5G-Mobilfunktechnik

Alles zum Mobilfunkmast

Sendemast ragt vor grüner Landschaft mit Bäumen in den Himmel. Bestehende Sendemasten werden nachgerüstet und einige neue Standorte kommen hinzu.

Für den Ausbau des Mobilfunknetzes rüsten die Netzbetreiber bestehende Mobilfunkstandorte um und bauen neue Standorte auf. Nur so können Bürgerinnen und Bürger überall schnelles mobiles Internet nutzen. Doch was sind Sendemasten? Was sind Mobilfunkbasisstationen? Und wie funktioniert diese Technik?

Basisstationen versorgen das ganze Land mit Mobilfunk. Dank ihnen läuft der Anruf von der Wandertour nicht ins Leere. Sie stellen das Netz bereit, über das wir von unterwegs Fotos an unsere Liebsten schicken können. Somit sind sie das Rückgrat unseres mobilen digitalen Lebens. Doch was ist ein Sendemast, was ein Funkanlagenstandort und wann spricht man von einer Basisstation?

Funkanlagen oder Mobilfunkanlagen senden und empfangen Funkwellen zur Kommunikation. Sie werden oft als Basisstation oder Mobilfunkbasisstation bezeichnet. Dabei handelt es sich um 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.

(Mobil-)Funkanlagenstandorte sind alle Orte, an denen eine (Mobil-)Funkanlage installiert ist oder installiert werden kann. Sie werden vereinfachend auch als Mobilfunkstandorte bezeichnet. In Städten befinden sich Mobilfunkstandorte häufig auf größeren Häusern, sogenannte Dachstandorte. In ländlichen Regionen sind Mobilfunkmasten, umgangssprachlich auch Funk- oder Sendemasten genannt, üblich.

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 wichtige Rolle. Hier bietet gerade die 5G-Mobilfunktechnik neue und effektive Möglichkeiten. Wie sich 5G von den vorherigen Mobilfunkgenerationen unterscheidet, erfahren Sie in diesem Artikel.

Stadt und Land: Wie groß sind Funkzellen?

Jede Mobilfunkbasisstation 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 Menschen sind, werden viele Basisstationen installiert, die kleine Funkzellen bilden, also Anlagen mit geringer Sendeleistung.

Um möglichst viele Nutzerinnen und Nutzer versorgen zu können, wird keine Mobilfunkbasisstation mit besonders hoher Sendeleistung benötigt. Es werden viele kleine Zellen mit relativ geringer Leistung aufgebaut, denn nur so stören sich die Aussendungen benachbarter Funkzellen nicht gegenseitig. Je nach Größe der Zelle sprechen Fachleute hier von Piko-, Mikro- oder Makrozellen. An stark frequentierten Orten wie Fußgängerzonen, Flughäfen oder Messen sind die Funkzellen meist nur wenige hundert Meter oder sogar nur einige Dutzend Meter groß. In Gebieten mit vergleichsweise geringer Nutzung haben die Zellen einen Radius von mehreren Kilometern.

Auch das Endgerät hat einen erheblichen Einfluss auf die abgestrahlte Leistung der damit verbundenen Mobilfunkanlage. Je näher sich Endgerät und Basisstation sind, desto weniger Sendeleistung benötigen beide. Umgekehrt erhöhen Endgerät und Basisstation mit zunehmender Entfernung ihre Sendeleistung – so lange, bis die Verbindung technisch von der nächstgelegenen Zelle übernommen wird. Bei gutem Empfang benötigen also weder die Mobilfunkbasisstation noch das Mobiltelefon eine hohe Sendeleistung. Eine hohe Dichte an Mobilfunkstandorten ist daher doppelt sinnvoll: Verbraucherinnen und Verbraucher erhalten so eine gute Netzabdeckung und reduzieren zugleich die Strahlenbelastung.

Kommunikation ohne Kabel – so funktioniert sie

Die drahtlose Übertragung 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.

Diese elektromagnetischen Felder werden von Antennen empfangen und abgestrahlt. Ihre Schwingungen pro Sekunde bestimmen die Frequenz, die in der Einheit Hertz (Hz) angegeben wird. Auch alle anderen Funktechnologien, wie beispielsweise Radio, Fernsehen, WLAN oder Babyphone, nutzen Frequenzen. Der Mobilfunk der bisherigen Generationen nutzt Frequenzbänder zwischen 700 Megahertz und 2,6 Gigahertz (kurz: GHz). Mit 5G sind weitere Bereiche in höheren Frequenzen hinzugekommen: 3,4 bis 3,8 GHz.

