5G-Mobilfunktechnik

Alles zum Mobilfunkmast

Für 5G rüsten die Netzbetreiber bestehende Mobilfunkstandorte, zum Beispiel Masten, um und errichten neue. Nur so können Bürgerinnen und Bürger das schnelle Netz nutzen. Doch was sind Sendemasten? Was sind Mobilfunkbasisstationen und wie funktionieren sie?

Basisstationen versorgen das ganze Land mit Mobilfunk. Dank ihnen läuft der Anruf von der Wandertour nicht ins Leere und nur so können wir von unterwegs Fotos an unsere Liebsten schicken. Die unterschiedlichen Basisstationen sind das Rückgrat unseres mobilen Lebens.

Mobilfunkbasisstationen sind ortsgebundene Anlagen, die sich grundsätzlich zusammensetzen aus

  • einer oder mehreren Antennen zum Senden und zum Empfangen von Funksignalen,
  • einer Versorgungseinheit, in der Schalt- und Steuerungselemente für die Antennen untergebracht sind.

Basisstationen werden auf einem Träger (etwa einem Mast oder einem Dach) errichtet. Wie gut die Verbindung zwischen Basisstation und Endgerät – zum Beispiel einem Smartphone – ist, hängt nicht nur von der Sendeleistung der Antennen ab. Auch die eingesetzte Versorgungseinheit spielt eine wesentliche Rolle. Hier bietet gerade die 5G-Mobilfunktechnik neue, effektive Möglichkeiten.

Kleine Zellen vs. große Zellen

Jede Basisstation versorgt ein bestimmtes Gebiet – eine Funkzelle – mit Mobilfunkempfang. Doch eine Funkzelle kann nur eine begrenzte Anzahl von Nutzerinnen und Nutzern aufnehmen. Gerade in der Stadt, wo viele Nutzer sind, werden viele Basisstationen installiert, die kleine Funkzellen bilden – also Anlagen mit geringer Sendeleistung.

Um eine möglichst hohe Anzahl von Nutzern versorgen zu können, bedarf es keiner Basisstation mit besonders hohen Sendeleistungen. Es werden viele kleine Zellen aufgebaut, deren Leistungen relativ gering sind, denn nur so stören sich die Aussendungen der benachbarten Funkzellen nicht gegenseitig. Die Fachleute sprechen hier je nach Zellgröße von einer Piko-, Mikro- oder Makrozelle. In Gebieten mit geringerem Nutzeraufkommen können die Versorgungszellen einen Bereich von 20 bis zu 70 Kilometern abdecken.

Auch das Endgerät hat einen erheblichen Einfluss auf die abgestrahlte Leistung der mit ihm verbundenen Mobilfunkanlage. Je näher sich Endgerät und Basisstation sind, desto weniger Sendeleistung benötigen beide. Umgekehrt erhöhen Endgerät und Basisstation mit zunehmender Entfernung ihre ausgesendeten Leistungen – so lange, bis die Verbindung technisch durch die nächstnähere Zelle übernommen wird. Folglich benötigt sowohl die Basisstation als auch das Mobiltelefon bei gutem Empfang keine hohe Sendeleistung. Eine dichte Anzahl von Mobilfunkstandorten ist deshalb doppelt sinnvoll: Verbraucherinnen und Verbraucher erhalten so eine gute Netzabdeckung sowie Versorgung.

Sendemast, Basisstation – was ist was?

Unsere Smartphones sind unterwegs ständig mit Antennen in der Umgebung verbunden. Doch was ist ein Sendemast, was bedeutet Funkanlagenstandort und wann ist von Basisstation die Rede? Wir versuchen die Begriffe einmal einzuordnen.

Funkanlagen oder Mobilfunkanlagen sind Geräte, die Funkwellen zur Kommunikation ausstrahlen und/oder empfangen können. Sie können eine oder mehrere Antennen haben – eine Antenne für einen Mobilfunkstandard, manchmal aber auch Antennen für mehrere, etwa für LTE und für 5G. (Mobil-)funkanlagenstandorte heißen alle Orte, an denen eine (Mobil-)Funkanlage installiert ist oder werden kann. Mobilfunkanlagenstandorte werden vereinfacht auch Mobilfunkstandorte genannt. In den Städten sind Mobilfunkstandorte häufig auf größeren Häusern zu finden, sogenannte Dachstandorte. In ländlichen Regionen sind Mobilfunkmasten üblich, die umgangssprachlich auch Sendemasten genannt werden.

