Im Mainzer Dienstsitz der Bundesnetzagentur werden seit dem 19. März 2019 die Lizenzen für die Funkfrequenzen des neuen Mobilfunk-Standards 5G versteigert. „Bei dieser Auktion bekommen die Anbieter die Lizenzen nicht einfach gegen Geld. Sie müssen sehr strenge Auflagen einhalten. Kommunikationssatelliten können den Anbietern dabei helfen, diese Forderungen zu erfüllen“, betont Dr. Marc Hofmann, 5G-Experte in der Abteilung Satellitenkommunikation beim Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).
Große Hoffnungen auch für die Mobilität
Die Politik knüpft an den Zuschlag für das Netz der Zukunft hohe Auflagen: Bis Ende des Jahres 2022 müssen mindestens 98% aller Haushalte in jedem Bundesland, alle Schienenwege mit mehr als 2.000 Fahrgästen pro Tag sowie alle Autobahnen und wichtige Bundesstraßen mit einer mobilen Datengeschwindigkeit von mindestens 100 Mbit/s versorgt werden. Alle übrigen Bundesstraßen müssen bis Ende des Jahres 2024 mit derselben Geschwindigkeit folgen. Zu diesem Zeitpunkt sollen auch alle Landes- und Staatsstraßen, Seehäfen, Wasserstraßen und die übrigen Bahnverbindungen mit 50 Mbit/s abgedeckt werden. Von diesen Zielen sind die mitbietenden Unternehmen teilweise noch weit entfernt – das 360.000 m² große Territorium der Bundesrepublik und die darin lebenden 83 Millionen Einwohner mit schnellem Internet zu versorgen, ist eine Herkulesaufgabe.
Satellitentechnologie kann den Mobilfunkausbau dort ergänzen, wo terrestrische Verfahren zu langsam oder zu teuer sind. Quelle: DLR
Bei 5G sind die Hürden größer als bei der bisherigen LTE-Technologie, denn 5G-Frequenzen sind höher. Das bedeutet, sie übertragen zwar Daten mit noch höherer Geschwindigkeit, haben aber eine vergleichsweise geringe Reichweite von unter einem Kilometer. „Für eine Abdeckung in der Fläche müssten die Anbieter in den kommenden Jahren die Anzahl der Antennen um ein Vielfaches erhöhen. Kommunikationssatelliten können einen wichtigen Beitrag leisten, um die Auflagen im vorgegebenen Zeitrahmen und ohne explodierende Kosten zu erreichen“, erklärt DLR-5G-Koordinator Hofmann.
Mobilfunk-Netz wird selbst mobil
In den bisherigen Mobilfunk-Netzen hat Raumfahrt eine untergeordnete oder gar keine Rolle gespielt. Satellitentechnologie kann den Mobilfunk-Ausbau für 5G aber dort ergänzen und unterstützen, wo die bisherige Technologie an ihre Grenzen kommt und terrestrische Verfahren zu langsam oder zu teuer sind. So fördert das DLR Raumfahrtmanagement gemeinsam mit der europäischen Weltraumagentur ESA Entwicklungen, die das 5G-Netz noch leistungsfähiger machen. Das geschieht zum Beispiel mit einem mobilen 5G-Funkmast, der mit einer Satellitenverbindung ausgerüstet ist, sodass man an jedem Ort der Welt ein lokales Netz der nächsten Generation aufspannen und an das Kernnetz anschließen kann. Diese Technologie soll zum Beispiel das 5G-Netz an schwer zugänglichen Stellen ausbauen oder in Katastrophengebieten die Kommunikationsfähigkeit der Einsatzkräfte sicherstellen.
Um Satellitentechnologie im Mobilfunk einsetzen zu können, arbeiten deutsche Forschungseinrichtungen und Firmen mit internationalen Partnern daran, dass der Satellit fest im 5G-Standard verankert wird: „Das ist die Voraussetzung dafür, beide Technologien miteinander zu verflechten. Unser Ziel ist, dass innovative Satelliten-Kommunikationstechnologie zeitnah bereitsteht, um abgelegene 5G-Funkmasten ohne aufwändige Verlegearbeiten direkt an das Kernnetz der Mobilfunk-Betreiber anzubinden. Auch bewegliche Plattformen wie Züge, Schiffe und Flugzeuge können dann mittels Satelliten-Kommunikation eine eigene 5G-Funkzelle mitführen, die über das All mit der restlichen Infrastruktur verbunden ist”, verdeutlicht Marc Hofmann. Das Mobilfunk-Netz würde also selbst mobil und der Endanwender könnte seine Geräte ohne Unterbrechungen nutzen.
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