Rosenheim – Über 5G wird derzeit kontrovers diskutiert. Abseits davon stellen sich viele Fragen, etwa: Was können wir vom neuen Standard erwarten? Wie geht man mit Ängsten aus der Bevölkerung um? Die OVB-Heimatzeitungen haben darüber mit Professor Dr. Holger Stahl gesprochen. Der promovierte Elektro- und Informationstechnik-Ingenieur lehrt seit 20 Jahren an der TH Rosenheim. Seine Schwerpunkte: Datenkommunikation, Mobilfunk und Internet der Dinge (IoT).
2G, 3G, 4G, 5G – wie vermitteln Lehrende den neuesten Stand der Technik? Wenn Studenten die Hochschule verlassen, kann vieles schon anders sein.
Ja, meine Kernfächer sind ständig in Bewegung. Daher ist es mir wichtig, den Studis die Grundlagen digitaler Mobilfunksysteme zu vermitteln, bevor ich bei 4G/5G ins Detail gehe. Alle Mobilfunk-Generationen basieren auf dem „Zellularprinzip“, also der flächendeckenden Versorgung der Bevölkerung mit vielen Funkmasten. In meinen Lehrveranstaltungen behandle ich daher auch den altbewährten 2G-Standard GSM, weil er überschaubar ist. Erst anschließend betrachten wir die nächsten Generationen, die immer komplexer werden – auch für uns Experten. Nicht umsonst arbeiten derzeit an 5G weltweit Tausende von Entwicklern.
Brauchen wir 5G denn angesichts bestehender Standards?
Wie üblich bei einer neuen Mobilfunkgeneration, denken wir als Konsumenten zunächst an schnelles Internet für unsere Smartphone-Apps. Aber 5G eröffnet uns zusätzlich ganz neue Möglichkeiten: 3D-Sehen, um nur ein Beispiel zu nennen. Oder das Internet der Dinge. Kommerzielle Anwender haben die Vision, die Welt massiv zu vernetzen – so melden Maschinen präventiv, wenn sie Wartung brauchen. Auch für Kommunen kann 5G interessant werden, denken Sie an Müllcontainer oder Parkplätze, die automatisch melden, wenn sie überfüllt sind, oder an Fenster in Schulen, die dank Sensoren von alleine lüften. Viele der Anwendungen sind nicht grundsätzlich neu, aber durch Innovationen wie 5G leistbar, auch finanziell. Es ist ein gegenseitiges Aufschaukeln von Angebot und Nachfrage: Nutzer wollen Neues geboten haben – in Gesellschaft und Wirtschaft gibt es einen gewissen Hunger nach Innovation und neuen Anwendungen. Freilich geht es dabei auch um Geld und neue Absatzmärkte.
Ist ein gesamtgesellschaftlicher Nutzen vorstellbar, der auch Skeptiker überzeugen könnte?
5G soll auch extrem zuverlässige Datenübertragungen unterstützen. Denken Sie an ein Szenario, mit dem theoretisch jeder von uns konfrontiert sein könnte: ein medizinischer Notfall. Oder eine sehr komplizierte Operation. 5G kann dazu beitragen, dass der hoch spezialisierte Arzt gar nicht physisch anwesend sein muss, weil er die OP in Echtzeit aus der Ferne präzise durchführen kann. Und das nicht nur im nächsten Kreiskrankenhaus, sondern sogar an Orten, wo das heute gar nicht vorstellbar ist. Das könnte auch für Entwicklungshelfer oder das Militär interessant sein. Die Anwendungsmöglichkeiten werden mit der Netzentwicklung wachsen.
Kritiker bemängeln, dass ein Netz aus vielen, kleinen Antennen oder Sensoren nötig sein wird.
Grundsätzlich gilt bei jedem zellularen Netz: Wo es viele Nutzer gibt, die Datenrate fordern, muss es auch viele Funkmasten geben, weil die Ressourcen – die mögliche Gesamt-Datenrate – einer einzelnen Basisstation begrenzt sind. Im Vergleich zu seinen Vorgänger-Standards ist es jedoch bei 5G möglich, die Datenrate einer Antenne zu vervielfachen. Hierbei überlagert man die Sendesignale vieler, sehr kleiner Antennenelemente, alle im selben Gehäuse am Mast, um eine Richtwirkung zu erzielen. Oder um parallel mehrere Datensignale gleichzeitig senden zu können. Diese technische Finesse im 5G-Standard (Stichwort „Beamforming“, Anm. d. Red.) benötigt nicht mehr Sendeleistung. Vielmehr bündeln die Funkmasten das Sendesignal gezielt in die Richtung, wo sich das jeweilige Endgerät gerade befindet. Nebenbei sparen sowohl der Netzbetreiber als auch der Handynutzer elektrische Energie, und verschonen die Umgebung mit unnötigem Elektrosmog im „Gießkannenprinzip“.
Trotzdem gibt es Ängste, vor allem, was mögliche Schäden durch Mobilfunkstrahlung betrifft.
Das ist verständlich: Wenn man beobachtet, wie ein Stück Fleisch in einem Mikrowellenherd gart, kann man sich ausmalen, welche Schäden elektromagnetische Strahlung in unserem Körper bewirken könnte. Tatsächlich arbeiten Mobilfunksysteme aktuell in einem ganz ähnlichen Frequenzbereich wie Mikrowellenherde. Aber die Leistung ist um Zehnerpotenzen geringer. So gering, dass zumindest die thermischen Schäden, also Zellzerstörung durch Erwärmung des Gewebes, an lebenden Organismen gänzlich ausgeschlossen sind. Ob es neben diesen rein thermischen Schädigungen noch andere zellverändernde oder krebserregende Wirkungen gibt, ist umstritten – auch für Kinder – auch für die geplanten hohen Frequenzen FR2. Dabei ließen sich nach insgesamt 30 Jahren Mobilfunk mit weltweit fünf Milliarden Teilnehmern durchaus repräsentative Statistiken erstellen.
Haben Sie ein konkretes Beispiel für die thermische Erwärmung?
Folgen Sie mir in ein kleines Gedankenexperiment: Sie möchten einen Liter Wasser um ein Grad Celsius erwärmen. Ein Mikrowellenherd mit 1000 Watt Leistung schafft das in nur vier Sekunden. Würde man versuchen, das Wasser mit der Sendeleistung eines 5G-Handys mit zwei Watt zu erwärmen, bräuchte man dafür fast sechs Stunden. Würde man hingegen warten, bis die Erwärmung durch den Elektrosmog der umliegenden Funkmasten erfolgt, würde das 13 Millionen Jahre dauern. Fazit: Wer selbst ein Handy nutzt, muss sich um die Antennenmasten in seiner Nachbarschaft ganz sicher keine Sorgen mehr machen.
Zu guter Letzt: Wie nutzt der Mobilfunkexperte Handy & Co.?
(lacht) Immer dabei habe ich ein kleines Retro-GSM-Handy ohne Apps, das nur alle paar Wochen aufgeladen werden muss – zum Telefonieren reicht´s. Mein Smartphone brauche ich im Wesentlichen für Outdoor-Aktivitäten: für Wettervorhersagen, Navigation und Tracking, zur Urlaubsorganisation. Es schläft viel im Flugmodus.Interview: Elisabeth Sennhenn