Vereinzelt hat die Bundesnetzagentur auch deutlich höhere Frequenzen im Bereich von 24,25 bis 27,5 GHz zugeteilt, dem sogenannte 26-Gigahertz-Bereich. Eine typische Anwendung für diese hohen Frequenzen sind Campusnetze: lokal begrenzte, private Mobilfunknetze. Sie versorgen zum Beispiel Forschungseinrichtungen, medizinische Bereiche oder Fabrikgelände, in denen Geräte und Maschinen miteinander interagieren können. Je nach Bedarf und Nutzung werden in diesen Netzen Echtzeitkommunikation und Übertragung hoher Datenraten angestrebt. Hochschulen und Unternehmen können ihre Frequenzen für Campusnetze bei der Bundesnetzagentur beantragen.

Infografik zu: So ist eine Basisstation für Mobilfunk aufgebaut

Behörden haben strenge Grenzwerte im Blick

Elektromagnetische Felder sind klar begrenzt, denn für ortsfeste Mobilfunkanlagen, also Funkmasten, gelten Grenzwerte zum Schutz der Bevölkerung. Diese sind auf der Grundlage des Bundes-Immissionsschutzgesetzes in der „Verordnung über elektromagnetische Felder“ (26. BImSchV) festgelegt. Sie können auf der Website des Bundesamts für Strahlenschutz (BfS) abgerufen werden. Information zu den 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 Einzelfall und erteilt jeder ortsfesten Funkanlage und jedem Sendemast ab einer bestimmten Sendeleistung eine Standortbescheinigung, wenn sie die Voraussetzungen erfüllen. Wie das genau abläuft, erläutert unser Artikel zum Standortverfahren.

Wenn wir mobil telefonieren, verbindet sich unser Handy drahtlos mit der nächstgelegenen Basisstation. Auch das Handy des Gesprächspartners ist mit einer Mobilfunkanlage verbunden. Diese Basisstationen wiederum sind mit zentralen Rechnern vernetzt, die die übertragenen Daten verarbeiten und die beiden Mobilfunkanlagen miteinander verbinden. Wie die Datenübertragung genau funktioniert, erfahren Sie in diesem Artikel.

Funkmasten sind keine gefährlichen Nachbarn

Viele Bürgerinnen und Bürger beschäftigt die Frage, wo neue Mobilfunkmasten aufgestellt werden und ob dadurch gesundheitliche Risiken zu erwarten sind. Grundsätzlich gilt: Für 5G ist in Deutschland keine vollkommen neue Mobilfunkinfrastruktur aufgebaut worden. Vielerorts konnte und kann die 5G-Technik an bereits bestehenden Standorten und Masten nachgerüstet werden. Neue Standorte für Funkanlagen sind dann erforderlich, wenn ein Gebiet bisher nicht mit Mobilfunk versorgt war oder die bestehende Infrastruktur nicht mehr ausreicht – denn die mobile Internetnutzung steigt seit Jahren rasant.

Die Planung und Errichtung von Funkmasten liegt grundsätzlich in der Verantwortung der Netzbetreiber. Sie wählen die Standorte auf der Grundlage ihrer Funknetz- und Versorgungsplanung aus. Wo ein neuer Funkmast gebaut wird, hängt zum einen von der Nachfrage ab: Denn Millionen von Menschen wollen immer mehr Daten mobil austauschen und brauchen dafür ein besseres Netz. Zum anderen bestimmt die Topografie vor Ort, wo ein neuer Standort entsteht – wobei auch Faktoren wie Bebauung und Vegetation eine Rolle spielen.

Diese Grafik zeigt die Ausbreitung von Funkwellen unter verschiedenen Umgebungsfaktoren.

Ohne vorherige Prüfung durch die Bundesnetzagentur wird jedoch kein Funkmast in Betrieb genommen. Bei Einhaltung der gesetzlichen Grenzwerte sind nach heutigem Stand der Wissenschaft keine gesundheitlichen Auswirkungen durch Mobilfunkmasten und Handystrahlung zu befürchten.