PARADIGMENWECHSEL

5G

NEW RADIO FÜR MENSCH UND MASCHINE

Mit 5G wird in Tirol wie in ganz Österreich derzeit die fünfte Mobilfunkgeneration ausgerollt. Sie hat das Potenzial, die Wirtschaft und die Mobilität gleichermaßen zu verändern, und wird dem Internet der Dinge Anschub geben. Für den Mobilfunknutzer ändert sich vorerst zumindest oberflächlich nicht allzu viel, außer dass 5G noch schneller sein wird.

TEXT: MARIAN KRÖLL

„Der Siedlungsraum wird zukünftig relativ flächendeckend mit 5G versorgt sein.“

KLAUS M. STEINMAURER

5G ist gekommen, um zu bleiben. Und um in der Wirtschaft und Gesellschaft umzurühren. Wie weitreichend die Veränderungen sein werden, lässt sich heute erst erahnen. Grundsätzlich ist der neue Mobilfunkstandard, genau genommen als 5G New Radio bezeichnet, auf drei unterschiedliche Anwendungsszenarien hin zugeschnitten: Enhanced Mobile Broadband (eMBB) zielt darauf ab, Mobilgeräte mit möglichst hohen Datenraten zu versorgen, Massive Machine Type Communication (mMTC) ist für das Internet der Dinge relevant und nicht zuletzt Ultra reliable low latency communications (uRLLC), das zuverlässige Verbindungen mit geringer Latenz ermöglichen soll, eine Vorbedingung für das autonome Fahren oder die Industrieautomation.

© RTR/DAVID BOHMANN

KRITISCHE INFRASTRUKTUR

Die Ausrollung von 5G ist nicht allein Angelegenheit der Mobilfunkunternehmen, sondern auch der Politik, handelt es sich doch dabei um kritische Infrastruktur, ohne die – schenkt man den Experten Glauben – in Zukunft nichts geht. „Der rasche und flächendeckende Ausbau von digitaler Infrastruktur bietet die Basis für Innovationskraft in Wirtschaft und Industrie, den Einsatz moderner digitaler Technologien in unseren Unternehmen sowie die erfolgreiche Entwicklung unserer Gemeinden und Lebensräume. Neben dem Ausbau der kabelgebundenen Glasfaserinfrastruktur, der vom Land Tirol offensiv forciert und finanziell gefördert wird, brauchen wir auch den raschen Ausbau von leistungsfähiger Mobilfunkinfrastruktur der neuesten Generation“, sagte Tirols Wirtschaftslandesrat Anton Mattle anlässlich der Inbetriebnahme der 250. Tiroler 5G-Sendeanlage von Mobilfunk-Branchenprimus A1 im November in Haiming. 5G wird übrigens nicht als Ersatz, sondern als Ergänzung der Breitbandversorgung durch feste Anschlüsse betrachtet. Der Ausbau von Fest- und Mobilfunk ist synergetisch zu sehen, die gemeinsame Basis ist die Glasfaser. 5G gilt wohl nicht zu Unrecht als Schlüsseltechnologie für eine zunehmend vernetzte Gesellschaft, in der auch die Maschinen mitfunken werden. Das ist besonders für die Industrie hochrelevant, auch wenn die prognostizierte 5G-Lawine bislang noch nicht so recht Fahrt aufgenommen hat. 5G-Technologie erhöht die Produktivität und die Wettbewerbsfähigkeit, lautet die einfache Rechnung. Mit 5G kündigen sich für die Industrie signifikante Fortschritte an, etwa im Bereich der bildbasierten Prozessüberwachung, in der Vernetzung von Sensoren und Aktoren oder für Anwendungen in der latenzkritischen, kabellosen Steuerung von mobilen Maschinen. Bauteile, Werkzeuge und Transportsysteme lassen sich im 5G-Netz auch in überdachten Bereichen genau lokalisieren, Robotersysteme in Echtzeit rekonfigurieren. Mit 5G sollen nicht zuletzt neue Geschäftsmodelle entstehen, besonders im Bereich von Remote-Dienstleistungen. So könnte etwa der Betrieb ganzer automatisierter Produktionsanlagen als Dienstleistung aus der Ferne angeboten werden.

