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5G und die Antennen: Mehr Standorte, aber kein Antennenwald
Mit großer Freude haben wir uns vor Kurzem mit Gunter Pauli, Wirtschaftswissenschaftler, Unternehmer und erfolgreicher Autor und ehemaliger Professor am Polytechnikum Turin, getroffen. Seine Aufgabe ist es, eine Grundlage für den systemischen Designansatz zu schaffen. Er ist vor allem als Schöpfer und Begründer der Blue Economy bekannt: Einer Wirtschaft, die sich durch das Erforschen und Nachahmen der Merkmale und Verhaltensweisen lebender Arten inspirieren lässt, um die Produktionstechniken zu verbessern und zu erneuern.
„Blau wie die Ozeane und der Himmel, aber auch wie die Erde vom Weltraum aus“, sagt Pauli, der ein Wirtschaftsmodell aufzeigt, das auf der Nachhaltigkeit der Biosphäre als Ganzes basiert. Wie bereits auch von Zeri erwähnt – Zeri steht für Zero Emissions Research and Initiatives und ist ein internationales Netzwerk von Wissenschaftlern, Ökonomen und Gelehrten – das er 1994 mit dem Ziel gründete, innovative und nachhaltige Lösungen für die ständigen Herausforderungen der Wirtschaft zu finden.
Angesichts des systemischen und daher zirkulären Ansatzes der blauen Wirtschaft, bei dem die Elemente zu neuem Leben erweckt oder effizienter gemacht werden, um sie gleichzeitig in verschiedenen Bereichen zu nutzen, ist es nicht überraschend, dass Pauli in letzter Zeit sehr damit beschäftigt war, die Nutzung der Lichtinfrastruktur zu fördern, um eine Internetverbindung zu schaffen, die buchstäblich Lichtgeschwindigkeit hat!
Wir haben ihn für Sie interviewt, um Ihnen zu erklären, wie die Li-Fi-Technologie in einem so vermeintlich historischen Moment und dank einer bereits bestehenden Infrastruktur – der des Lichts – Arbeit schaffen und unsere Lebensbedingungen verbessern könnte.
Doct. Pauli, würden Sie uns bitte kurz verständlich machen, was die „Li-Fi“-Technologie ist?
Wie das Wort schon andeutet, steht „Li“ für „Licht“ und „Fi“ für „Treue“, wir brauchen Licht: Licht ist Leben! Eigentlich sollten wir nicht vergessen, dass die ersten Worte Gottes nach dem Buch Genesis waren: „Es werde Licht“. Es ist keine Überraschung, dass Licht mehr ist, als nur die Sonne, die auf uns scheint, Licht ist tatsächlich eine einzigartige Gelegenheit zur Kommunikation. Seit der Erfindung der LED-Lampe haben wir die einzigartige Chance, Licht zur Datenübertragung und zur Geolokalisierung zu nutzen. Die neuen LED-Lampen, die als „die LED der dritten Generation“ bezeichnet werden, haben nur 1% Wärme und wandeln 99% der Energie in Licht um. Sie haben daher die Fähigkeit, Informationen in digitalem Format zu senden.
Licht ist eine Welle, die aus Photonen besteht. Wir können diese Titrationspartikel verwenden. Wenn Sie eine Kette von sehr schnellen Blitzen haben, können Sie jede Information in einen einfachen Morse-Code übersetzen. Bei der Digitalisierung wird jede Information in eine Kette von 0 und 1 umgewandelt. Der Morse-Code durch titrierende Lichtblitze ist eine einfache Umwandlung für eine sehr schnelle Übertragung. So können wir Licht verwenden, um Nachrichten im Morsecodes zu senden, oder wir können Licht verwenden, um ein Objekt sehr genau zu lokalisieren. Wenn man heute die Funkwelle für die Datenübertragung haben möchte, erhält man eine Lizenz von der Regierung. Die Anzahl der verfügbaren Funkwellen ist jedoch sehr begrenzt, vielleicht tausend. Im Gegensatz dazu gibt es mehr als eine Milliarde Lichtfrequenzen: Wir verfügen also über eine unbegrenzte, völlig demokratisierte, überall verfügbare Lichtfrequenz sowohl für die Datenübertragung als auch für die Geolokalisierung.
