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Kabellose Breitbandtechnologien

Erstellt am: 09.06.2015 | Stand des Wissens: 15.12.2023

Synthesebericht gehört zu:

Die kabellosen Breitbandtechnologien unterscheiden sich technisch stark von kabelgebundenen Infrastrukturen. Es ist nicht mehr nötig, für jeden einzelnen Endkunden eine (teure und gegebenenfalls unwirtschaftliche) eigene Leitung zu verlegen und zu betreiben, sondern es werden mehrere Endkunden innerhalb einer sogenannten Funkzelle von einer einzigen Funkantenne (Mobilfunk) versorgt. Ein genereller Nachteil dieser Technologien besteht darin, dass sich die Endnutzer in einer Funkzelle die Gesamtübertragungskapazität teilen müssen (sogenannte "shared medium"), sich die Bandbreite bei starker gleichzeitiger Nutzung für den Endnutzer also stark reduzieren kann.
Die Funkzellen sind in aller Regel wabenförmig über das gesamte Versorgungsgebiet verteilt, sodass idealerweise die ganze Fläche abgedeckt ist. Die Größe dieser Zellen unterscheidet sich sehr stark, je nachdem, wie viele Endgeräte erreicht werden. So reicht der Durchmesser einer Funkzelle von unter hundert Metern in städtischen Gebieten bis zu mehreren Kilometern auf dem Land. Dabei wird jede Funkzelle von einer einzigen zentralen Sende- und Empfangsanstalt, der sogenannten "Mobilfunkbasisstation" (Antenne) versorgt. Bei aktuellen und leistungsfähigen Technologien nimmt die Reichweite einer Basisstation mit zunehmender Anzahl verbundener Verbraucher und genutzter Bandbreite ab.

Aktuelle verwendete Breitbandtechnologien im Bereich des Mobilfunks sind Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) und Long Term Evolution (LTE), wobei die drei großen deutschen Netzbetreiber (Deutsche Telekom AG, Vodafone, Telefónica) jeweils eigene Netze betreiben. Dabei bietet LTE den Vorteil, dass dieser Standard im Gegensatz zu der vorherigen Generation nicht hauptsächlich für die Übertragung von Sprache (klassischer Mobilfunk), sondern für die Übertragung von Daten entwickelt wurde. Damit werden hohe Übertragungsraten von aktuell maximal 300 Megabits pro Sekunde in Empfangsrichtung und circa 75 Megabits pro Sekunde in Senderichtung erreicht. Zukünftig sollen bis zu 1000 Megabits pro Sekunde möglich sein (LTE-Advanced). Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bestehende Mobilfunkmasten relativ einfach und kostengünstig für LTE umgerüstet werden können.

UMTS-LTE-Nutzer.jpgAbb. 1: Anteil der regelmäßigen UMTS- und LTE-Nutzer in Deutschland [BNetzA17d] (Grafik zum Vergrößern bitte anklicken)
Bis Ende 2019 soll laut dem Breitbandatlas der Bundesregierung 98 Prozent der deutschen Haushalte über LTE-Anschlüsse mit einer Übertragungsgeschwindigkeit ab 10 Megabits pro Sekunde verfügen. Die Zahl der LTE-Basisstationen in 2017 betrug 48.146 [BNetzA17d].
Unter Richtfunk versteht man eine Übertragung zwischen festen Standorten. Die Übertragung kann durch Mikrowellen-Richtfunk (mittels elektromagnetischer Wellen) oder optischen Richtfunk (Lichtsignale) erfolgen und sowohl Einzelanschlüsse (Punkt-zu-Punkt-Richtfunk), als auch mehrere Haushalte (Punkt-zu-Mehrpunkt-Richtfunk) mit Breitbanddiensten versorgen. Hierzu ist im Gegensatz zum klassischen Mobilfunk eine Sichtverbindung zwischen den Antennenanlagen notwendig, da die Funkwellen gebündelt übertragen werden. Dabei sind je nach Kapazität der Richtfunkstrecke Übertragungsraten bis zu einem Gigabit pro Sekunde möglich. Richtfunkanlagen bieten somit die Möglichkeit, relativ kostengünstig (im Vergleich zu einer Erschließung mit Glasfaserkabeln) abgelegene Ortschaften oder auch Firmen mit Breitbandinternet zu versorgen.
Ansprechperson
Bauhaus-Universität Weimar, Professur Verkehrssystemplanung, Prof. Dr.-Ing. Plank-Wiedenbeck
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Regulierung von Breitbandinfrastruktur (Stand des Wissens: 17.01.2023)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?451225
Literatur
[BNetzA17d] Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen Jahresbericht 2017 Netze für die Zukunft, 2018
Weiterführende Literatur
[BMVI18t] Bundesministerium für Digitales und Verkehr Digitalisierung und Künstliche Intelligenz in der Mobilität Aktionsplan, 2018/11
Glossar
UMTS Abkürzung für Universal Mobile Telecommunications System. Internationaler Standard für zellulare Mobilfunknetze, der bei einer Datenübertragungsrate von bis zu 2 Megabit pro Sekunde neben den klassischen Mobilfunkdiensten auch mobile Multimediaanwendungen und einen Internetzugang ermöglicht.
LTE
Long-Term-Evolution (LTE) ist nach dem analogen Mobilfunknetz, dem GSM-Standard (2G) und dem UMTS-Standard (3G) der inzwischen vierte Mobilfunkstandard (4G), der deutlich höhere Downloadraten mit bis zu 300 Megabit pro Sekunde erreichen kann.
LTE-Advanced, kurz LTE-A, ist eine Erweiterung von LTE und soll Datenraten bis zu einem Gigabit pro Sekunde beim Herunterladen von Inhalten erzielen. Um dieses Ziel zu erreichen, muss das klassische LTE Netz mit der neuen Technologie aufgerüstet werden.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?450065

Gedruckt am Sonntag, 23. Februar 2025 00:59:01