Mitnutzungspotentiale kommunaler Träger-infrastrukturen für den Ausbau der nächsten Mobilfunkgeneration 5G - Eine Handreichung der AG Digitale ...
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Mitnutzungspotentiale kommunaler Träger- infrastrukturen für den Ausbau der nächsten Mobilfunkgeneration 5G Eine Handreichung der AG Digitale Netze des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur
Inhaltsverzeichnis
Die wichtigsten Botschaften......................................................................................................................................... 2
1. Präambel.....................................................................................................................................................................5
2. Anwendungspotentiale von 5G............................................................................................................................... 7
3. Rahmenbedingungen des 5G-Ausbaus................................................................................................................... 9
3.1 Zeitliche Rahmenbedingungen....................................................................................................................... 9
3.2 Technische Rahmenbedingungen.................................................................................................................10
3.3 Frequenztechnische Besonderheiten...........................................................................................................10
3.4 Infrastrukturelemente der 5G-Standorttypen............................................................................................11
3.4.1 Makro-Standorte in heutigen Mobilfunknetzen.............................................................................12
3.4.2 Ausbau bestehender Makro-Standorte.............................................................................................13
3.4.3 Errichtung neuer und „neuartiger“ Makro-Standorte....................................................................15
3.4.4 Kleinzellen-Standorte.........................................................................................................................16
3.4.4.1 Funktionale Bestandteile einer Small Cell........................................................................17
3.4.4.2 Kommunale Standorttypen und archetypische Bauformen...........................................18
3.4.4.3 Anforderungen an Kleinzellen-Standorte.........................................................................20
4. Inanspruchnahme kommunaler Trägerinfrastrukturen für den 5G-Ausbau..................................................22
4.1 Eignungsprüfung von Standorten und mitnutzbaren Trägerstrukturen.................................................22
4.2 Genehmigungserfordernisse beim 5G-Netzausbau...................................................................................23
4.3 TK-Anbindung.................................................................................................................................................23
4.3.1 Glasfaser................................................................................................................................................24
4.3.2 Richtfunk...............................................................................................................................................24
5. Mitnutzbare Trägerstrukturen...............................................................................................................................25
5.1 Mitnutzung bestehender Antennenmasten................................................................................................25
5.2 Fahrleitungsmasten........................................................................................................................................26
5.3 Beleuchtungsmasten („Straßenlaternen“)...................................................................................................27
5.4 Verkehrszeichenträger für Lichtsignalanlagen („Ampelanlagen“)...........................................................29
5.5 Verkehrszeichenträger für Verkehrsschilder...............................................................................................29
5.6 Fahrgastinformationstafeln und Hinweisschilder......................................................................................30
5.7 Gebäudedächer und Dachkanten..................................................................................................................31
5.8 Gebäudefassade...............................................................................................................................................32
5.9 Zusammenfassung der Mitnutzungspotentiale..........................................................................................33
Abkürzungsverzeichnis................................................................................................................................................34
Mitglieder der AG Digitale Netze des BMVI..............................................................................................................35
Redaktionsteam.............................................................................................................................................................36
Inhaltsverzeichnis 1
1. Die wichtigsten Botschaften
Gleichzeitig ist die Errichtung zusätzlicher Makro-Stand-
Ziel der Broschüre ist die Erläuterung der Infra-
orte nötig. Diese werden zum einen wiederum auf Gebäu-
strukturanforderungen des 5G-Ausbaus und die dedächer/Türmen errichtet werden, zum anderen aber
Identifikation von Mitnutzungspotenzialen kom- perspektivisch auch an neuen Standorttypen wie z.B. Dach-
munaler Trägerinfrastrukturen. kanten.
Die nächste Mobilfunkgeneration 5G wird eine neue Di- Schließlich ist die Zellverdichtung an Standorten mit hoher
mension der digitalen Wertschöpfung erschließen. Der Endgerätedichte sowie mit Kapazitätsbedarf für kritische
kommerzielle Start von 5G wird 2019/2020 erwartet. Anwendungen, durch den Aufbau von sogenannten Klein-
zellen (Small Cells) ein wichtiger Bestandteil für einen er-
Erste Ausbauschwerpunkte bilden besiedelte Gebiete sowie folgreichen 5G Rollout.