Die Stärke dieser bewährten Technologie besteht darin, dass fast jeder mit dem Senden von Daten mit Licht beginnen kann. Man braucht einen Sender und einen Empfänger, der in der Lage ist, die Daten in Morsezeichen umzuwandeln. Es ist verblüffend einfach, da jede Glühbirne, jeder Lichtpunkt im Innen- oder Außenbereich mit einem Mikrochip ausgestattet werden kann, der diese Umwandlung vornimmt. Noch besser: Jeder, der ein Handy hat, hat bereits lichtempfindliche Teile eingebaut, um Daten zu senden und zu empfangen. Ein Handy ist heute perfekt ausgestattet, um mit Licht zu kommunizieren. Handys haben ein Infrarotlicht, zwei Kameras, die für die Erfassung von Licht gemacht und mit dem gesamten Innenleben des Telefons verbunden sind, den Bildschirm mit 5 oder sogar 7 LED-Lampen, die zum Senden und Empfangen verstärkt werden können, und dann hat das Handy eine Taschenlampe, die zur Sicherheit mit einem Code versehen werden kann. Das bedeutet, dass unter 100 Millionen Flimmern pro Sekunde ein Flimmern einen Geheimcode ergibt. Wenn man ihn nun hacken will, muss man diesen Lichtstrahl auffangen, aber dann unterbricht man die Verbindung und verursacht einen Fehler. Also, was ist unsere Botschaft? Jedes Licht hat die Fähigkeit, Informationen zu senden, und wenn das Licht entweder über einen Kupferdraht oder ein Glasfaserkabel mit einem Netzwerk verbunden ist, die beide Elektrizität liefern können, dann ist es möglich, genau zu lokalisieren, wo Sie sich befinden, d.h. wir haben eine Geolokalisierung oder GPS. Gleichzeitig können wir Daten mit Lichtgeschwindigkeit übertragen. Licht hat also das Potenzial, sich in einen Satelliten zu verwandeln. Das ist beeindruckend!
Was sind die Hauptvorteile der Li-Fi-Technologie gegenüber Wi-Fi und 5G?
Die bestverteilte und verfügbarste Infrastruktur der Welt, ist die Infrastruktur des Lichts. Warum sollte man 5G mit Milliarden investieren und subventionieren, wie es Privatunternehmen und Regierungen auf der ganzen Welt tun? Wenn Konnektivität, Geschwindigkeit und Datenschutz wirklich im Vordergrund stehen, dann müssen Sie Ihre Glühbirne austauschen, was macht es einfacher? Der erste Vorteil ist also die Nutzung einer bereits bestehenden Infrastruktur.
Der zweite Vorteil ist, dass es sich um hohe Geschwindigkeit handelt. Wir müssen nicht zurück in die Schule gehen, um zu lernen, dass Licht schnell ist: Wir haben also eine schnelle Verbindung. Das Potenzial übertrifft bei weitem die Kapazität der Radiowellen. Wenn 5G heute im Labor vielleicht hundert Megabit, vielleicht ein Gigabit, bietet, beträgt die Leistung der Übertragungsgeschwindigkeit und des Volumens von Li-Fi bereits 252 Gigabit pro Sekunde. Innerhalb von 3 Jahren erwarten wir 3 Terabit pro Sekunde! Ich verstehe also nicht die Diskussion um das Für und Wider von 5G. Als Verbraucher und als Regierung müssen wir uns für das Beste entscheiden! Und wenn wir über das Beste sprechen, dann ist Licht die beste Option. Italien hat massiv in Glasfasernetze mit einer Kapazität von 10 Terabit investiert, und nur die lichtbasierte Technologie ist in der Lage, Verbindungen mit Lichtgeschwindigkeit herzustellen und sicherzustellen, dass das Haus, das Büro oder das Krankenhaus weiterhin mit dieser Geschwindigkeit arbeiten kann.
Der dritte Vorteil löst ein Problem, das Europa sehr am Herzen liegt: der Schutz personenbezogener Daten. Wenn Sie heute über Ihre drahtlose Kommunikation verbunden sind, werden alle Ihre Daten weitergegeben. Selbst wenn die Europäische Union klare Regeln hat, verzichtet jeder europäische Bürger bei jedem Klick im Web auf diesen Schutz und erlaubt die Verwendung und den Verkauf seiner Daten. Wenn ich eine Li-Fi-Verbindung habe, bedeutet das, dass ich mich über Licht und nicht über eine Funkwelle verbinde. Wenn Sie Ihre Informationen über ein Li-Fi-Netz betreiben, dann gehören die Daten Ihnen. Das bedeutet, dass Sie entscheiden, ob Sie die Informationen mit Dritten teilen möchten oder nicht. Wenn Sie Ihre Informationen in einem Mobilfunknetz betreiben, haben Sie kein Entscheidungsrecht. Die Vereinbarungen zwischen den Telefonbetreibern und z.B. Google werden ohne Ihre Zustimmung getroffen. Wenn Sie über Li-Fi operieren, haben Sie das Recht zu entscheiden.
Der vierte Vorteil (und ich könnte noch lange über die Vorteile reden, aber bleiben wir bei vier) besteht darin, dass es mit einer Radiowelle sehr einfach ist, Daten zu hacken. Wi-Fi und all die anderen drahtlosen Systeme wurden nicht entworfen, um sicher zu sein, sie wurden entworfen, um einfach zu sein. Sie verwenden tatsächlich eine Funkwelle, die der einer Mikrowelle in der Küche entspricht. Wenn ich dagegen eine leichte Verbindung verwende, dann kann ich mich nur zwischen Sender und Empfänger in die Kommunikation einhacken, aber wenn ich das tue, bricht diese Verbindung zusammen. Und das ist für mich etwas, das für mich der Schlüssel ist: Wir als Europäer schätzen den Schutz unserer Daten, wir wissen, dass wir gehackt wurden und unsere Daten gestohlen werden. Das Li-Fi ermöglicht es uns, unsere Daten zu schützen, warum verwenden wir es also nicht?
Was sind die Vorteile für die Gesundheit?
