Die 5. Generation Mobilfunk: Erklärung, Funktionsweise und Gesundheitsrisiken
Wer kennt sie nicht? Funklöcher, Ladebalken und fehlgeschlagene Downloads… Manchmal funkt es unterwegs einfach nicht so richtig. Und es ist eigentlich auch kein Wunder, wenn man sich überlegt, wie man früher ein paar Anrufe und SMS-Nachrichten am Tag machte und inzwischen Videos, Dateien, Navigationsapps und Streamingdienste bei vielen Nutzern auf dem Tagesprogramm stehen. Doch was hat 5G damit zu tun und wie funktioniert die Technologie dahinter? Wer braucht 5G? Kann 5G krank machen? Wir entführen Sie auf eine Reise in die Zukunft des Mobilfunks.
- Was ist 5G?
- Wer braucht 5G?
- Wie funktioniert 5G?
- Wie schädlich ist 5G?
- Wie schütze ich mich vor 5G?
- Kann 5G Handy auch 4G?
- Fazit: Der ICE des Mobilfunks
Was ist 5G?
Die Bedeutung, die sich hinter 5G verbirgt ist recht unspektakulär: 5G steht für die fünfte Generation des Mobilfunks. Doch eigentlich könnte das G auch für gigantisch schnell stehen, denn das ist die neue Mobilfunktechnik in der Tat.
Mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von ca. 10 GB/s erfolgt die Datenübertragung bei 5G so schnell, dass sie beinahe in Echtzeit ermöglicht wird. Man spricht von einer geringen Latenz, also einer kaum merklichen Verzögerung bei der Übermittlung.
Schwer vorstellbar, oder? Vergleichen wir den neuen Mobilfunkstandard der 5. Generation mit seinem Vorgänger 4G, auch bekannt unter der Bezeichnung LTE. Bei 4G betragen die Datenraten rund 100 MB/s. Der Nachfolger 5G ist also 100x schneller und kann zudem auch sehr viel mehr Daten übertragen.
Außerdem können bei 5G wesentlich mehr Geräte gleichzeitig im Netz sein, theoretisch bis zu einer Million pro Sendemast. Zum Vergleich: Bisher waren mit 4G etwa 200 Geräte gleichzeitig im Netz pro Mast möglich.
Wer braucht 5G?
Sie denken sich schnell und gut, aber wer braucht den neuen Mobilfunkstandard eigentlich? Um das zu beantworten, muss man gar nicht so weit in die Zukunft schauen.
Bereits heute wächst der Datenverkehr weltweit von Tag zu Tag. Während früher nur wir Menschen miteinander vernetzt waren, geht der Trend immer mehr in Richtung Vernetzung von Geräten und Maschinen. 5G eröffnet viele neue und vielfältige Einsatzmöglichkeiten des Mobilfunks in den unterschiedlichsten Bereichen.
Für die Industrie ist besonders interessant, dass erheblich mehr Geräte als zuvor gleichzeitig mit einer Funkzelle verbunden sein können. Denn bei der Automatisierung von Produktionsprozessen beispielsweise kommen immer mehr Sensoren zum Einsatz, die alle miteinander vernetzt sein müssen.
Die Vernetzung mit 5G ist auch ein entscheidender Faktor für die Zukunft des autonomes Fahrens, das schließlich eine flächendeckende und zuverlässige Kommunikation zwischen unterschiedlichen Sensoren voraussetzt.
Aber nicht nur in der Industrie und im Verkehr werden immer mehr Abläufe automatisiert, sondern auch in den eigenen vier Wänden: Smart Homes und Unterhaltungsprogramme mit Virtual Reality sind längst keine Seltenheit mehr in privaten Haushalten. Und wem das alles zu abstrakt ist, der kann sich vor allem über ein mit 5G einhergehendes Versprechen freuen: schnelles Internet für unterwegs.
Hinweis: Politisch umstritten ist der Einsatz von Technik des chinesischen Konzerns Huawei für den Netzaufbau. Die USA haben sich bei 5G mit ihren engsten Partnern darauf verständigt, keine Komponenten aus China zu nutzen, unter anderem aus Sorge vor Spionage.
Wie funktioniert 5G?
5G ist schneller und ermöglicht die Verbindung von deutlich mehr Geräten gleichzeitig mit einer Funkzelle. Damit ist es die Basis für viele Zukunftstechnologien, bei denen es nicht zu Verzögerungen kommen darf. Doch wie funktioniert die 5. Generation der Mobilfunktechnologie?
Grundsätzlich ist 5G keine komplett neue Erfindung, sondern baut vielmehr auf den bestehenden Technologien von 4G auf. Höhere Geschwindigkeiten und Kapazitäten werden bei 5G unter anderem durch folgende neue Aspekte erreicht:
- Nutzung eines zusätzlichen Frequenzbereichs (Millimeterwellenbereich)
- Netzausbau durch viele kleine Sendestationen (Small Cell Network)
- Übertragung über mehrere Empfangs- und Sendeantenne zugleich (MIMO-Technologie)
- Weniger Interferenzen dank zielgerichteter Signalstrahlen (Beamforming)
Zusätzlicher Frequenzbereich durch Millimeterwellen
Die 4G-Technolige basiert auf der Nutzung von längeren Funkwellen. Der bisher von elektronischen Geräten wie Smartphones und Tablets genutzte Frequenzbereich (3 KHz-3 GHz) ist jedoch zunehmend überlastet. Es wimmelt darin nur so von Anrufen, Suchanfragen, Videoübertragungen und vielem mehr.
