v.01.02 2021
Günther Wiehlmann
© Günther Wiehlmann 13.3.2021

Inhaltsübersicht
Vorbemerkungen
Infrastruktur Datenverbindungen
Infrastruktur Mobilfunk
Erläuterung zur Struktur von Mobilfunknetzen
Einführung des 5G Standards
Anmerkungen zur „Funkloch“-Vermeidung
Anhang Mobilfunkstandards

Dieser Artikel enthält Hintergrundinformation zu einem vom Autor und dem SPD Ortsverein Weilburg für die Wahl zur Stadtverordnetenversammlung genutzten Plakat „Gutes Netz für alle!“

Vorbemerkungen

In der Presse liest man viel über die aktuelle Verfügbarkeit von Mobilfunk und Internet in Weilburg. Dieses wird durch die Tatsache verstärkt, dass in COVID-19 Zeiten mehr von daheim gearbeitet wird.

Es werden gern Schlagworte wie Internetverbindungen über Glasfaser und 5G Mobilfunknetzverbindungen verwendet, wobei beide Begriffe synonym für schnelle und zuverlässige Datenanbindungen genutzt werden.

Heimdatennetze werden für Telefonate, Internetverbindungen und gegebenenfalls auch den TV-Empfang über Kabel genutzt. Die unten gemachten Ausführungen berücksichtigen zunächst einmal nur die Telefonie- und Internetnutzung.  

Ärgerliche Verbindungsabbrüche Mobilfunkgesprächen beruhen oft darauf, dass das momentan für eine Verbindung genutzte Netz nicht flächendeckend zur Verfügung steht. 

Im Zusammenhang mit der Einführung von 5G Netzen sei die Frage gestattet, ob der private Anwender die Vorteile eines solchen Netzes nutzen und bezahlen kann.

Infrastruktur Datenverbindungen

Aufgrund der derzeitigen Pandemie müssen vermehrt häusliche Arbeitsplätze (Homeoffice, Home Schooling) mit entsprechenden Anforderungen an Zuverlässigkeit, Antwortzeiten und Datendurchsatz genutzt werden.

Vergleicht man Homeoffice mit Home Schooling, so sind bei letzterer Nutzungsweise mehr Teilnehmer per Video und Sprache in einer Session verbunden.

In der Regel werden Telefon- und Datenverbindungen von daheim über dieselben Datenanbindungen betrieben.

Für derartige Zwecke scheint hausintern ein 100Mbit Netzwerk hinter dem hausinternen Router mehr als ausreichend zu sein, wenn der Hausanschlusslieferant vor dem Router eine effektive Daten-Download-Kapazität von 50 Mbps und eine Upload-Kapazität von 10Mbps zur Verfügung. Dieser Durchsatz sollte auch für kleine Gewerbebetriebe ausreichen und stellt zumindest für Privathaushalte ein kostengünstiges Minimalziel dar.

Ist seitens der Internet-Provider eine solche Anbindung nicht flächendeckend für das gesamte Stadtgebiet möglich, besonders für weit außerhalb liegende Ansiedlungen, kann ein Privathaushalt bei entsprechender Funkabdeckung auf LTE/ 4G ausweichen und diese stationär nutzen. Betriebe und Haushalte mit hohen Anforderungen an die Verfügbarkeit der Verbindung können eine solche Datenfunkverbindung als kostengünstige Alternative für den Fall des Festnetzausfalls verwenden (Reservekanal).

Für die Stadt Weilburg ist festzustellen, ob an alle Standorten im Stadtgebiet Bürger Zugriff auf entsprechende Anbindungen haben. Das kann nur vom Standort aus geprüft werden, am besten durch den einzelnen Bürger.

Meßbeispiel
Von dem Standort Weilburg Kirschhofen, Breitheckerweg (50.46992°N / 8.24615°O) ergab sich am 7.2.2021 um 19.43 Uhr über eine 100Mb LAN Verbindung und einen Up-/ Download von 1 Gb eine durchschnittliche

Downloadgeschwindigkeit von	58,85 Mb/ s
Uploadgeschwindigkeit von	10,84 Mb/ s
Latenz	11,25 ms
Jitter	3,000 ms

Im gesamten Stadtgebiet muss dem Bürger eine schnelle Datennetzverbindung zur Verfügung gestellt werden. Die Telekom bietet derzeit folgende Tarife an. Da andere Anbieter dieselbe Netzstruktur nutzen habe sie ähnlich lautende Angebote:

Telekom-Tarif	S	M	L	XL
Downloadgeschwindigkeit von max Mbit/s.	16	50	100	250
Uploadgeschwindigkeit von max. Mbit/s	2,4	10	50	50

Infrastruktur Mobilfunk

Im Gebiet der Stadt Weilburg stehen nicht an allen Orten alle Mobilfunknetze in gleicher Qualität zur Verfügung.

Aufgrund der hügeligen topografische Beschaffenheit des Kernstadtgebiets und seiner Stadtteile müssen für jedes Netz zahlreiche Funkstationen der Netzbetreiber installiert werden, damit von allen Punkten eine quasi-optische Verbindung von der Funkstation zur Mobilstation möglich ist.

Will man daheim sein Mobilfunkgerät nutzen, muss man aus Kostengründen einen Mobilfunkanbieter auswählen, der mit seinem Netz den Wohnort und Umgebung abdeckt.

