Baubiologie und Umweltanalytik

Echtes 5G und Beamforming erst ab 3,5 Gigahertz

Der Mobilfunkstandard 5G ist in erster Linie ein Marketingbegriff, der für eine Vielzahl von Funkanwendungen in verschiedenen Frequenzbändern steht. Fachleute sprechen von "echtem 5G" bzw. von "5G-fast" erst bei Anwendungen im Frequenzbereich zwischen 3,4 und 3,7 Gigahertz. Die Industrie sieht den Vorteil von "5G fast" in einer weitaus höheren Kanalbandbreite gegenüber LTE. Bis zu 100 Megahertz stehen für eine schnelle Datenaussendung zur Verfügung. Alle Vorgänge laufen in einer extrem hohen Geschwindigkeit ab. Für die Aussendung eines Datensatzes (Frame) benötigt die Technik nur 10 Millisekunden. Darüberhinaus eröffnet "5G-Fast" den Betreibern die Möglichkeit, mit Hilfe des "Beamformings" kleine Sektoren genau zu adressieren. Bis zu acht "Beams" können gleichzeitig gesendet werden. Das Signal wird in einem Winkel von 10 bis 15 Grad abgestrahlt, vergleichbar mit der Fläche einer Häuserfront. Somit besteht die Gefahr, dass ganze Häuserfronten aufgrund der Bündelung bestrahlt werden, besonders dann, wenn permanent aktive Endgeräte die Funkwellen in diese Richtung lenken.

5G-Funkwellen benötigen mehr Leistung

In Düsseldorf betreibt die Firma Vodafone einen 5G-Testbetrieb. Anlässlich der 10. EMF-Tagung im Jahr 2019 gab der Referent ein Beispiel für die unterschiedliche Sendeleistung. Das 5G-Funksystem im Frequenzbereich von 3,5 GHz wird mit 141,5 Watt betrieben. Ein LTE-Funknetz bei 1800 MHz erreicht eine Leistung von etwa 50 Watt. Die EMF-Datenbank der Bundesnetzagentur gibt diesen Sachverhalt indirekt wieder, in dem sie genehmigten Sicherheitsabstände veröffentlicht. Der Interessierte vergleicht die Abstände der unterschiedlichen Anlagen in horizontaler und vertikaler Richtung und erhält dadurch Rückschlüsse auf die Sendeleistung. Beispiel: 5G 3500 MHz = 21,2 m horizontal, LTE 1800 MHz = 8,9 m horizontal.

Gepulste Signale durch das Zeitschlitzverfahren

Im Frequenzband von 3500 Megahertz verwendet die Funktechnik das sogenannte Zeit-Schlitzverfahren mit der Fachbezeichnung TDD (Time-Division-Duplex). Download- und Uploadbereich verwenden eine gemeinsame Frequenz. Damit sich die Datenströme nicht in die Quere kommen, muss das Signal in jeweils einer Richtung für wenige Millisekunden unterbrochen werden. Dadurch entstehen pulsartige Strukturen wie sie auch bei 2. Mobilfunkgeneration GSM bekannt sind. Die von Behörden anerkannte Messtechnik arbeitet mit Mittelwerten - der Fachbegriff dafür lautet "RMS=Root Main Square". Spitzenwerte, die sich durch Pulsung ergeben, können um das zehn- bis zwanzigfache über dem RMS-Wert liegen.

5G macht einen Frequenzmix möglich

Bereits mit der LTE-Advanced-Funktechnologie war es möglich, bei einer Funkaussendung mehrere Frequenzbereiche zu koppeln. So kann eine Nachricht z.B. aus Frequenzen von 800, 1500, 2200 und 3500 MHz zusammengesetzt sein. Ebenso besteht die Möglichkeit, Mobilfunk mit WLAN zu koppeln. Der Fachbegriff hierzu lautet "carrier aggregation". Aus gesundheitlichen Gründen wird das Frequenzgemisch als kritisch angesehen.

5G-Sender haben eine andere Antennenform

Die Mobilfunkstandortdatei der Bundesnetzagentur weist Sendeanlagen mit "5G-fast" nicht gesondert aus. Deshalb muss der Messtechniker beim Betrachten der Sendestandorte auf eine besondere Antennenform achten. Die Außenhülle von 5G Antennen im 3,5 Gigahertz-Spektrum ist wesentlich kürzer und etwas breiter als die Antennenform mit LTE- oder GSM-Technik (siehe Foto oben). Dies ist folgerichtig, da Funkwellen in höheren Frequenzbereichen immer kürzer werden. Auf dem Youtube-Kanal der Telekom sind weitere Einblicke in die Antennentechnik zu finden.

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