5G – die Basistechnologie für alles

Mit der Einführung der fünften Mobilfunkgeneration 5G erhält die digitale Transformation ihren Turbo. Schnellstes mobiles Internet ohne zeitliche Verzögerung (Latenz) bietet die Basis für autonomes Fahren, Robotereinsatz in der Industrie 4.0 oder für das Internet der Dinge und weitere Tempobeschleuniger auf der Datenautobahn.

Das 5G-Zeitalter hat mit der ersten Frequenzversteigerung begonnen. Drei überregionale und vier regionale Anbieter werden 5G-Netze errichten, die Zahl der Antennenstationen (siehe Foto) wird deutlich steigen (Foto: A1)

Mit der Auktion des Pionierbands von 5G stehen in Österreich die neuen Betreiber des künftigen Netzes fest. Neben den bekannten Anbietern A1, T-Mobile und Drei gibt es, zu aller Überraschung, neue Mobilfunknetzanbieter. Diskonter Spusu (Eigentümer der Marke ist Mass Response) will weiße Flecken in Niederös­terreich und dem Burgenland (ohne St. Pölten) mit 5G versorgen, die Kommunalversorger wie Linz AG (Liwest), Salzburg AG sowie Holding Graz wollen mit den ersteigerten Frequenzen eigene lokale Netze aufbauen. Diese werden dann mit Partnern vermarktet, an den Liwest-Frequenzen wollen z. B. die Welser Stadtwerke partizipieren und deren Angebot etwa in das vier Kilometer entfernte, jenseits der Traun gelegene Thalheim weitertragen. Mit Erlösen von knapp 188 Millionen Euro lagen die Einnahmen des Staates für die 30-jährige Nutzungsmöglichkeit für das Pionierband zwischen 3,4 und 3,8 ­Gigahertz (GHz) dreimal so hoch wie erwartet – das Mindestgebot war von der Regulierungsbehörde RTR mit 30 Millionen Euro festgelegt.
Im Frühjahr 2020 soll in einer zweiten Auktion die Multibandvergabe (700, 1.500 und 2.000 Megahertz) erfolgen, die die flächendeckende 5G-Versorgung sicherstellen soll. Im Auktionsdesign soll, wie die Regierungsmitglieder bestätigen, die Versorgungssicherheit im Vordergrund stehen und nicht die Einnahmenmaximierung des Staates. 2013 lagen nämlich die Kosten für die Mobilfunkbetreiber für die damalige Auktion bei den 4G-Frequenzen bei zwei Milliarden Euro, allein eine für die A1 Telekom. Das Geheul war groß, die Betreiber sahen den Roll-out und den positiven Business Case wegen der zu hohen Summe stark gefährdet. Trotzdem ist Österreich heute noch im Vergleich zu Nachbarländern ein tarifliches Niedrigpreisland. Laut diversen Netztests betreiben die Anbieter zudem qualitativ ausgezeichnete Mobilfunknetze, deutlich besser als etwa in Deutschland.

Die Pläne der Regierung, neben der Pionierfunktion für 5G in Europa auch eine flächendeckende Versorgung anzubieten, wird von manchen Experten als nicht sinnvoll erachtet, da dies zwar technisch möglich wäre, aber die Kosten explodieren würden. Wiewohl aber 5G technisch das Zeug dazu hätte, schnelles Internet „aufs Land“ zu bringen, um damit direkt die Ansiedlung von Technologiebetrieben außerhalb der Ballungsräume zu fördern.

Rund eine Milliarde Euro werden T-Mobile, A1 und Drei jeweils in den nächs­ten Jahren in den Netzausbau und 5G investieren, selbst Newcomer wie die Salzburg AG planen, rund 250 Millionen Euro in die Hand zu nehmen.

Chinesische Vormachtstellung

Teilweise stehen die zukünftigen Lieferanten für den 5G-Ausbau schon fest. A1 wird die Partnerschaft mit Nokia fortsetzen und hat das erste Campus-Netzwerk für den Flughafen Wien implementiert. Das Pilotnetz von Drei wird der chinesische Anbieter ZTE errichten, danach wird es für den folgenden Massenausbau neue Ausschreibungen geben. Das in massiver amerikanischer Kritik stehende Huawei ist für den Pilotbetrieb von T-Mobile auserkoren, wobei Srini Gopalan, Europa-Vorstand Deutsche Telekom, betont, dass es nur eines von mehreren Unternehmen sei, mit denen man zusammenarbeitet.