Gesundheit ist das Kostbarste, was wir haben, und obwohl in der traditionellen westlichen Wissenschaft niemand bewiesen hat, dass 5G Gesundheitsrisiken verursacht, hat die WHO dennoch erkannt, dass ein Teil der Bevölkerung sehr empfindlich auf Funkwellen reagiert.
Wie kommt es, dass die Industrie bei der Anhörung im Senat der Vereinigten Staaten sogar zugegeben hat bis zum Jahr 2019 nie die Auswirkungen von Funkwellen auf das Leben untersucht zu haben? Wenn man die Auswirkungen auf das Leben nicht untersucht hat, macht es dann nicht Sinn, dass man Vorsichtsmaßnahmen ergreifen muss? In meinem Buch „100 Fragen auf 100 Seiten“ hat sich unser Team mit mehr als hundert Wissenschaftlern beraten. Denn die einzige Möglichkeit, die Technologie und die Möglichkeiten, die sie bietet, zu verstehen, ist ein klarer Einblick.
Deshalb verstehe ich die gegenwärtige Debatte über 5G nicht: Jeder, der Fragen stellt, wird angegriffen. Darf man in einer Gesellschaft, die sich als Demokratie organisieren will, nicht einmal Zweifel äußern? Sie verbieten es den Menschen, legitime Fragen zu stellen, weil einige sich für die Freiheit zu handeln entschieden haben, denn negative Auswirkungen sind nicht bewiesen. Die WHO schlägt heute vor, dass der Grenzwert für die Exposition gegenüber Radiowellen 0,61 Volt pro Quadratmeter beträgt. Leider liegt jede Gesellschaft, die das IdD eingeführt hat, über diesem Grenzwert. Ich sage also nicht, dass wir den Grenzwert überschritten haben, weil jeder erkrankt ist, sondern ich fordere, dass wir das Vorsorgeprinzip anwenden.
Aber warum sollte ich mir überhaupt Sorgen um das Vorsorgeprinzip machen, wenn ich weiß, dass es eine viel effektivere Technologie gibt, die nicht von Bedenken umringt ist? Ich bin nicht derjenige, der entscheidet, was gut und was schlecht ist, ich bin hier, um zu fordern, dass wir das Recht haben, bessere Technologien anzuwenden. Und wenn Sie eine Frage nicht stellen können, dann haben Sie die Demokratie untergraben, und dann müssen wir aufstehen, um nicht in endlosen Debatten zu argumentieren, wo kommerzielle Interessen auf dem Spiel stehen.
Wie ist der Entwicklungsstand der Technik im Hinblick auf ihre Funktionalität und die aktuellen Geräte?
Wenn Sie es morgen installiert haben wollen, könnten Sie es: es ist fertig, es ist verfügbar, Sie können es kaufen! Sie müssen Ihre Lampe austauschen, denn Sie brauchen diesen Kitzel-Effekt, und Sie brauchen einen Empfänger, aber das ist auch schon alles. Und weil das Telefon von einer Firma hergestellt wurde, die nicht will, dass Sie Li-Fi verwenden, brauchen Sie ein kleines Gerät, das die Größe eines USB hat, und damit können Sie überall mit Licht verbunden werden.
Das System ist sehr einfach: Sie haben Licht, Sie haben Konnektivität. Wenn Sie kein Licht haben, haben Sie keine Konnektivität. Aber die Infrarotlampen funktionieren auch, also ist dies ein Licht, das man nicht sieht. Vergessen wir nicht: Es gibt mehr Orte auf der Welt, wo es Licht und Elektrizität gibt, als Orte, wo es Antennen für Mobiltelefone gibt. Erinnern wir uns auch daran, dass wir in Städten wie Mailand, Rom, Paris erwarten, dass auf jedem Quadratkilometer eine Million Geräte stehen, die mit Funkwellen verbunden werden müssen. Wie viele Frequenzen hat Licht? Eine Milliarde.
Hören wir also mit der Diskussion auf: Für die große Mehrheit an stabilen Verbindungen kann Licht zehn Anschlusspunkte pro IdD-Gerät (Internet der Dinge) bieten! Bei der Dichte, die wir (für 5G, Hrsg.) mit tausend Frequenzen schaffen, braucht man tausend Menschen auf einer Frequenz. Was wird geschehen? Schlechte Verbindungen. Auf der anderen Seite habe ich eine Milliarde Frequenzen bei Licht und eine Million Geräte: Das bedeutet, dass jedes Gerät die Möglichkeit haben wird, über tausend Verbindungen herzustellen. Es ist einfach unglaublich, dass wir alle an eine Antenne angeschlossen werden wollen! Da wir nicht wirklich wissen, welche Auswirkungen die kombinierte Leistung all dieser Antennen und Geräte hat, und da wir wissen, dass diese Netze überlastet sind, werden wir immer mehr Antennen anbringen müssen. Wenn wir Interferenzen zwischen diesen Millionen Geräten pro Quadratkilometer vermeiden wollen, müssen wir eine drastische Anzahl von Antennen hinzufügen, die mehr Leistung, mehr Dichte der Übertragungskraft, mehr Energie, mehr Kohlenstoffemissionen und von allem mehr verbrauchen. Dieses System stellt eines der schnellsten Wachstumsraten des heutigen Energieverbrauchs dar.