Gewerbe- und Industriegebiete. Auch an Verkehrswegen
wird ein frühzeitiger Ausbau angestrebt. Voraussetzung für
Kommunale Trägerinfrastrukturen spielen beson-
den 5G-Ausbau ist u.a. auch der Aufbau neuer 5G-Basis-
stationen, die mit Glasfaser angebunden sind. Ausbauför- ders für den Aufbau von Kleinzellen eine wichtige
dernd wirken sich dabei die möglichst einfache Nutzung Rolle.
vorhandener passiver Trägerinfrastrukturen sowie der Zu-
griff auf vorhandene gebäudeinterne Infrastrukturen aus. Damit insbesondere die beschriebene Zellverdichtung
Letzteres wird allerdings in dieser Broschüre nicht näher realisiert werden kann, müssen nun auch neue Trägerinfra-
vertieft. strukturen im öffentlichen Raum eingebunden werden.
Diese liegen oft in kommunaler Hand, spielten bisher
Die vorliegende Hinweisbroschüre dient der Erläuterung keine Rolle für die Telekommunikationsnetze und müssen
der Infrastrukturanforderungen des 5G-Ausbaus. Hierfür zunächst überhaupt identifiziert werden, bevor sie nutzbar
wurden vor allem geeignete Mitnutzungspotentiale kom- gemacht werden können.
munaler Trägerinfrastrukturen identifiziert und Anforde-
rungen für ihre Bereitstellung definiert. Die Auswahl der Bund, Länder und Kommunen sollten sich daher frühzeitig
Mitnutzungspotentiale erfolgte dabei vorrangig mit Blick mit den anstehenden Veränderungen durch den 5G-Aus-
auf den besiedelten Raum. bau vertraut machen, um eine unterstützende Rolle spielen
zu können und damit den effizienten Ausbau zu beschleu-
nigen. Dies betrifft z.B. die Identifikation von potenziellen
5G manifestiert sich mit Blick auf die Mobilfunk- Trägerinfrastrukturen und die Vereinfachung von Abstim-
standorte auf drei Ebenen: Bestehende Makro- mungs- sowie Genehmigungsprozessen, insbesondere
Standorte aufrüsten, neue Makro-Standorte durch Abschluss von Rahmenverträgen mit den Netzbe-
errichten, Kleinzellen errichten. treibern.
Mit Blick auf einen erfolgreichen 5G-Ausbau, muss neues
Der 5G-Ausbau erfolgt bedarfsorientiert mit Hilfe
Spektrum an existierenden Mobilfunkstandorten in Be-
trieb genommen werden. Diese sogenannten Makro-Stand- aller drei Maßnahmen (bestehende Makro-, neue
orte befinden sich heute typischerweise auf Gebäude- Makro-, neue Small Cell Standorte). LTE und 5G
dächern oder dedizierten Türmen. Bestehende baurecht- koexistieren miteinander.
liche und zulassungstechnische Rahmenbedingungen so-
wie ökonomische Randbedingungen begrenzen die Aufrüs- Hinsichtlich der zeitlichen Taktung steht zu Beginn des 5G-
tung dieser Standorte. Daher wird es dringend notwendig Ausbaus die Aufrüstung bestehender Makro-Standorte
werden, einen angemessenen rechtlichen Rahmen zur im Vordergrund. Für die Schließung von Abdeckungs-
effizienten Nutzung der bereits bestehenden Makro-Stand- lücken, besonders im ländlichen Raum, sind auch neue
orte für 5G zu gestalten. Makro-Standorte aufzubauen. Zur weiteren Steigerung
2 Die wichtigsten Botschaften
der Netzkapazität werden dann bedarfsgerecht zum einen Kleinzellen sind in Bezug auf die eingesetzten Antennen
Kleinzellenstandorte an Orten mit besonders hoher Per- im Erscheinungsbild eher mit WLAN-Accesspoints als mit
sonendichte errichtet, zum anderen können ggf. neuartige Mobilfunkmasten vergleichbar. Derzeit werden noch zahl-
Makro-Standorte für zusätzliche Kapazität sorgen. Die op- reiche Standorttypen für Kleinzellen diskutiert. Die drei
timierte Wahl der geeigneten Maßnahme und ihre zeitliche wichtigsten Gruppen sind
Taktung erfolgten bedarfsgetrieben und gesamthaft über
alle Netzebenen (Aufrüstung bestehende Makros, neue Masten (jegliche Form von Masten, wie Laternen, Ver-
Makros, Kleinzellen), die lokalen Topologien und Kunden- kehrsschilder, Ampeln, …),
bedarfe. LTE-Netze werden noch auf lange Sicht mit 5G- Stadtmöbel (Litfaßsäulen, Werbetafeln, Energielade-
Netzen koexistieren. säulen,…) und
Gebäudedächer und -wände (Wandmontage an öffent-
lichen und privaten Gebäuden).