FOTOSERVICE/MARTIN HÖRMANDINGER © APA

„5G wurde nicht für den Endkonsumenten entwickelt, sondern ist eigentlich ein Industriestandard. Dennoch wird 5G auch für den Endkunden an Relevanz gewinnen, allerdings in Bereichen, wo er es nicht bemerkt, in der Verkehrssteuerung, der Haussteuerung und dem Internet of Things.“

KLAUS M. STEINMAURER

Der Endverbraucher läuft bei 5G einstweilen eher nebenher mit. Es fehlt augenscheinlich noch die Killerapplikation, die den neuen Mobilfunkstandard auch für den Consumer zum Must-have macht. Das könnte sich ändern, wenn sich die virtuelle Realität, wie sie sich etwa in Form eines Metaverse ankündigt, tatsächlich durchsetzt. Wie viel Freude das Wandeln in virtuellen Räumen macht, hängt nämlich auch davon ab, ob die Daten in Echtzeit übertragen werden. Das Gigabit-Zeitalter ist angebrochen. Ob sich mit ihm auch eine florierende Gigabit-Gesellschaft entwickelt, ist dagegen noch nicht abgemacht. Was von der fünften Mobilfunkgeneration zu erwarten ist, haben wir mit Dr. Klaus M. Steinmaurer, Geschäftsführer der RTR-GmbH für den Fachbereich Telekommunikation und Post – gebräuchlicher ist die Funktionsbezeichnung „Telekom-Regulator“ – eingehend besprochen. ZUR PERSON

Dr. Klaus M. Steinmaurer ist Geschäftsführer der RTRGmbH für den Fachbereich Telekommunikation und Post, gebräuchlicher ist die Bezeichnung „TelekomRegulator“. ECO.NOVA: Der Umstieg auf die fünfte Mo-

bilfunkgeneration wird eher als Paradigmenwechsel denn als bloße Weiterentwicklung begriffen. Stimmen Sie diesem

Befund zu? KLAUS M. STEINMAURER: 5G ist nicht nur die nächste Mobilfunkgeneration nach 4G. 5G wurde entwickelt, um den Mobilitätserfordernissen im Bereich Machine-to-Machine, Netzsteuerung, Automatisierung und Digitalisierung gerecht zu werden. Für das, was wir als User bisher gewohnt sind, mobil zu machen – im Internet surfen, WhatsApp verschicken, Video streamen –, braucht es 5G nicht. Die Technologie wird für sicherheitsrelevante Themen gebraucht, wie etwa Automotive, Industriemaschinensteuerung oder Verkehrsmanagement.

Hat das in erster Linie mit der geringeren Latenz, also Verzögerung, dem höheren Datendurchsatz oder mit beidem zu tun?

Früher hat es ein einziges Netz – sei es 3G oder 4G – gegeben. 5G bietet die Möglichkeit zur Netzvirtualisierung. Dadurch lassen sich verschiedene Slices für unterschiedliche Anwendungen zur Verfügung stellen. Für manche Dienste braucht es hohe Bandbreiten, die Latenz ist dagegen relativ, für andere wiederum ist hohe Bandbreite bei hoher Latenz gefordert. Ersteres gilt eher für den Consumer- bzw. Entertainment-Bereich wie etwa das Streaming eines Films, Letzteres zum Beispiel für Anwendungen im medizinischen Bereich. Da hätten Sie keine große Freude, wenn das computergesteuerte Skalpell mit Verzögerung reagiert. Dann gibt es noch Anwendungen, die keine hohe Bandbreite brauchen, aber eine sehr hohe Latenz. Dazu gehören insbesondere Steuerungen und Automotive-Anwendungen. Die Information, dass eine Ampel auf Rot schaltet, verursacht kaum Daten, sollte aber binnen Millisekunden beim Fahrzeug ankommen. Für all diese unterschiedlichen Anwendungen kann man bei 5G eigene Netzwerkslices festlegen.

