Wie kleine Funkzellen in Städten das Netz stärken

3.000 Menschen in der Fußgängerzone, 80.000 im Fußballstadion – und alle wollen gleichzeitig per Handy kommunizieren. Sogenannte Kleinzellen oder Small Cells machen es möglich. Drei Beispiele, wo sie zum Einsatz kommen.

Die spannendsten Attraktionen Kölns sind hoch und schmal. Das gilt nicht nur für die beiden Türme des weltbekannten Doms. Seit 2022 entstehen in Köln echte technische Attraktionen: Straßenlaternen, hoch und schmal, die ihre direkte Umgebung mit 5G-Mobilfunk versorgen. Fachleute sprechen hier von Small Cells oder Kleinzellen, teils auch von Mikrozellen – also Antennen, die kleine Funkzellen in einem Mobilfunknetz aufbauen, um die großen Antennen auf Funkmasten und Hausdächern zu ergänzen und so für eine größere Datenkapazität zu sorgen. Kleinzellen können aufgrund ihrer geringeren Reichweite das Netz punktuell ergänzen, aber die herkömmlichen großen Sendeanlagen nicht ersetzen. Sie sind selbstverständlich sicher, denn auch wenn sie die Mobilfunkversorgung verstärken, ist ihre Sendeleistung niedrig (siehe Infokasten unten).

Small Cells in Laternen, an Telefonsäulen und Gebäuden werden heute in deutschen Städten dort, wo der Bedarf nicht anders gedeckt werden kann, genutzt. Der Grund hierfür ist simpel: Bürgerinnen und Bürger tauschen immer mehr Daten aus. Insbesondere in Städten muss die Infrastruktur mitwachsen. Handys, aber auch Autos und vernetzte Leihfahrräder senden und empfangen Daten und sind auf eine gute Versorgung angewiesen. Kleinzellen ergänzen das Netz, aber vorrangig investieren die Mobilfunkunternehmen in sogenannte Makrostandorte auf Dächern oder freistehenden Mobilfunkmasten.

Rund 2.200 Kleinzellen sind in Betrieb

Mehr als 100 Millionen aktiv genutzte SIM-Karten waren laut Daten der Bundesnetzagentur Ende 2021 im Umlauf. Hinzu kommen mehr als 45 Millionen SIM-Karten für die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation – zum Beispiele Fahrzeuge, die mit dem Internet vernetzt sind. Das mobile Datenvolumen steigt rasant: Nach knapp 4 Milliarden Gigabyte im Jahr 2020 waren es 2021 schon rund 5,5 Milliarden Gigabyte an Daten im Mobilfunk.

Die deutschen Mobilfunkunternehmen betreiben, Stand September 2021, nach eigenen Angaben rund 2.200 Kleinzellen. Wo sich diese befinden, ist transparent sichtbar: Die Bundesnetzagentur führt sie in ihrer EMF-Karte auf. Noch interessanter ist aber, wie einige dieser Anlagen vor Ort aussehen:

Köln: Small Cell in der Straßenlaterne

Sie sind neun Meter hoch, schwarzgrau und unauffällig. Die Kölner „5G-Laternen“ sind von außen betrachtet einfache Lampen, doch sie können deutlich mehr als nur die Straße erleuchten. Sie leuchten ihre Umgebung auch mit Echtzeit-Mobilfunk aus – dem modernen 5G-Standalone. Dies ist eine weiterentwickelte Variante von 5G, die losgelöst von der Vorgängergeneration 4G funktioniert.

Die ebenfalls schwarz lackierten 5G-Antennen sind laut dem Netzbetreiber in sechs Metern Höhe montiert. Sie haben eine Reichweite von bis zu 400 Metern und funken auf der 3,5-Gigahertz-Frequenz. Das Praktische: Für die neuen Standorte musste im Stadtbild nichts verändert werden. Eine normale Laterne stand ohnehin dort, der Stromanschluss ist vorhanden und auch eine Glasfaserleitung, die den Anschluss der Antennen ans Netzwerk des Betreibers sicherstellt.

Für die „5G-Laternen“ haben sich auch die Stadt Köln und der regionale Energieversorger Rheinenergie eingesetzt. Sie nennen es „kombinierte Bereitstellung von Infrastruktur“: Licht, Glasfaser und Mobilfunk zu bündeln, vermeidet Baumaßnahmen, spart Geld und beschleunigt den Mobilfunkausbau. Der Netzbetreiber erhält aus einer Hand einen Standort für seine Antennen und zugleich den Strom- und den Datenanschluss. Die Stadt Köln verfolgt damit klare Ziele: Der Gigabit Masterplan Cologne will bis 2025 ein flächendeckendes Gigabit-Netz ermöglichen, mit Glasfaser am Boden und 5G-Mobilfunk in der Luft.