Ist ein direkter Kontakt zwischen der Quelle und dem Empfangsgerät notwendig?
5G braucht eine direkte Verbindung und Sichtverbindung, ebenso wie Li-Fi, 3-4G braucht sie nicht. Bei Licht gibt es jedoch einen Vorteil: Ich kann spiegeln. Mit Ton (und Radio) funktioniert das nicht. Das heißt, wenn ich keine direkte Verbindung habe, da vor mir eine große Säule steht, dann habe ich einen Spiegel darum herum und kann trotzdem eine Verbindung herstellen. Diese Spiegeltechnik ist einfach und wird Teil der Inneneinrichtung.
In offenen Räumen werden Sie öffentliches Licht benutzen, so dass jede öffentliche Leuchte auf der Straße nicht nur zu einem Satelliten wird, sondern auch Teil des Rückgrats Ihrer Internetverbindung. Die Tests wurden alle in Frankreich durchgeführt, das auf diesem Gebiet führend ist. China holt bei der Technologie sehr schnell auf. Unsere amerikanischen Freunde sind nicht sonderlich interessiert.
Kann es jemals Radiowellen ersetzen, auch im Freien?
Ich bin nicht daran interessiert, die Radiowellen zu übertreffen, denn sie sind seit über einem Jahrhundert sehr funktionsfähig. Diese Technologie wurde nicht erfunden, um Radiowellen zu ersetzen oder gar zu eliminieren. Der Hauptzweck besteht darin, Menschen, die keinen hochwertigen Service haben und die es eigentlich verdienen, angeschlossen zu werden, die Möglichkeit zu bieten, auf sehr einfache Weise eine Verbindung herzustellen. Das könnte eine blinde Person in einer U-Bahn sein, die sich nicht zentimetergenau geolokalisieren kann, oder ein Bergmann in einer tiefen Goldmine in Chile oder in Südafrika, der mit dem Licht auf seinem Helm, der mit einer winzigen Lampe ausgestattet ist, verbunden werden kann; es könnte der Student in einer Schule sein, der mit der Lampe verbunden ist, um endlich eine hohe Geschwindigkeit zu haben, während er sich auf eine Doktorarbeit vorbereitet.
Wir können heute jedem Kind in der Schule eine Konnektivität von 100 Megabit pro Sekunde zu einem Preis garantieren, der günstiger ist als die Konnektivität mit 5G. In einer Situation von Fall zu Fall, in der es Straßenlampen gibt, ist es möglich, die Straßenlampen mit Li-Fi auszustatten und eine viel bessere Konnektivität zu bieten, als Sie es jemals mit dem Wi-MAX oder mit Wi-Fi tun würden. Aber wenn Sie keine Straßenbeleuchtung haben und sich im Wald befinden, dann sollten Sie natürlich besser eine Funkverbindung haben. Aber ich denke, dass unser Hauptziel eine hohe Energieeffizienz im Vergleich zu einem Router und Antennen ist. Das Lichtsystem, das wir verwenden, ermöglicht den Energieverbrauch um 80% zu senken.
Warum sollten Sie also darauf bestehen, fünfmal mehr Energie zu verbrauchen, wenn Sie für viele Anwendungen das Li-Fi haben, das fünfmal weniger Strom verbraucht, da Sie von alten Lampen auf eine effiziente Kombination aus Licht, Daten und Geolokalisierung umstellen können? Wollen Sie auf der Verschwendung von Energieressourcen bestehen? Es gibt also viele Anwendungen, aber wenn das Wi-Fi-System bereits installiert ist, ziehen Sie es nicht aus den Wänden heraus und ersetzen Sie es durch ein neues, solange es funktionsfähig ist.
An welchen Orten auf der Welt wird das Li-Fi-System bereits eingesetzt, und wie stehen die Chancen, uns bei der Überwindung dieser speziellen Herausforderung zu helfen?
Frankreich, Japan, Korea, Brasilien, Argentinien, China, Indien… es gibt Dutzende von Ländern, die es anwenden, und es gibt eine Weltnorm: die Internationale Fernmeldeunion hat sich auf eine Weltnorm für Li-Fi geeinigt.
Wir müssen die Lösungen zeigen, damit jeder mitmachen und verstehen kann, was der Kontext ist, was auf dem Spiel steht und welche großartigen Möglichkeiten es mit Li-Fi zur Schaffung von Arbeitsplätzen und zur Verbesserung der Lebensqualität gibt. Es wird geschätzt, dass Li-Fi innerhalb von 12 Monaten mindestens 100 neue Unternehmen für unsere französische Plattform hervorbringen wird, die derzeit nur in einigen wenigen Städten aktiv sein wird. Wir müssen uns also darüber im Klaren sein, dass alle Projekte Chancen für neue Industrien sind – die wettbewerbsfähiger sind, mehr Arbeitsplätze schaffen und Bargeld in der lokalen Wirtschaft zirkulieren lassen – und so Wachstum in der lokalen Wirtschaft auslösen.
Da der Mobilfunkausbau nur schleppend voran kommt, sollen künftig ungewöhnliche Standorte wie Ampeln und Laternenmasten mit 5G-Sendern ausgestattet werden.