5G-Verfügbarkeit

Bis 31. 12. 2020 müssen alle sieben Bieter zusammen österreichweit 1.000 Stationen errichten. Auf die drei großen Mobilfunker entfallen dabei jeweils 303 Stationen. Ab dem 30. 6. 2022 muss jeder der drei Mobilfunker jeweils 1.000 Stationen betreiben. Nach intensiven technischen Tests hat A1 5G-Anwendungen für die Industrie präsentiert und besagtes Campus-Netzwerk für den Flughafen Wien implementiert. In Gmünd, Österreichs erster 5G-Stadt, wurde im Jänner die erste Datenübertragung im A1-Netz durchgeführt.
Drei ist mit der Pre5G-Technologie in der Seestadt Aspern in Wien gestartet, T-Mobile (zu Redaktionsschluss heißt T-Mobile ja noch so, mit der Integration des Festnetzanbieters UPC kommt Anfang Mai ein neuer Name) startete mit 26. 3. nach eigenen Angaben das erste kommerzielle 5G-Netz innerhalb des Telekom-Konzerns. In 17 Gemeinden wie Hohenau an der March, Ried im Innkreis, Serfaus, Pirka und Städten wie Innsbruck oder Villach können Friendly User ab sofort schon im superschnellen 5G-Netz unterwegs sein.

2020 soll es dann einerseits ausreichend Smartphones, Router und Tablets mit 5G zu vernünftigen Preisen sowie eine für praktische Nutzung sinnvolle 5G-Netzabdeckung in den Ballungsräumen geben. Entlang der Hauptverkehrsrouten soll 5G bis 2023 verfügbar sein und in die Fläche dauert der Roll-out, nach den Plänen der Bundesregierung, bis 2025. Die weiteren Anbieter starten dann entsprechend der ersteigerten Lizenzen im Band 42 (3,4–3,6 GHz) per 1. 1. 2020.

Neue Antennen

Aufgrund der geringeren Ausbreitung bei den Frequenzen des 5G-Netzes bedarf es viel mehr Antennenstandorte. Zuerst werden jetzt die bestehenden Antennenstandorte aufgerüstet und dort, wo noch nicht geschehen, per Glasfaser ans Netz angebunden. Die neuen Anbieter müssen neue reine 5G-Antennenstandorte errichten. Die Aufrüstung des Backbone ist eine der zentralen Investitionen in dem laut AD-Little rund drei Milliarden Euro teuren Roll-out von 5G in Österreich. Zukünftig wird es die 5G-Antennen aber auch an Orten geben, die heute funktechnisch unmöglich wären, z. B. versteckt in den Schaltkästen an der Straße, in Straßenlaternen oder in Werbesäulen.

Mehr Antennenstandorte

Nach dem Kampf um die Frequenzen in den Auktionen wird es jedenfalls einen Kampf um die besten Antennenstandorte geben, hängt doch die Netzqualität maßgeblich an ihnen. Zu hoffen ist auch, dass der Konkurrenzkampf trotzdem zukünftig verstärkt eine gemeinsame Nutzung von Antennen­stand­orten ermöglicht. Für Deutschland rechnet die Bundesnetz­agentur mit einem Anstieg der Antennenstandorte von bisher rund 75.000 auf mehr als 220.000, die österreichischen Anbieter halten sich noch mit Aussagen zurück. Newcomer Spusu kalkuliert mit Kosten von 50.000 bis 200.000 Euro pro Antennenstandort und will deshalb für seine Frequenzbereiche in Niederösterreich eine Partnerschaft mit den betroffenen Gemeinden eingehen, damit Glasfaser und 5G gleichzeitig einziehen. A1 wiederum will in Partnerschaften mit Eigentümern öffentlicher Gebäude einen vereinfachten und vor allem auch preiswerteren Roll-out schaffen. Dabei kommt allen Anbietern zugute, „dass von der Regierung sichergestellt wurde, dass staatliche Stellen bzw. Unternehmen wie die Asfinag Infrastruktur zur Verfügung stellen müssen“, so Infrastrukturminister Norbert Hofer.
Die neuen 5G-Antennen werden intelligenter und sollen zukünftig auch ordentlich Strom sparen helfen. Bis zu 121 kleine Antennenmodule enthält so eine 5G-Antenne, die sich dann mittels „Beam­forming“ auf die Position des Nutzers ausrichten. Ein einzelner Nutzer in einer 5G-Zelle wird dann nur von wenigen dieser Kleinstantennen angestrahlt, was auch die Belastung des Menschen mit Strahlung zumindest gleich, wenn nicht geringer ausfallen lässt. An belebten Plätzen wird die Antenne jedoch mit voller Leis­tung strahlen. Jedenfalls wird 5G von den Experten als gesundheitlich unbedenklich eingestuft, die typische Strahlenbelastung (SAR-Wert) liegt bei modernen Handys im Faktor 10- bis 100-fach unter den erlaubten Grenzwerten. Trotzdem haben zu Redaktionsschluss bereits mehr als 28.000 eine Petition gegen den 5G- Ausbau unterschrieben.