Folglich ist eigentlich dieses Slicing die große Neuerung im Vergleich mit älteren Mobilfunkstandards? Ja. Innerhalb dieser Teilsysteme kann man jeweils eigene Sicherheitskomponenten festlegen. In die Verkehrssteuerung funkt niemand mit seinem Streaming dazwischen. Mobilfunk ist ja, wie wir wissen, ein Shared Medium (mehrere User teilen sich die zur Verfügung stehende Bandbreite), die Netzvirtualisierung erlaubt es aber, die Kapazität genau abgestimmt auf die jeweiligen Anforderungen zu reservieren.

Obwohl 5G theoretisch weniger Energie verbraucht als etwa 4G, ist absolut betrachtet schon allein durch den erwarteten Anstieg der Datennutzung ein unterm Strich wesentlich höherer Energieverbrauch zu erwarten.

Inwiefern ist 5G Grundvoraussetzung für viele nähere Zukunftstechnologien? Lassen Sie mich darauf philosophisch antworten: Unser Leben ist, was die Endgeräte betrifft, mobil. Dahinter kann eine Festnetz- oder eine Mobilfunktechnologie stecken. Ihr Auto ist mit dem Hersteller verbunden und übermittelt verschiedene Daten an diesen. 5G schafft die Möglichkeit, dass sich Geräte unter diesem weltweit einheitlichen Standard miteinander vernetzen können. Das ermöglicht erst das Thema IoT, das Internet of Things. Es gibt zwar andere Technologien, 5G wird sich aber vermutlich als Standard etablieren.

Als Laie könnte man nun versucht sein, anzunehmen, dass man sich durch 5G einen Breitbandausbau mit Glasfaser

sparen könnte. Das ist ein völliger Irrtum. Der kürzeste Weg ist der von der Antenne zum Device, die Luftschnittstelle. 95 Prozent der Übertragungen im Mobilnetz erfolgen über das Festnetz. Um im ländlichen Raum die besonders für Automotive gebrauchten kurzen Latenzen zur Verfügung stellen zu können, braucht es ein relativ engmaschiges Netz. Damit 5G entsprechend funktionieren kann, muss mindestens alle zehn Kilometer eine Anbindung an das Glasfasernetz erfolgen. Glasfaser ist die einzige Technologie, die den Anforderungen von 5G gerecht wird.

Was ist das „Endgame“ im Netzausbau? Ist es realistisch, dass ganz Österreich mit 5G versorgt wird, oder wird sich das überwiegend in den Ballungsräumen ab-

spielen? Bei allen Vorgänger-Frequenzversteigerungen, die wir durchgeführt haben, ging es immer darum, Population Coverage zu haben, das heißt, jene Wohngebiete abzudecken, in denen sich die Bevölkerung aufhält. Es gibt dann noch den Siedlungsraum und letztlich die Fläche. Mit „flächendeckender Versorgung“ haben die Betreiber bei den bisherigen Mobilfunkstandards die Versorgung des Wohngebiets gemeint. Das macht nur in etwa zwölf, 13 Prozent der Gesamtfläche aus. Der Siedlungsraum umfasst auch die Bereiche zwischen den Wohngebieten und macht insgesamt 44 Prozent der Gesamtfläche des Landes aus. Bei 5G sind wir weitergegangen und haben den Siedlungsraum als Zielsetzung hergenommen, das heißt, dass zwischen 40 und 45 Prozent der gesamten Landesfläche abgedeckt ist. In den Ausschreibungskriterien haben wir auf die Katastralgemeinden – in Österreich gibt es etwa 12.000 davon – abgestellt. Etwa 10.000 davon sind gut versorgt, 2.000 schlecht bis gar nicht. Mit der Frequenzversteigerung haben wir erreicht, dass sich die Betreiber verpflichten, rund 1.700 bisher schlecht versorgte Katastralgemeinden auch mit 5G zu versorgen.