In einem internen Arbeitspapier, dass Focus Online exklusiv vorliegt, werden mögliche Standorte von neuen 5G-Stationen evaluiert. Da herkömmliche Räume weitestgehend ausgereizt seien, sei es notwendig, neue Möglichkeiten für die Anbringung von 5G-Sendern zu finden. In dem Papier werden unter anderem Flachdächer, Dachkanten und Beleuchtungsmasten als neue Standorte aufgeführt. Darüber hinaus wird empfohlen, sog. Smart Cells beispielsweise an Straßenlaternen oder kommunalen Hinweisschildern anzubringen. Dabei handelt es sich um kleine Funkzellen mit geringerer Sendeleistung und Reichweite, die jedoch flexibel an das Mobilfunknetz angebunden und vergleichsweise kostengünstig, bei hoher Stückzahl, installiert werden können.
Das Arbeitspapier wurde von der Arbeitsgemeinschaft „Digitale Netze”, zu der unter anderem die Netzbetreiber, der Branchenverband Bitkom sowie der Deutsche Städtetag gehören, erarbeitet. Das Ergebnis soll den Kommunen in den kommenden Tagen als Handlungsempfehlung zur Verfügung gestellt werden.
Um eine optimale Nutzung des zukünftigen Mobilfunkstandards zu ermöglichen und Themen wie das autonome Fahren und Smart Cities voranzubringen, ist ein engmaschiges Netz notwendig, in dem alle paar hundert Meter ein Sender verfügbar ist. Vor diesem Hintergrund ist es aus Sicht der Verantwortlichen unumgänglich, eine ganzheitliche Strategie zur Umsetzung des 5G-Ausbaus vorzulegen, die sämtliche Akteure einbindet und alle Möglichkeiten für einen flächendeckenden Ausbau ausschöpft.
Es ist ein großer grauer Kasten, der fast verschämt an einer Wand im Showroom der Berliner Firma Berthold Sichert steht. Der graue Kasten beherbergt normalerweise VDSL-Technik. Künftig soll er eine 5G-Antenne beinhalten. Es ist nur eine von vielen Lösungen, ein 5G-Netz in die Städte zu bekommen.
„Bisher denken die Funknetzplaner bei ihren Netzen nur an große Standorte und fangen mit großen Sendemasten an, ein Netz aufzubauen“, erklärt Julian Graf von Hardenberg im Gespräch mit inside digital. Graf von Hardenberg ist einer von zwei Geschäftsführern eines mittelständischen Berliner Unternehmens, mit dessen Produkten in Deutschland jeder zu tun hat, ohne es direkt zu merken. Das Unternehmen Berthold Sichert produziert die grauen Kästen, die auf Deutschlands Bürgersteigen stehen und unter anderem von der Telekom genutzt werden, um VDSL anzubieten.
Genau dieser graue Kasten könnte nach Vorstellung von Graf von Hardenberg die Basis sein, um ein engmaschiges und hochperformantes 5G-Netz in Deutschland aufzubauen. Statt große Zellen auf den Dächern könnten die Netzbetreiber alle paar hundert Meter einen Sender auf Straßenebene installieren – ideal für Connected Cars und Smart Cities. Die Berliner Firma hat ihre sogenannten Multifunktionsgehäuse (kurz „MFG“) aufgemotzt. „Das Einzige, was der Netzbetreiber tun muss, um den Festnetzstandort mit unserem Gehäuse zu einem Funkstandort zu machen, ist die Haube des Kastens auszutauschen und seine Sendetechnik einzubauen“, so Graf von Hardenberg im Gespräch.
BIS ZU 16 ANTENNEN IN EINEM KABELVERZWEIGER MÖGLICH
In der neuen Haube – also im Dach – können einerseits bis zu 16 Omni-Sendeantennen montiert werden. Andererseits besteht die Abdeckung komplett auf funkdurchlässigem Polycarbonat. Die Kosten dafür seien überschaubar. Man spreche über einen niedrigen vierstelligen Bereich: 1.000 Euro würde der Umbau des Gehäuses kosten, hinzu kommt die aktive Sendetechnik. Zum Vergleich: Bei einem normalen Sendemast geht man von 200.000 bis 300.000 Euro Kosten aus. Auch der reine Umbau-Aufwand ist überschaubar und binnen drei Minuten gemacht.
„Die MFG-Standorte sind ideal als Antennenstandorte“, erklärt der Geschäftsführer und erläutert die Gründe. Denn die Telekom und andere Netzbetreiber, die VDSL ausbauen, brauchen zum Realisieren der Technik vor Ort zwei Dinge: Strom und eine Glasfaseranbindung. Beides benötigt auch der Mobilfunkanbieter.