Deshalb werden mit 5G zusätzlich zu den bisherigen Kapazitäten neue Frequenzen im Millimeterwellenbereich (30-300 GHz) erschlossen. Mit diesen besonders kurzen Funkwellen wird Platz für die in den kommenden Jahren weiterhin wachsende Zahl der vernetzten Geräte geschaffen.
Netzausbau durch viele kleine Sendestationen
Sie kommen immer dann, wenn es gerade ungelegen ist: die Funklöcher. Und auch wenn man in Funklöchern weich fällt, geht durch sie die Zuverlässigkeit des Mobilfunknetzes verloren.
Die Idee hinter 5G ist deshalb, ein sogenanntes Small Cell Network mit vielen kleinen Sendestationen unweit voneinander entfernt aufzubauen. Durch die Nähe der Sendestationen zueinander werden nur niedrige Sendeleistungen benötigt und Smartphones und andere Geräte können auf der Suche nach einer guten Verbindung leicht von einer Station zur nächsten wechseln.
Zu abstrakt? Stellen Sie sich vor, in einem Gebiet soll ein bestimmter Radiosender durch ein Netz von Lautsprechern ertönen. Nach der 4G-Methode werden einige sehr laute Lautsprecher aufgestellt, damit der Radiosender auch in großer Entfernung noch zu hören ist. Befindet man sich bereits weit von einem Lautsprecher entfernt und der nächste ist noch nicht nahe genug, kann man den Radiosender nur sehr leise vernehmen. Liegt eventuell noch eine Baustelle oder eine Schallmauer zwischen dem Empfänger und dem Lautsprecher, wird der Radiosender kaum hörbar sein.
Nach der 5G-Methode werden in derselben Region viel mehr Lautsprecher aufgestellt, die jedoch kleiner und damit nicht so laut sind. So ist der Radiosender nie extrem laut oder extrem leise zu hören, sondern immer eher in mittelmäßiger Lautstärke. Da die Lautsprecher in geringen Abständen zueinander positioniert sind, ist der nächste stets in Reichweite und der Radiosender kann von jedem Punkt aus beinahe gleich gut gehört werden.
Mehrere Empfangs- und Sendeantenne zugleich (Massive MIMO-Technologie)
Werden Daten über mehrere Empfangs- und Sendeantennen gleichzeitig übertragen, spricht man von der sogenannten MIMO-Technologie (Multiple Input Multiple Output). Auch sie ist nichts neues und wird bereits bei 4G eingesetzt. Allerdings werden dabei für gewöhnlich um die acht Antennen kombiniert.
Bei 5G hingegen wird eine Empfangs- bzw. Sendestation mit hunderten von Antennen versehen, was die Kapazität des Mobilfunknetzes extrem steigert. Daher ist bei dieser verbesserten Mehrantennentechnik auch von Massive-MMO die Rede.
Weniger Interferenzen dank zielgerichteter Signalstrahlen (Beamforming)
Bisher strahlen Antennen ihre Signale in der Regel einfach gleichmäßig in alle Richtungen ab. Da das mehrere Sender an unterschiedlichen Orten machen, überschneiden sich deren Signale manchmal und die Signalübertragung wird gestört.
Und hier kommt bei 5G das sogenannte Beamforming ins Spiel: Beamforming-Sender schicken ihre Signale nicht einfach munter in alle Richtungen los, sondern individuell auf den jeweiligen Empfänger gerichtet. Es kommt daher seltener zu Überschneidungen der Signale verschiedener Sender.
Wie schädlich ist 5G?
Es werden für 5G nicht nur mehr Sendemasten benötigt, sondern die 5G-Sendestationen sind auch viel kleiner und lassen sich so gut wie überall montieren. Während bislang vor allem von Dächern und Türmen aus gesendet wurde, können die kleineren 5G-Sendemasten an Wänden, Bushaltestellen, Laternen und ähnlichen Stellen montiert werden.
Gerade die zusätzlichen und uns viel näheren Masten rufen Bedenken hervor. Mehr Masten bedeuten mehr Strahlung, die uns umgibt.
Kann 5G krank machen?
Die Auswirkungen von 5G auf die Gesundheit sind umstritten. Die WHO sagt bereits in einem Bericht von 2011: Mobilfunkstrahlung ist möglicherweise krebserregend. Das Bundesamt für Strahlenschutz sagt ganz klar: Bislang seien keine Gesundheitsrisiken nachgewiesen und es gebe keine Belege für ein erhöhtes Krebsrisiko, wenn die Grenzwerte eingehalten werden. Mögliche Risiken durch neue 5G-Frequenzen müssten jedoch weiter erforscht werden.