5G-Anwendungen und neue Preise

„Den Unterschied von 4G auf 5G können Sie sich so vorstellen, wie wenn Sie von einer vierspurigen auf eine 40-spurige Autobahn wechseln würden und die vielleicht einmal im Endausbau 400 Spuren bietet“, veranschaulichte es Geschäftsführer Andreas Bierwirth bei der T-Mobile-5G-Präsentation. Bereits im 4G-Netz wären Geschwindigkeiten bis 300 MBit/s möglich, das reicht sogar für anspruchsvolles 4k-Streaming aus. 5G geht bis zehn GBit/s. Ein durchschnittlicher Smartphone-Nutzer wird also von den höheren Geschwindigkeiten kaum profitieren.

Aufgrund des technischen Designs verbrauchen 5G-Handys vorerst mehr Strom, was leistungsfähigere Akkus erfordern wird. Derzeit sind auch die 5G-Chips nur separat im Smartphone verbaut, erst in zukünftigen 5G-Smartphone-Generationen sollen wieder 5-G SOCs, also integrierte Chips, zur Verfügung stehen, was Platz und Strom sparen hilft. Auch das Antennendesign stellt die Smart­phone-Hersteller vor Herausforderungen. Es müssen an mehr Stellen im Smartphone Antennen verbaut werden, was mehr „Schlitze“ im Metallgehäuse erfordert. 5G-Router für den stationären Einsatz sind von den Einschränkungen kaum betroffen, Platz und Strom gibt’s da genug.

Die geringeren Latenzzeiten von unter einer Millisekunde, also die Wartezeit- bis die Daten zum Server und wieder retour „gelaufen“ sind, ermöglicht sogar die Steuerung eines Operationsroboters aus der Ferne, wie in einem chinesischen Use­-Case gezeigt wurde. Augmented-Reality-Anwendungen schaffen Echtzeitansichten etwa in Spielen. Wenn sich zwei autonom fahrende Fahrzeuge mit 50 km/h aufeinander zubewegen, muss die Kommunikation zwischen beiden Bordcomputern ohne Verzögerung erfolgen. Die Geschwindigkeit zwischen menschlichem Auge und dem Gehirn liegt bei zehn Millisekunden, mit unter einer Millisekunde reagieren zukünftig intelligente Autos um ein Zehnfaches schneller. Die Steuerung von Robotern in der Produktion oder von fliegenden Drohnen sind Anwendungen, die sich die Industrie in 5G vorstellen kann. Last, but not least steigert sich die Nutzung von 5G auf Bewegungsgeschwindigkeiten bis 500 km/h, Abbrüche bei Fahrten in Schnellzügen sollen damit der Vergangenheit angehören und es können mehr Nutzer gleichzeitig versorgt werden.

Das 5G-Netz ist somit für die mehr als 100 Milliarden Maschinen mit IoT (Internet der Dinge) ausgelegt. 4G/LTE wird parallel zu 5G weiter betrieben, die Lizenzen laufen ja noch bis ins Jahr 2043.
Im Pilotbetrieb gibt’s noch keine finalen Preise, zu erwarten sind aber wie beim derzeitigen 4G geschwindigkeitsabhängige Tarife. Die neuen Mitbewerber, die zwar nur regionale Angebote bieten, sollten jedenfalls hohe oligopolhafte Preise verhindern. Neu zu definieren wird die Rolle der eingemieteten Mobilfunkanbieter wie dem Diskonter Hot sein, denn diese sind ja grundsätzlich vom Netzbetreiber abhängig. Ob und wann diese „MVNOs“ Zugang zu 5G bekommen, wird von den Konsumentenschützern bis zum Regulator beobachtet werden. Neu auszuverhandeln wird nationales Roaming sein, falls die Regionalanbieter rein österreichweite Lösungen anbieten wollen.

Was das alles bringen soll? Die Chancen werden durch 5G größer, neue Betriebe aufs Land oder enteilte Produk­tionsstandorte aus dem Ausland zurück nach Österreich zu bringen. Home Office erfährt für viele Pendler eine neue Qualität. Die Beschleunigung des Datentransfers wird neue Business-Modelle bringen. Wirtschaftsministerin Margarete Schramböck fasst es in Zahlen: „32 Milliarden Euro zusätzliches Bruttoinlandsprodukt bis 2030 sind durch einen raschen 5G-Ausbau möglich, das sind 35.000 Arbeitsplätze mehr.“

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