Die Deutsche Telekom hätte – würde sie die Entwicklung in ihrem Netz einsetzen – einen wesentlichen Vorteil: Sie verfügt über etwa 330.000 Kabelverzweiger in Deutschland. Längst nicht alle sind zu MFG-Standorten umgebaut. 177.000 sind laut Jahresbericht der Telekom MFG Standorte, etwa die Hälfte aus Berlin. Weitere hat der Festnetzanbieter bei Konkurrenten wie Rittal oder Raycap eingekauft. Laut der „WirtschaftsWoche“ hat das Unternehmen Sichert bei der aktuellen Telekom-Ausschreibung für weitere Verteilerschränke das Nachsehen gehabt. Es sei aber kein Problem, das Gehäuse dieser Hersteller auszutauschen ohne die Technik anzufassen, versichern die Berliner. Bis auf einen Hersteller, der im deutschen Markt aber keine Bedeutung habe, halten sich alle an entsprechende Standards, wenn es um Befestigungen und Montage geht.
GESCHÄFTSMODELL VERMIETUNG: FESTNETZANBIETER KÖNNTEN IHR NETZ VERSILBERN
Die Bundesnetzagentur fordert ein Zusammenarbeiten der Netzbetreiber beim 5G-Netzausbau. Bei der Telekom hat man bereits durchblicken lassen, dass man dazu bereit ist, so lange es keine Regulierung gibt. Denkbar also, dass auch Vodafone und O2 künftig die Telekom-Kästen als Sendestandorte nutzen. Für die Telekom würde das zusätzlichen Geldfluss über eine Vermietung bedeuten. Und auch alternative Netzbetreiber, die VDSL ausgebaut haben, könnten ihre grauen Kästen doppelt nutzen – nicht zuletzt für WLAN-Hotspots. Denn wie Julian Graf von Hardenberg betont: „Wir sind nicht auf 5G festgelegt. Welche Funktechnik eingebaut wird, ist unerheblich. Das kann LTE, 5G oder eben WLAN sein.“
Nach Angaben des Herstellers eignen sich besonders Frequenzen zwischen 2,4 und 5 GHz für diese Standorte. Das umfasst WLAN (2,4 & 5GHz), LTE bei 2,6 GHz und 5G im Bereich zwischen 3,5 und 3,8 GHz. Die Bochumer TMR habe bereits Interesse an der Entwicklung signalisiert. Und auch für andere lokale Netzbetreiber ergäbe sich ein Geschäftsmodell: 6.000 Standorte könnte beispielsweise die Kölner NetCologne umbauen. Dann wäre es dem Lokalanbieter möglich, seine Standorte an die 5G-Netzbetreiber zu vermieten. Das würde zusätzliches Geld in die Kassen bringen. Alternativ ist auch der Aufbau eines eigenen WLAN-Netz denkbar. Das könnte man den Kunden als Mehrwert anbieten.
VODAFONE UND TELEKOM MIT GUTER AUSGANGSPOSITION
Und dabei muss es nicht bleiben. Zu den Kunden von Sichert gehört auch der Kabelnetzbetreiber Vodafone. Dieser hat auf vielen seiner Kabelverstärkerpunkten bereits WLAN-Hotspots mit einer sogenannten WLAN-Haube montiert. Auf eine ähnliche Art ließe sich auch die 5G-Technik in die Standorte einbauen. Somit könnte Vodafone ebenfalls auf eine eigene Basis-Infrastruktur für 5G zurückgreifen. Allerdings: Die Kästen der Verstärkerpunkte sind kleiner. 16 Antennen würde man nicht unter bekommen. Aber es ist immer noch eine Basis für ein eigenes Netz möglich. Lediglich Telefónica müsste sich aufgrund des fehlenden eigenen Festnetzes in jedem Fall bei einem anderen Anbieter einmieten. Gegenüber inside digital zeigten sich Vertreter des Unternehmens hier aber eher zurückhaltend.
In Sachen Strahlung und Vandalismus müsse sich übrigens niemand Gedanken machen, heißt es von Sichert. Die erforderliche Sendeleistung sei so gering, dass die Standorte nicht einmal genehmigungspflichtig wären – ein enormer Geschwindigkeitsvorteil beim Ausbau. Und die Standorte sind von außen nicht als Mobilfunksender zu erkennen. Das mindert mutmaßlich den Vandalismus. Selbst wenn es Vandalismus gibt: Die Kästen halten mehr aus, als man meint. Das demonstriert Graf von Hardenberg auch gerne in seinem Berliner Showroom, indem er auf dem Kasten rumhüpft oder zum Vorschlaghammer greift.
KAMPF DEM ANTENNENWALD: ES WIRD VIEL GEFORSCHT
Doch die Lösung von Berthold Sichert ist nicht die einzige, mit der der Antennenwald bei 5G vermieden werden soll. Denn eines ist der Branche klar: Noch mehr innerstädtische Makro-Standorte – also große Sendemasten auf Häusern – sind kaum realisierbar.
So forscht man in Finnland beispielsweise an Smarten-Straßenlaternen, die nicht nur Licht und Überwachungskamera, sondern auch einen Mobilfunksender beheimaten sollen. Das LuxTurrim5G Projekt wird maßgeblich von Nokia gefördert. Auch andere sogenannte Stadtmöbel wie Litfaßsäulen, Citylight-Plakatwände, Buswartehäuschen oder Telefonzellen würden sich als Standorte für Mobilfunksender eignen. Teilweise wird das heute auch im LTE-Netz schon gemacht, sofern es Hotspots gibt, in denen besonders hohe Kapazität erforderlich ist.