Kiel: Small Cell in der Telefonzelle

Telefonzellen oder -säulen sind ein Auslaufmodell. Kaum jemand telefoniert noch an den öffentlichen Stationen. Jahr für Jahr verschwinden mehr von ihnen. Doch einige Telefonzellen beherbergen Zukunft: Netzbetreiber nutzen sie in diversen Städten als Träger von Kleinzellen für den Mobilfunk. Ab 2016 erhielten die ersten Telefonzellen ein zweites Leben, zunächst in Kiel und in Hagen. Inzwischen sind Telefonzellen in vielen deutschen Städten auch kleine Mobilfunkstandorte.

Wie bei den Straßenlaternen ergibt die Doppelnutzung auch hier Sinn: Es gibt Strom- und Datenanschluss, außerdem stehen die Zellen oder Säulen meist an belebten Orten, an denen zahlreiche Menschen den Mobilfunkempfang nachfragen. Es gibt aber noch weitaus mehr Standorte im öffentlichen Raum, die über Anschlüsse verfügen und auch für Mobilfunk-Kleinzellen genutzt werden können: Stadtmöbel wie zum Beispiel Werbetafeln.

Und noch eine Institution im öffentlichen Raum beherbergt Mobilfunk-Kleinzellen: die Litfaßsäule. Etwa in Berlin und Düsseldorf haben Netzbetreiber in einzelnen Litfaßsäulen Antennen verbaut, um in direkter Umgebung eine starke 4G- und 5G-Versorgung zu sichern.

München: Small Cell an der Hauswand

In Konstanz und in der Klenzestraße im Münchner Gärtnerplatzviertel hängen bloß scheinbar Lampen an den Hausfassaden. Tatsächlich stecken in den Kästen Mobilfunk-Kleinzellen, die Passantinnen und Passanten in den belebten Vierteln mit 4G- oder 5G-Mobilfunk versorgen.

Auch in diesen Fällen fügen sich die Antennen nahtlos ins Stadtbild ein. Aufwendige Bauarbeiten gab es im Vorfeld keine. Für den Betrieb in München arbeitet der Netzbetreiber mit der Stadt zusammen: Die Stadtwerke und der lokale Anbieter stellen ihre Glasfaserinfrastruktur zur Verfügung, um die Kleinzellen anzuschließen.

In der Umgebung hat der Netzbetreiber mehrere Kleinzellen installiert, um die stark frequentierte Gegend rund um die Münchner Einkaufsmeile Kaufinger Straße zu versorgen. Künftig kann es noch einige weitere Standortkooperationen mit dem städtischen Versorger geben. Auch Haltestellen oder Stromverteiler bieten Platz für Small Cells – und sind mindestens schon mit einem Stromanschluss versorgt.

Wie sicher sind Small Cells?

Kleinzellen leisten eine Menge – doch funktechnisch ist ihre Sendeleistung gering. Auf die Gesundheit haben Kleinzellen keine Auswirkungen. Mit einer Leistung zwischen 2 und 10 Watt benötigen sie keine Standortbescheinigung der Bundesnetzagentur, die Netzbetreiber für den Betrieb „großer“ Standorte brauchen. In einer solchen Bescheinigung wird in der Regel ein Sicherheitsabstand festgelegt – der ist aber bei Kleinzellen so gering, dass er nicht individuell bestimmt werden muss, sondern zum Beispiel durch die Montage in ausreichender Höhe sichergestellt ist. In einer Selbstverpflichtung bekräftigte die Mobilfunkbranche im Jahr 2023, alle Kleinzellen so zu errichten und zu betreiben, dass die Grenzwerte sicher eingehalten werden. Bei Sendeleistungen über 10 Watt EIRP ist eine Standortbescheinigung obligatorisch, auch wenn das optische Erscheinungsbild einer Small Cell ähnelt – hier ist dann oft von einer „Mikrozelle“ die Rede. EIRP steht für engl. „equivalent isotropically radiated power" (äquivalente isotrope Sendeleistung). Diese Messgröße misst die effektiv abgestrahlte Leistung.

Auch ohne Standortbescheinigung sind Kleinzellen-Standorte transparent: Die Mobilfunknetzbetreiber stimmen die Standorte mit den Kommunen ab, Bürgerinnen und Bürger finden sie in der EMF-Karte der Bundesnetzagentur, Landesbehörden, Kommunen und Gemeinden in dem für sie bereitgestellten EMF-Datenportal. Die Betreiber melden der Bundesnetzagentur nämlich, wenn sie Kleinzellen in Betrieb nehmen oder diese abbauen.

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