Jede ortsfeste Funkanlage ab einer bestimmten Leistungsgrenze darf nur betrieben werden, wenn für ihren Standort eine gültige Standortbescheinigung vorliegt. Eine Standortbescheinigung wird von der Bundesnetzagentur im Standortverfahren erteilt. Das Standortverfahren dient der Einhaltung der zulässigen Grenzwerte für elektromagnetische Felder und soll Bürgerinnen und Bürger schützen.

(Mobilfunk-)basisstationen sind ortsgebundene (Mobil-)funkanlagen, die sich grundsätzlich aus zwei Elementen zusammensetzen: (1) einen oder mehreren Antennen zum Senden und zum Empfangen von Funksignalen, sowie (2) einer Versorgungseinheit, in der Schalt- und Steuerungselemente für die Antennen untergebracht sind. Von der Basisstation gehen die Funksignale aus, die schließlich die Funkzelle bilden. Denn nur so stören sich die Aussendungen der benachbarten Funkzellen nicht gegenseitig.

Kommunikation ohne Kabel – so funktioniert sie

Das drahtlose Übertragen von Daten zwischen Handys und Basisstationen erfolgt über hochfrequente elektromagnetische Felder (EMF). Diese entstehen, wenn der in einem elektrischen Leiter fließende Strom fortwährend seine Richtung ändert.

Die Maßeinheit der Frequenz wird in Hertz angegeben. Auch alle anderen Funktechnologien, wie beispielsweise Rundfunk (Radio oder Fernsehen), W-LAN oder Babyphone, nutzen Frequenzen. Der Mobilfunk der zweiten bis vierten Generation (GSM, UMTS und LTE) nutzt Frequenzbänder zwischen 800 Megahertz und 2,6 Gigahertz (abgekürzt: GHz). Diese werden zukünftig auch durch 5G mitgenutzt. Darüber hinaus erfolgt der 5G-Netzaufbau auch im Frequenzbereich von 3,4 bis 3,7 GHz.

Die sogenannten 5G-Campusnetze können schon heute im Bereich 3,7 bis 3,8 GHz bei der Bundesnetzagentur beantragt werden. Campusnetze sind lokale und eng begrenzte 5G-Netze. Sie versorgen zum Beispiel Forschungseinrichtungen, medizinische Bereiche oder Fabrikgelände in denen Geräte und Maschinen miteinander interagieren können. Je nach Bedarf und Nutzung werden auch in diesen Netzen Echtzeitkommunikation und das Übertragen hoher Datenraten angestrebt. Demnächst können auch im 26 GHz-Bereich Campusnetze bei der Bundesnetzagentur beantragt werden.

Behörden haben strenge Grenzwerte im Blick

Zum Schutz der Bevölkerung gelten auch für Basisstationen Grenzwerte. Elektromagnetische Felder sind somit klar begrenzt. Die Grenzwerte sind auf der Grundlage des Bundes-Immissionsschutzgesetzes in der „Verordnung über elektromagnetische Felder“ festgelegt. Sie können auf der Seite des Bundesamts für Strahlenschutz (BfS) hier abgerufen werden.

Mehr dazu sowie weitere Informationen zu Grenzwerten finden Sie in diesem Beitrag.

Die konsequente Anwendung dieser Grenzwerte erfolgt auf der Grundlage der Verordnung über das Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder (BEMFV). Die Bundesnetzagentur prüft jeden einzelnen Fall und erteilt jeder ortsfesten Funkanlage ab einer bestimmten Sendeleistung eine Standortbescheinigung, sofern sie die Voraussetzungen erfüllt. Wie das abläuft, erläutert unser Artikel zum Standortverfahren.