Ein wichtiges Kriterium sind also die Grenzwerte. Deshalb überwacht die Bundesnetzagentur die Strahlungsleistung zahlreicher Mobilfunkantennen und stellt sicher, dass die Grenzwertempfehlungen der EU nicht überschritten werden. Die Strahlungswerte einzelner Antennen können auf der Webseite der Bundesnetzagentur eingesehen werden.
Wie schütze ich mich vor 5G?
Aluhüte stehen Ihnen nicht besonders gut, Sie möchten sich aber trotzdem vor 5G schützen? Dann sollten Sie wissen, dass die stärkste Strahlung und damit auch Belastung nach wie vor von der körpernahen Nutzung unserer Smartphones ausgeht. Gibt es also tatsächlich gesundheitliche Risiken, können Sie die durch den richtigen Umgang mit dem Handy verringern.
Egal, ob Sie Ihr Handy gerade nutzen, in der Hosentasche tragen oder im Brotkorb verwahren – grundsätzlich gilt: Wird der Abstand zum Handy verdoppelt, sinkt die Strahlenbelastung um ein Viertel. Halten Sie Ihr Handy daher, wann immer möglich, auf Abstand.
Tipps zum Schutz vor 5G und Handystrahlung allgemein
Sie können die Strahlenbelastung ganz einfach durch folgende Maßnahmen verringern:
- Telefonieren Sie möglichst kurz mit dem Handy am Ohr.
- Führen Sie häufig lange Telefonate, können Sie durch Headsets den Abstand zwischen Ihrem Kopf und der Handyantenne stark verringern.
- Vermeiden Sie es, bei schlechtem Empfang zu telefonieren. Je schlechter die Verbindung zum Sendemasten, desto stärker muss die vom Smartphone ausgehende Strahlung sein.
- Können Sie zwischen Festnetztelefon und Handy wählen, entscheiden Sie sich für das Festnetz.
Hinweis: Achten Sie beim Kauf auf den sogenannten SAR-Wert (SAR steht für Spezifische Absorptionsrate). Je niedriger der SAR-Wert eines Smartphones ist, desto geringer ist die Belastung.
Kann 5G Handy auch 4G?
Diese Frage lässt sich leicht beantworten: Ja, 5G-Handys können auch 4G. Die Geräte sind normalerweise abwärtskompatibel, können also mit 4G bzw. 3G funken, wenn 5G-Netze nicht verfügbar sind.
Kann 4G Handy auch 5G?
In der Regel nicht. Damit 5G funktioniert, müssen alle Funkmasten am Glasfaserkabelnetz angeschlossen sein und es braucht neue Masten. Doch auch die Endgeräte wie Handys und Tablets müssen für den 5G-Empfang geeignet sein.
Denn 5G basiert zwar auf den bestehenden Technologien von 4G, um aber die höheren Geschwindigkeiten und Kapazitäten leisten zu können, sendet es höhere Frequenzen.
Genau diese Frequenzen müssen von den Smartphones unterstützt werden, damit Sie letztendlich auch von dem 5G-Ausbau profitieren können. 4G-Modelle können sich nicht in die 5G-Netze einwählen und selbst die 5G-Smartphones der ersten Generation unterstützen noch nicht alle Frequenzkombinationen.
Fazit: Der ICE des Mobilfunks
Wer 5G heute noch nicht braucht, wird es vermutlich früher oder später brauchen. Wohl die wenigsten haben das Mobilfunknetz vor einigen Jahren bereits so intensiv verwendet wie sie es heutzutage machen und es ergeben sich konstant neue Anwendungen. Das Mobilfunknetz ist häufig jetzt schon überlastet und 5G wird die Voraussetzung für die Funktionsweise vieler Geräte und Technologien der Zukunft sein.
Rasante Geschwindigkeiten für Übertragungen in (beinahe) Echtzeit und mehr Kapazitäten für die Vernetzung von Geräten sind die wichtigsten Versprechen, die mit 5G einhergehen. Dabei kommen verschiedene neuartige bzw. optimierte Technologien zum Einsatz.
Stellt man sich das Mobilfunknetz bildlich übertragen auf den Eisenbahnverkehr vor, werden mit 5G die normalen Züge durch Schnellzüge ersetzt, es gibt insgesamt mehr Bahnhöfe, bessere Schienen und die Züge sind mehrstöckig, um mehr Sitzplätze bieten zu können. Insgesamt können mehr Passagiere schneller an mehr Reiseziele gelangen.
Bei neuen Technologien stellt sich natürlich auch die Frage nach neuen Gesundheitsrisiken. Diese sollten sich bei Einhaltung der Grenzwerte auch mit 5G nicht groß ändern, werden jedoch weiterhin erforscht. Wer sich jedoch allgemein vor starker Strahlung schützen möchte, kann bei dem eigenen Smartphone anfangen und wann immer möglich auf Abstand gehen.