VIELE STANDORTE HABEN NUR STROM, ABER KEINE GLASFASERANBINDUNG
Doch ganz ohne Aufwand ist das alles nicht realisierbar. So gibt an vielen Standorten zwar Strom, doch in der Regel wird beispielsweise bei Straßenlaternen der Strom per Reihenschaltung nachts an- und tagsüber ausgeschaltet. Das würde bedeuten, tagsüber wäre kein Strom für die Mobilfunksender vorhanden. Außerdem fehlt es an nahezu allen Standorten an Glasfaserleitungen. Würden Straßenlaternen als Mobilfunksender herhalten, so müsste man immerhin nicht jede Laterne mit einer Glasfaserleitung erschließen. Durch die Sichtverbindung der nebeneinander oder gegenüber stehenden Antennen ließen sich die Nachbarn auch per Funk versorgen.
KATHREIN: ANTENNE AUS DEM GULLI
Eine weitere Entwicklung stammt vom Antennenhersteller Kathrein. Statt die Antennen auf die Dächer zu stellen, kam der Hersteller auf die Idee, Gullideckel zu nutzen. Zumindest für intensiv befahrende Straßenkreuzungen könnte das ein Modell sein, um Smart Cities und Connected-Car-Anwendungen zu realisieren. In der Schweiz wurde die Antenne bereits getestet. Aber auch hier stellt sich das Problem, dass ein Abwasserkanal weder über Strom noch Glasfaserleitungen verfügt. Allerdings ließe sich beides durch die Abwasserkanalrohre ohne teure Tiefbauarbeiten verlegen.
Der Berliner Verteilerkasten-Hersteller Sichert hat bereits vor einigen Jahren auf dem Feld der Mobilfunksender experimentiert. Wer beispielsweise in der Nähe der Partymeile im Berliner Stadtteil Prenzlauer Berg die Augen aufhält, entdeckt an der belebtesten Straßenkreuzung des Kiezes eine Besonderheit. Neben einem Verteilerkasten steht eine längliche Säule hochkant an dem Verteiler. Diese LTE-Säule hatte Sichert seinerzeit entwickelt. Sie ist jedoch optisch erkennbar, angreifbarer, teurer und benötigt aufgrund der baulichen Veränderung der Standfläche und Höhe auch eine Genehmigung der Kommune. Entsprechend steht deutschlandweit nur eine überschaubare Anzahl dieser Sender, die die Deutsche Telekom als erste Smallcells zur Erhöhung der Kapazität einsetzt.
DIE ANTENNEN AUF DEM DACH WERDEN BLEIBEN
Auch die Makro-Standorte auf den Dächern der Städte wird es weitergeben. Diese sollen in Zukunft neue Antennen erhalten. Und es werden auch noch weitere Standorte hinzukommen. Dabei ist die Antenne äußerlich ein großer Kasten, im Inneren befindet sich aber eine schier unglaubliche Anzahl kleiner Antennen. In einem Sendeelement, so groß wie ein durchschnittliches Amazon-Paket, können sich je nach Bauart und Zweck über 1.000 Antennen befinden.
Der Clou: Jede Antenne sendet ein Signal, diese werden dann vom Empfänger wieder gebündelt. Das ist störungsresistenter. Außerdem ermöglicht diese Technik das sogenannte Beamforming: Die einzelnen Antennen sind nicht nur besonders klein, sondern auch intelligent. Sie kennen immer die beste Luftschnittstelle, den Empfänger auf direktem Wege zu erreichen. Das steigert die verfügbaren Geschwindigkeiten im Upload und im Download. Zeitgleich erhöht das auch die Gesamtkapazitäten, sodass noch mehr Nutzer gleichzeitig Daten nutzen können. Bildlich gesprochen folgen die Antennen dem Nutzer wie ein Scheinwerfer-Spot auf der Bühne.
12. Mai 2016
Einmaliges Adlershofer Pilotprojekt zur Umrüstung von 160 Straßenlaternen mit LED und Sensoren
Vernetzung führt zu 80 % Energieeinsparung
Im Wissenschafts- und Technologiepark Berlin Adlershof werden in den nächsten zwei Monaten insgesamt 160 Außenleuchten mit Leuchtdioden (LED) und digitalen Komponenten („Gateways“) umgerüstet. Das Start-up ICE Gateway GmbH verwandelt dabei gewöhnliche Straßenleuchten in multifunktionale Netzknoten. Die „Gateways“ steuern nicht nur die LED, sondern bieten auch eine Kommunikationsplattform für zahlreiche Anwendungen.
Völlig neue Idee
Allein in Deutschland leuchten Nacht für Nacht neun Millionen Straßenlaternen. Wohlgemerkt: Sie leuchten, mehr auch nicht. Das wird sich in naher Zukunft ändern, denn jede auf LED umgerüstete Leuchte eignet sich auch als Sender, als Empfänger, als Steckdose. Kein Wunder, dass sich zahlreiche Anbieter Gedanken darüber machen, was sich mit elektrischen Straßenlaternen alles machen lässt.