Führen wir ein mobiles Telefonat, so verbindet sich unser Handy drahtlos mit der nächstgelegenen Basisstation. Das Handy des Gesprächspartners ist ebenfalls mit einer Basisstation verbunden. Diese Basisstationen sind wiederum an zentrale Rechner angeschlossen, die die übermittelten Daten verarbeiten und beide Mobilfunkanlagen miteinander verbinden. Wie genau die Datenübertragung funktioniert, erfahren Sie in diesem Artikel.

Sendemasten sind keine gefährlichen Nachbarn

Viele Bürgerinnen und Bürger bewegt die Frage, wo Unternehmen Sendemasten aufstellen. Grundsätzlich ist wichtig: Für 5G wird in Deutschland keine vollkommen neue Mobilfunkinfrastruktur gebaut. Vielerorts kann die 5G-Technik an bereits bestehenden Standorten nachgerüstet werden. Es können sozusagen Mehrgenerationen-Funkanlagenstandorte entstehen.

Neue Funkanlagenstandorte sind dann erforderlich, wenn ein Gebiet anders nicht bedarfsgerecht versorgt werden kann. Oder aber wenn die Bundesnetzagentur aus Gründen des Personenschutzes keine Standortbescheinigung für die „Aufrüstung“ bestehender Standorte erteilt. Das ist der der Fall, wenn eine vorgesehene, zusätzliche Funkanlage die erforderlichen Sicherheitsabstände nicht einhalten kann. Demnach kommen neue Standorte für den Mobilfunk nur dazu, wenn dies auch strukturell erforderlich ist. Zu Beginn des 5G-Netzaufbaus, also aktuell, rüsten die Netzbetreiber vorwiegend bestehende Anlagen auf.

Links und weiterführende Informationen

  1. Bundesamt für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI). Stand Juni 2020. Mitnutzungspotentiale kommunaler Trägerinfrastrukturen für den Ausbau der nächsten Mobilfunkgeneration 5G. "Die wichtigsten Botschaften". [21.07.2020].
  2. Handelsblatt.de. CSU will Milliarden für neue Mobilfunk-Behörde – SPD warnt vor „5G-Staatsnetz“. [20.07.2020].
  3. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU). Fragen und Antworten zur Einführung der 5G-Mobilfunknetze und den damit in Verbindung stehenden elektromagnetischen Feldern (EMF).  Als Antwort der Frage: Was ist 5G und wie unterscheidet sich 5G von den bisherigen Mobilfunkstandards? [23.07.2020].
  4. Telekom Deutschland GmbH. 03.07.2018. So funktionieren die neuen Mobilfunkantennen für 5G. [21.07.2020].
  5. Deutscher Bundestag. Antwort der Bundesregierung auf die Kleine Anfrage der Abgeordneten Dr. Bettina Hoffmann, Margit Stumpp, Sylvia Kotting-Uhl und der Fraktion BÜNDNIS 90/DIE GRÜNEN. Drucksache 19/17939. Auswirkungen von hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung auf die menschliche Gesundheit und Umwelt. [14.07.2020].
  6. Telefónica Deutschland Holding AG. Stand 11.12.2019. So kommt 5G zum Funkmast: Glasfaser und Richtfunk sorgen für schnellen 5G-Ausbau. [21.07.2020].
  7. Telekom Deutschland GmbH. Faktenblatt Mobilfunk und Gesundheit (2013). [30.07.2020].
  8. Telekom Deutschland GmbH. Faktenblatt Mobilfunk und Gesundheit (2017). [30.07.2020].
  9. Bundesamt für Strahlenschutz (BfS). Mobilfunk (2018), S.6. [30.07.2020].
  10. Bundesamt für Strahlenschutz (BfS). Mobilfunk: Informationen rund ums Mobiltelefon, S.3. [04.08.2020].
  11. Informationszentrum Mobilfunk. Wie funktionieren Mobilfunksendeanlagen? [18.08.2020].
  12. Bundesnetzagentur. Strategische Aspekte zur Verfügbarkeit von Frequenzen für den Breitbandausbau in Deutschland. [19.08.2020].
  13. Bundesnetzagentur: Elektromagnetische Felder. [14.09.2020].

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