinge
Mit dem IoT sind nicht nur Menschen mit dem Internet verbunden, sondern auch Geräte und Maschinen, die sogar alle untereinander kommunizieren können. Diese Vernetzungen unterstützen unseren Alltag zunehmend.
Jammer (Störsender) Der Import und Besitz sogenannter Störsender ist seit dem 1. Januar 2018 in der Schweiz verboten – wie auch in einigen EU-Ländern. Der Grund dafür ist, dass diese Sender gefährlich sind, denn sie unterbinden den Mobilfunkverkehr, sodass Notrufe im Ernstfall nicht mehr abgesetzt werden können.
Kleinzellen Kleinzellen, auch Small Cells genannt, werden zur Netzverdichtung beziehungsweise für Kapazitätserhöhungen eingesetzt. Sie können überall dort, wo viel Mobilfunkverkehr anfällt, und an Orten mit besonders hoher Nachfrage, beispielsweise an Bahnhöfen, auf Messegeländen oder auch an städtischen Knotenpunkten, installiert werden.
Lieferanten der
CH-Mobile-Anbieter
Um 5G auszubauen, arbeitet Salt mit dem finnischen Unternehmen Nokia, Sunrise mit Huawei aus China und Swisscom mit Ericsson aus Schweden zusammen.
Mobilfunknetz

Im Gegensatz zum Festnetz haben die Endgeräte im Mobilfunk keine feste Verbindung zum Netz. Im Mobilnetz ist die "letzte Meile" von der Antenne zum Endgerät kabellos. Die Antenne ist meist per Lichtwellenleiter (LWL) ins sogenannte Backbone-Netz eingebunden. 

Mit 1G, der analogen Telefonie, nahm alles seinen Anfang. Die ersten Mobiltelefone (Natel A) waren so schwer, dass sie meistens fest im Auto eingebaut waren. Dann veränderten sich die Kundenbedürfnisse und neue Technologieentwicklungen rund um das bestehende Mobilfunknetz setzten sich durch. Schon bald konnten SMS und E-Mails empfangen und verschickt, Fotos geschossen und gespeichert, Apps heruntergeladen, Websites besucht, Videos gedreht und grosse Datenmengen übertragen werden. Entsprechend mussten die Mobilfunknetze laufend erweitert und angepasst werden.

Mit der neuesten Generation, 5G, werden sogar hochauflösende Videos, IoT und noch grössere Datenmengenübertragungen möglich sein. Für diese Entwicklungen genügt das heutige 4G-Netz nicht mehr. 5G kann allerdings nicht nur Kapazitätsengpässen entgegenwirken, sondern ist für die Schweiz auch darüber hinaus wichtig: im Rahmen der Strategie unseres Bundesrats für eine "digitale Schweiz". Die Entwicklung der Netze hat auch zur Folge, dass neue, 5G-fähige Mobiltelefone auf den Markt kommen, da 4G-Apparate nichts mit einem 5G-Signal anfangen können.

NIS und NIS-Berechnung –
nicht ionisierende Strahlung

In der Verordnung über den Schutz vor nicht ionisierender Strahlung (NISV) hat die Schweiz die Grenzwerte für die zulässige elektrische, magnetische und elektromagnetische Strahlung von ortsfesten Anlagen im Frequenzbereich von 0 bis 300 GHz geregelt.

Anhand einer NIS-Berechnung wird pro Antenne die Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte ermittelt.

Oppo Reno – erstes 5G-Mobiltelefon in der Schweiz Das erste in der Schweiz verfügbare 5G-Mobiltelefon ist seit Mai 2019 bei Swisscom erhältlich. Mit dem Oppo Reno 5G wird der neue Mobilfunkstandard Realität. Das Angebot an 5G-fähigen Geräten wird laufend erweitert.
Planung (Design) Das Mobilfunknetz ist in sogenannte Funkzellen gegliedert. Sie müssen so geplant sein, dass sie das gewünschte Gebiet abdecken und keine Störungen verursachen. cablex plant diese Zellen im Inhouse-Bereich selbst. Im
Outdoor-Bereich suchen wir geeignete Standorte für die Mobileanbieter und planen die Erschliessung dieser Standorte und den Bau der Antennen.
Qualitätssicherung (QS) /
QS-Kontrolle
Bei einer Qualitätskontrolle wird jeder einzelne Mobilfunkstandort (auch Site genannt) nach einem Um- oder Neubau geprüft und abgenommen. In erster Linie werden Antennentyp, Höhe, Azimut und Elevation geprüft. Bei Inhousestandorten werden Installation und Mobilfunkabdeckung geprüft.
Raum mit Technik: Funktionsfähigkeit der Mobilfunkantenne
sicherstellen
In der Nähe einer jeden Mobilfunkantenne befindet sich ein Raum, in welchem jede Menge Technik verbaut ist. Mit dieser wird sichergestellt, dass die Antenne funktioniert. Hier sind Verteiler, Fiberzugänge, Glasfaseranschlüsse, Stromkabel, Module (Mobilerouter und Netzwerkkarten), die verkabelt werden und zur Antenne gelangen, ein Rack, eine Klimaanlage, Batterien, Netzwerkkarten und Patchpanels anzutreffen.
Standortevaluation neuer Mobilfunkantennen