Erläuterung zur Struktur von Mobilfunknetzen 

Der Empfangsraum um die Funkstationen nennt sich Zelle. Wechselt man von einer Zelle in eine andere, wird man vom Netzwerk des Mobilfunkanbieters unter Beibehaltung der Netzverbindung unterbrechungsfrei an eine andere Funkstation/ Zelle übergeben.

Das funktioniert nur innerhalb eines Netzes, z.B. D1. Ein unterbrechungsfreier Wechsel von einem Netz in ein anderes ist technisch nicht möglich, z.B. von D1 zu D2.

Der Funkturm 100m NNO des Hermannskopfes (oberhalb von Odersbach) scheint ein guter Standort für Mobilfunkbasisstationen zu sein, da er von vielen Standorten in Weilburg zu sehen ist und somit einen großen Teil des Stadtgebiets abdecken kann.

Vermutlich wird das D1 Netz vor diesem Punkt versorgt, D2 scheint dort keine Basisstation zu haben. Könnte am Ende gar die Konkurrenz der Mobilnetzbetreiber eine flächendeckende Versorgung verhindern?   

Beispiel:
Die Nutzung des D2 Netzes ist im Oberdorf von Kirschhofen nahezu unmöglich, die D1 Abdeckung ist im gesamten Stadtteilbereich einwandfrei. So wird man als Nutzer gezwungen, seinen Vertrag mit einem bestimmten Betreiber abzuschließen.

Wie schon oben beschrieben ist ein dynamischer Wechsel von einem Mobilfunknetz ins andere ohne Verbindungsverlust unmöglich.

Wird die Feldstärke der Basisstation an der Mobilstation zu schwach, erfolgt ein Gesprächsabbruch (obwohl ein anderes Netz mit ausreichender Feldstärke vorhanden sein mag). Im Mobiltelefon wird ein Netzsuchprozess ausgelöst. Nach Finden eines Netzes wird ein erneutes Anwählen des Gesprächspartners notwendig.

Bei Fahrten durch das Gebiet von Weilburg kommt es durch die mangelnde Abdeckung des einen oder anderen Netzbetreibers (D1 Telekom/ D2 Vodafone/ O2 oder E Télefonica) zu Gesprächsabbrüchen.

Einführung des 5G Standards

In der Presse wird die flächendeckende Einführung des 5G Standards von den Netzbetreibern gefordert. Bundesweit wird dieser Standards eingeführt, um das transportierbare Datenvolumen und die Verbindungssicherheit zu erhöhen.

Durch die Implementierung des 5G Standards mit höheren Sende-/ Empfangsfrequenzen und somit im Vergleich zu 4G kürzeren Reichweiten müssen zusätzlichen Basisstationen aufgebaut werden, die per Glasfaser verbunden sind.
Die Infrastrukturkosten und folglich auch die Nutzungsgebühren werden höher sein als die der 4G Netze.

5G Netze werden vermutlich hauptsächlich durch Gewerbetreibende und Industriekunden genutzt werden, die hohe Datenvolumina von Mobilgeräten übertragen müssen.

Die 5G Betreiber werden weiterhin eigene Netze aufbauen und betreiben.

Anmerkungen zur „Funkloch“-Vermeidung

Laut Bundesregierung sollen die Funklöcher in den Mobilfunknetzen in den nächsten Jahren komplett geschlossen werden.
Zusätzliche Basisstationen müssen von den Mobilfunknetzbetreibern für die Netze D1 Telekom/ D2 Vodafone/ O2 oder E Télefonica) implementiert werden, um „ihre“ Funklöcher zu schließen.

Schon eine flächendeckende Versorgung mit G2 ermöglicht unterbrechungsfreie Telefonate stationär und aus Fahrzeugen.

Eine flächendeckende Versorgung mit G4 ist allerdings erstrebenswert, um von beliebigen Standorten Zusatzdienste wie z.B. das Internet nutzen zu können.

Problematisch für mobile Nutzer ist es, dass weiterhin kein unterbrechungsfreies Roaming zwischen Mobilfunknetzen möglich ist.
 

Anhang Mobilfunkstandards

Bei den Abkürzungen 2G, 3G, 4G und 5G handelt es sich um die verschiedenen Mobilfunkstandards.

2G	Dient hauptsächlich zum Telefonieren. Wer mit 2G im Internet surft, bekommt das mit den Abkürzungen GPRS oder E (Edge) angezeigt. GPRS max. 53,6 kbit/ s EDGE max. 220 kbit/s
3G	Sendet und empfängt mehrere Datenströme gleichzeitig Soll bald vom Netz genommen werden. UMTS max. 384 kbit/ s HSDPA+ max. 7,2 Mbit/ s und 42 Mbit/ s
4G	Theoretisch sollen damit innerhalb von wenigen Sekunden sehr große Daten heruntergeladen werden können. In der Praxis ist das aber noch nicht die Regel. Für private Verbraucher wird 4G auch bei Implementierung von G5 weiter optimiert. Max. 1000 Mbit/ s, in der Praxis ca. 50 Mbit/ s
LTE	LTE ist etwas leistungsschwächer als 4G und hat eine geringere Download-Geschwindigkeit.
5G	Datendurchsatz und Verbindungssicherheit sind höher als bei G4/LTE. Die Umsetzung ist teuer und aufwendig ist, da 5G wesentlich mehr Sendemasten als der aktuelle Standard braucht, die zusätzlich alle mit Glasfaserleitungen angeschlossen werden müssen. max. 10 Gbit/ s