Geht es dabei um den Versorgungsauftrag, weil Geld wird mit dem Netzausbau bis in die kleinste Siedlung wohl keines zu

verdienen sein? Wir haben deshalb die Versteigerung so aufgesetzt. Dass dort kein Geld zu verdienen ist, merkt man daran, dass in den letzten 25 Jahren kaum etwas ausgebaut wurde. Jetzt müssen die Betreiber bis 2025 liefern.

Ihr Vorgänger, der ehemalige RTR-Geschäftsführer Johannes Gungl, hat 2018 davon gesprochen, dass „beim Endausbau von 5G auf jedem zweiten Gebäude eine Antenne installiert sein“ werde. Ist das tatsächlich ein realistisches Szenario? Um die 5G-Versorgung sicherzustellen, gibt es verschiedene Frequenztypen. Dabei gilt: Je niedriger die Frequenz, desto größer der Ausbreitungsbogen. Es gibt die Flächen-

frequenzen, die alle unter einem Gigahertz liegen, dann gibt es die Frequenzen aus dem sogenannten C-Band, dem Core Band, also Kernband. Diese Frequenzen liegen in einem Bereich zwischen 3,4 und 3,8 Gigahertz und haben eine ähnliche Ausbreitungswelle wie die 3G-Frequenzen, die sich zwischen 1,8 und 2,1 Gigahertz befinden. Diese Frequenzen sind interessant, wenn es um eine Netzverdichtung und 5G-Empfang indoor geht. Da gibt es auch kleinere Funkzellen. Die Mobilfunkstandorte werden sich in etwa in der Größenordnung bewegen, wie wir sie bereits haben. Es wird höchstens die eine oder andere Verdichtung geben. Man muss dazu nicht mehr Antennen aufhängen, sondern lediglich andere. Wenn ein Unternehmen auf seinem Firmengelände aber ein 5G-Campusnetz*

) machen möchte, dann wird es auf diesem Campus zusätzliche Antennen geben. Dabei wird unter anderem auch im 26-Gigahertz-Netz gefunkt, das zwar sehr schnell ist, aber schon eine Rigipswand nicht mehr durchdringen kann. Zusammengefasst: Um 5G in Österreich flächendeckend anbieten zu können, wird es – abgesehen von punktuellen Verdichtungen – bei den derzeitigen rund 18.000 bis 20.000 Standorten bleiben. Es wird nicht so sein, dass ganz Österreich mit Antennen zugepflastert wird.

Die Usecases für industrielle Anwendungen sind so weit klar. Es heißt aber immer wieder, dass es für den Privatanwender, den Consumer, derzeit keine Killerapplikation**) gäbe, die 5G erstrebenswert er-

scheinen lässt. D’accord? Ja. Gab es denn eine Killerapplikation für 3G? Alle haben im Zuge der 3G-Einführung um die Jahrtausendwende herum über die Videotelefonie geredet. Diese Erwartungen wurden enttäuscht. Plötzlich, zwischen 2005 und 2007, sind diese USB-Dongles aufgetreten und später die Integrated SIM. Damit konnte man mobil mit dem Laptop im Internet arbeiten so wie zu Hause. Das war die eigentliche Killerapplikation, Internet über das Mobilfunknetz. Apples Steve Jobs ist dann auf die Idee gekommen, das auf einem Telefon zu ermöglichen. Damit war das Smartphone geboren. Für Videostreaming kommt man mit dem LTE-Standard ganz gut zurecht. 5G wurde nicht für den Endkonsumenten entwickelt, sondern ist eigentlich ein Industriestandard. Dennoch wird 5G auch für den Endkunden an Relevanz gewinnen, allerdings in Bereichen, wo er es nicht bemerkt, in der Verkehrssteuerung, der Haussteuerung und dem Internet of Things. Das ist ein schleichender Wandel und wir werden gar nicht darüber nachdenken, dass das nur möglich ist, weil es eine flächendeckende 5G-Versorgung gibt.

*) Campusnetz: geografisch begrenztes, lokales, für besondere Anforderungen wie industrielle Kommunikation angepasstes Mobilfunknetz.