Standorte werden anhand von Suchkreisen von Designerinnen und Designern vorgegeben, also von Personen, die das Netz planen. Ein Suchkreis ist ein eingegrenzter Bereich, in dem ein neuer Antennenstandort benötigt wird.

Wurde ein möglicher Standort eruiert, starten die Verhandlungen mit der Grundeigentümerin oder dem Grundeigentümer. Sobald eine Einigung erzielt ist, erfolgen eine Projektaufnahme und die NIS-Berechnung, woraufhin das Baueingabedossier erstellt und bei der zuständigen Gemeinde eingereicht werden kann.

Testmessung Testmessungen finden in Form von sogenannten Drive- oder Walktests statt. Dabei werden Gebiete abgefahren und abgelaufen, um die Netzqualität zu prüfen. Die Mitarbeitenden sind mit speziellem Messequipment ausgerüstet.
Umsetzung cablex setzt als Totalunternehmen (TU) die 5G-Rolloutpläne der Mobileoperatoren um.
Virtual und Augmented
Reality (VR/AR)

Bei VR wird es möglich, Livedaten aus IoT-Sensoren, die über 5G angebunden sind, in der entsprechenden Brille zu sehen und damit zu arbeiten.

Die Applikation im Bereich AR ermöglicht es, Daten per 5G live zur und von der Brille zu übertragen. Momentan ist das nur über WLAN möglich, was bedeutet, dass ein Rechner in der Nähe sein muss. Überall dort, wo es eine 5G-Verbindung gibt, können solche Brillen und die entsprechenden Applikationen ohne zusätzliche Hardware verwendet werden. Dies bringt Vorteile in Sachen Unabhängigkeit, Mobilität oder auch Flexibilität.

Wettbewerbsfähigkeit Die Schweiz baut ihre Kommunikationsnetzinfrastruktur aus, um sich global als attraktiver und führender Wirtschaftsstandort behaupten zu können.
x-fach (vielfach) 5G verspricht umfangreichere und schnellere Datenübertragungen, grössere Netzkapazität, Reaktionszeiten beinahe in Echtzeit, Datensicherheit sowie zunehmende Netzzuverlässigkeit und bei all dem auch Effizienzsteigerungen.
Ypsomed Holding AG Bei der Firma Ypsomed Holding AG in Burgdorf wurden (inhouse im Februar 2018 erste Anwendungsmöglichkeiten der neusten Mobilfunkgeneration 5G für die Digitalisierung in der Industrie getestet.
Zukunft

Im Hinblick auf die Einführung von 5G spricht man von einer Revolution. Warum? Alles wird mit allem verbunden, was wiederum nahezu alles verändert. Nachstehend einige Beispiele:

  • Im Strassenverkehr wird der Verkehrsfluss optimal gesteuert. Staus und Unfällen lässt sich vorbeugen.
  • Mediziner können aus der Entfernung unterstützen. Auf diese Weise kann Fachpersonal aus aller Welt hinzugezogen werden.
  • VR arbeitet mit Livedaten, womit Verzögerungen in den Anwendungen zur Welt von gestern gehören.
  • Das IoT verspricht grosse Unterstützungen im Alltag. Zum Beispiel meldet das Mobiltelefon, wenn die Milch im Kühlschrank bald alle ist oder nicht genügend Zutaten für das geplante Nachtessen vorrätig sind.
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Mehr Informationen zu 5G und zum Angebot von cablex:

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