Die Aufrüstung bestehender Makro-Standorte ist
essentiell für den 5G Ausbau, es gibt aber Hemm- Für Small Cell-Standorte lassen sich in einer ersten Annä-
nisse. herung Straßenlaternen, kommunale Hinweisschilder, wie
z.B. an U-Bahn-Zugängen, und Fahrgastinformationstafeln
Neuartige Makro-Standorte bestehen - anders als bisherige im öffentlichen Nahverkehr als besonders geeignet identifi-
Antennenstandorte - gewöhnlich nur aus einem Sektor zieren. Hinzu kommen Befestigungen in geringerer Höhe
und stellen daher geringere Anforderungen an die Träger- an Gebäuden aber auch innerhalb von Gebäuden.
struktur. Herkömmliche Standorte für Antennen im städti-
schen Raum sind, wie bereits oben dargestellt, weitgehend Abhängig von der Verortung der Systemtechnik kristallisie-
ausgereizt. Daher wird es einerseits dringend notwendig ren sich die folgenden archetypische Bauformen für Small
werden, einen angemessenen rechtlichen Rahmen zur Cells heraus, die kontextabhängig eingesetzt werden. Diese
effizienten Nutzung der bereits bestehenden Makro-Stand- sind
orte für 5G zu schaffen. Andererseits müssen neue und ggf.
neuartige Makro-Standorte gefunden werden. Beispiele für Nebensteller,
diese Standorte können sein: Flachdächer, Dachkanten und Umschluss- oder Seitengehäuse und
evtl. tragfähige Beleuchtungsmasten. standortintegrierte Systemtechnik.
Um die Eignung der kommunalen Trägerinfrastrukturen
Viele der untersuchten kommunalen Trägerinfra- für neue Standorte aus netzplanerischer Sicht zu bewerten,
strukturen eignen sich besonders für den Aufbau sind technische, immissionsschutzrechtliche, baurechtli-
von Kleinzellen. che, nachfragespezifische und verfahrenserleichternde An-
forderungen zu prüfen. Dies berücksichtigend ergeben sich
derzeit folgende Mitnutzungspotentiale, die insbesondere
für den Small Cell-Ausbau relevant sind:
Die wichtigsten Botschaften 3
Erweiterung von Aufbau neuer Aufbau neuer
Makro-Standorten Makro-Standorte Small Cell-Standorte
Antennenmasten Sehr geeignet Sehr geeignet Wenig geeignet
Fahrleitungsmasten Wenig geeignet Geeignet
Beleuchtungsmasten Wenig geeignet Sehr geeignet
Lichtsignalanlagen
Wenig geeignet Wenig geeignet
(„Ampelanlagen“)
Verkehrszeichenträger für
(große) Verkehrs- und Wenig geeignet Geeignet
Hinweisschilder
Fahrgastinformationstafeln &
Hinweisschilder Wenig geeignet Sehr geeignet
(„U-Bahn“)
Gebäudedächer,
Sehr geeignet Sehr geeignet Geeignet
Dachkanten
Gebäudefassaden Geeignet Sehr geeignet
Tabelle 1: Exemplarische Bewertung der Eignung von kommunalen Trägerinfrastrukturen als 5G-Standorte
Idealerweise stellen Kommunen Informationen über mit-
Prozessuale Aspekte spielen beim Kleinzellen-
nutzbare Standorte und deren Eigenschaften über digitale
aufbau eine wichtige Rolle. Schnittstellen zur Verfügung. Dies könnte im Idealfall
– entsprechende Rahmenverträge vorausgesetzt – die
Der Aufbau von Kleinzellennetzen bringt aufgrund der Standortidentifikation und -auswahl vereinfachen und den
perspektivisch großen Zahl der zu errichtenden Mobil- 5G-Ausbau erheblich beschleunigen.