**) Killerapplikation: Anwendung, die zahlreiche Nutzer bzw. Käufer findet und dadurch einer Technologie zum Durchbruch verhilft, die zuvor auf wenig Interesse gestoßen ist, weil man keine Verwendung für sie gesehen hat.

Manche Länder wollen im Zuge der 5G-Einführung das 3G-Netz abdrehen, die Schweiz möchte das 2G-Netz abschalten. Ist Ähnliches in Österreich denn auch zu

erwarten? 2G wird aus Fallback-Gründen sicher beibehalten. Es ist die stabilste und erprobteste Technologie und als Grundlage für die Telefonie immer noch eine gute Sache. Die 3G-Technologie ist, verglichen mit der menschlichen Entwicklungsgeschichte, der Neandertaler. Die nachfolgenden Standards tragen gewisse Merkmale von 3G, der Standard ist aber an seinen Grenzen angelangt und wird deshalb über kurz oder lang verschwinden. Die Überlebensfähigkeit von 2G ist höher.

Nicht erst im Zusammenhang mit dieser Pandemie steht 5G im Zentrum so mancher kruder Verschwörungserzählung. Rankten sich um andere Mobilfunkstandards ähnliche haarsträubende Geschichten oder ist

das ein neues Phänomen? Die Aluhüte, Bill Gates und die große Weltverschwörung sind eine Besonderheit, die sicher auch mit der Pandemie zusammenhängt. Die allertollste Geschichte ist die, dass die Chinesen die Pandemie ausgelöst hätten, um 5G einführen zu können, und die Impfung sei nur dafür da, damit wir wegen 5G nicht sterben. Das ist die Story, die mir ein Taxler einmal erzählt hat und die ich in unterschiedlichen Versionen schon öfter gehört habe. Beginnend mit 2G gab es Sorgen wegen der Strahlung. Es hieß damals: Vorsicht, das sind Mikrowellen, da wird das Gehirn verbrutzelt! Die erklärten Feinde waren damals die bösen Mobilfunkbetreiber, die nur auf den Gewinn aus sind und denen die Gesundheit der Menschen egal ist. Es gab vor allem im ländlichen Bereich auch die eine oder andere Bürgerinitiative. Diese Initiativen haben sich meist über Handys organisiert, aber das ist eine andere Geschichte. Heute steckt bei 5G eine größere, globalere Verschwörungserzählung dahinter und das ist in dieser Dimension neu.

Tatsächlich werden von unterschiedlicher Seite immer wieder gesundheitliche Bedenken im Zusammenhang mit dem Mobilfunk und besonders 5G geäußert. Wie

ist die Studienlage? In Österreich gibt es den Wissenschaftlichen Beirat Funk, der alle Studien, die in diesem Bereich erscheinen, nach wissenschaftlichen Methoden evaluiert. In Österreich ist seit rund 25 Jahren der Mobilfunk flächendeckend in Betrieb. Das ist eine relativ lange Zeit. Es gibt keinerlei Evidenz, dass es irgendeine Häufung von Erkrankungen gäbe, die auf Mobilfunkstrahlung zurückzuführen ist. Es gibt natürlich eine erhöhte Summenstrahlung, wenn man zu Hause das Handy eingeschaltet hat, das WLAN, ja selbst die Mikrowelle. Es ist erwiesen, dass die Strahlungsintensität der meisten Mikrowellen höher ist als jene eines Handys. Mikrowellenstrahlung, wie sie auch von Mobiltelefonen ausgeht, erzeugt natürlich Wärme. Wenn Sie eine Stunde mit dem Handy am Ohr telefonieren, dann wird’s Ihnen sicherlich am Ohr warm werden. Die Strahlung, die das Handy am Körper erzeugt, ist von den Auswirkungen her ein wesentlich größerer Faktor als der Sendemast da draußen. Das alles muss man berücksichtigen. Wer lange telefoniert, sollte am besten ein Headset verwenden. Da ist aber wiederum sogar die durch Bluetooth erzeugte Strahlung in der Wohnung größer als die, die von einem Mobilfunkmast ausgeht.