Eine völlig neue Idee kommt aus dem Wissenschafts- und Technologiepark Berlin Adlershof. Dort bauen die Standort- Betreibergesellschaften, WISTA-MANAGE¬MENT GMBH (WISTA) und Adlershof Facility Management GmbH sowie die 2013 gegründete ICE Gateway GmbH gemeinsam eine vernetzte digitale Infrastruktur auf. Hierfür rüstet die WISTA in den nächsten zwei Monaten insgesamt 160 Außenleuchten mit LED und digitalen Komponenten („Gateways“) um, die eigens dafür von dem jungen Unternehmen entwickelt und gebaut worden sind.
Am äußeren Erscheinungsbild der Leuchten ändert sich nichts. Nach Angaben von ICE- Gateway-Geschäftsführer Ramin L. Mokhtari lassen sich „mit der von uns entwickelten Technologie Straßenlaternen ohne großen Aufwand umrüsten. Dafür haben wir eine ebenso nachhaltige wie disruptive Lösung gefunden, bestehend aus programmierbaren elektronischen Komponenten (‚Gateways‘) einschließlich Software, Netzverbindung und Zentralserver. Die LED selbst brauchen keine Elektronik, da diese in den ‚Gateways‘ enthalten ist. Somit können wir nicht nur auf Komponenten verschiedener Hersteller zurückgreifen, sondern auch die Vorteile einer langen Lebensdauer von Leuchtdioden mit einer jederzeit neu gestaltbaren Lichtleistung kombinieren. Unser System wächst mit zukünftigen Kundenanforderungen mit.“ Mit den umgerüsteten Leuchten sind nachweislich Energieeinsparungen von bis zu 80 % möglich.
Die „Gateways“ steuern nicht nur die Leuchtdioden, sondern bieten auch eine Plattform für eine vielseitig gestaltete Service-Infrastruktur, sei es für Verkehr, Parken, Logistik oder Echtzeitmarketing. „Das Besondere daran ist, dass die eingebauten Prozessoren die Sensordaten direkt vor Ort verarbeiten und damit Echtzeitlösungen ermöglichen“, erläutert Mokhtari, „aus Datenschutzgründen verzichten wir auf den Einsatz teurer Kameras und bieten stattdessen unsere ‚anonyme‘, auf Ultraschall basierende Lösung an.“ Auch bei der Infrastruktur beschreitet ICE Gateway nach Angaben ihres Geschäftsführers neue Wege: „Unsere Schnittstellen sind offen. Unsere Kunden können mit vielen Partnern kooperieren. Außerdem lassen sich die ‚Gateways‘ sowohl über WLAN mit dem Internet, als auch mit den vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) zertifizierten M2M-Mobilfunk-Netzen verbinden, was die Datensicherheit erhöht“.
Einmaliges Projekt
Cornelia Yzer, Senatorin für Wirtschaft, Technologie und Forschung des Landes Berlin: „Um dem Anspruch, ‚die Smart City Europas‘ zu sein, gerecht zu werden und die wirtschaftlichen Chancen der Digitalisierung voll auszuschöpfen, muss ganz Berlin Anwendungsfeld für intelligente Lösungen werden. WISTA und ICE Gateway haben einen Weg gefunden, mit dem die digitale Infrastruktur schnell, einfach und kostensparend ausgebaut werden kann. Dieses Modell könnte als Pate für die ganze Stadt dienen.“
„Ein Projekt mit dieser Multifunktionalität und in dieser Größenordnung ist bisher weltweit einmalig“, erklärt Simon Hamperl, Energiemanager der WISTA-MANA¬GEMENT GMBH, „es müssen keine neuen Leuchten installiert werden, die Verbindung mit Netzen ist frei wählbar. Das schafft bei den Anliegern Vertrauen. Wir als Auftraggeber können mit ihnen selbst festlegen, welche Daten über die ‚Gateways‘ in den Leuchten gesammelt bzw. welche Informationen von dort aus übertragen werden.“
Im ersten Schritt will die WISTA-MANAGEMENT GMBH Außenleuchten auf privatem Gelände umrüsten. Für eine komplette LED-Lösung werden pro Leuchte rund 400 Euro veranschlagt, Kosten die sich in weniger als fünf Jahren amortisieren. In einem nächsten Schritt ist nach Angaben Simon Hamperls auch ein Um- und Aufrüstungsprojekt im öffentlichen Straßenraum denkbar. „Das System ist ohne weiteres erweiterbar. Es lassen sich Insellösungen realisieren, man kann damit aber auch die Straßenbeleuchtung einer ganzen Stadt umrüsten“, so Hamperl.
Die intelligente Straßenbeleuchtung ist ein wichtiger Bestandteil der vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten „Energiestrategie Berlin Adlershof 2020“, mit der man den Primärenergiebedarf des Hochtechnologiestandortes um 30 Prozent senken will. „Im Rahmen unseres strategischen Vorhabens, die Energiekosten massiv zu senken, liegt eine Umstellung der Außen- und Innenleuchten auf LED natürlich nahe“, erklärt Dr. Beate Mekiffer, Leiterin Strategische Projekte der WISTA-MANAGEMENT GMBH: „Die Lösung, die uns unser Standortpartner ICE Gateway anbot, hat uns sehr überzeugt.“
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