funkstandorte besondere Anforderungen für Standort-
ertüchtigung, Ausbau und den operativen Betrieb mit sich. Aufgrund der geringeren Sendeleistung und optischen
Beeinträchtigung müssen an Kleinzellenstandorte geringe-
Die Anforderungen an Kleinzellen-Standorte im öffentli- re Anforderungen als an bisherige Makro-Standorte gestellt
chen Raum lassen sich grob in technische (z.B. Platzbedarf, werden. Deshalb ist eine Reduzierung der Verfahrensauf-
Anbindung mit Glasfaser und Strom) sowie prozessuale wände durch Standardisierung insbesondere durch den
Anforderungen einteilen. Dabei spielen prozessuale Abschluss von Rahmenverträgen mit allen wesentlichen
Aspekte eine sehr wichtige Rolle, da ein umfassender Small Regelungen sinnvoll. Da im Regelfall keine baurechtlichen
Cell-Ausbau einfache, möglichst automatisierbare Prozesse Genehmigungserfordernisse gegeben sein werden, können
bei allen beteiligten Akteuren erfordert. Zu nennen sind mit generellen Festlegungen trotz der zu erwartenden
beispielsweise hohen Anzahl neuer Standorte große administrative Auf-
a. flexible Zugangsregelungen, wände bei der Realisierung des einzelnen Standortes ver-
b. gegenseitige zeitnahe Übermittlung relevanter mieden werden.
Informationen zu Wartung/Störung sowie
c. möglichst digitale, automatisierbare Schnittstellen
für den Informationsaustausch.
4 Die wichtigsten Botschaften
1. Präambel
Die Mobilfunk-Generation 5G verspricht hochleistungs-
bei die möglichst einfache Nutzung vorhandener
fähige mobile Internetzugänge, intelligente Gesundheits-
dienste, vernetzte Mobilität, und vernetzte Produktions-
passiver Trägerinfrastrukturen sowie der Zugriff
prozesse. Hierfür soll 5G neue Maßstäbe in Bezug auf auf vorhandene gebäudeinterne Infrastrukturen
Spitzendatenraten, Datenverkehrsdichten, Latenzzeiten aus. Letzteres wird allerdings in dieser Broschüre
und Anzahl unterstützter Endgeräte setzen.1 nicht näher vertieft.
Die Bundesregierung hat mit Verabschiedung des DigiNetz-
Die nächste Mobilfunkgeneration 5G soll eine
Gesetzes 2016 die rechtlichen Rahmenbedingungen für
neue Dimension der digitalen Wertschöpfung einen beschleunigten Netzausbau im Fest- und Mobilfunk
erschließen. geschaffen. Mit dem Gesetz wurden die erforderlichen
Wegerechte aktualisiert, öffentliche Versorgungsnetz-
Um diese Potentiale zu heben, setzt sich die Bundesregie- betreiber dazu verpflichtet, ihre Infrastrukturen für den
rung dafür ein, Deutschland zum weltweiten Leitmarkt für Glasfaserausbau zur Verfügung zu stellen und öffentlich
5G zu machen. Unmittelbar mit Verabschiedung des finanzierte Baumaßnahmen mit dem Breitbandausbau zu
5G-Standards soll daher in Deutschland ab 2019 mit dem koordinieren. Schließlich wurden Ausstattungs- und
5G-Roll-out begonnen werden. Zugangspflichten für gebäudeinterne Netzinfrastruktur
festgelegt, um einheitliche Standards für die Glasfaser-
versorgung bis zum Endkunden zu ermöglichen.
Der Ausbau von 5G-Netzen wird 2019 beginnen.
Erste Ausbauschwerpunkte bilden besiedelte Aufgrund der unterschiedlichsten Ausbauszenarien belässt
Gebiete sowie Gewerbe- und Industriegebiete. der gesetzliche Rahmen allerdings bewusst weite Spielräu-
Auch an Verkehrswegen wird ein frühzeitiger me für die Umsetzungspraxis. Auch im Rahmen des Aus-
Ausbau angestrebt. baus von Mobilfunknetzen ergeben sich zahlreiche Mit-
nutzungsfragen im Hinblick auf bestehende und geplante
Doch was heißt das für die betroffenen Kommunen und Antennenstandorte einschließlich der ggf. notwendigen
ihre assoziierten Unternehmen vor Ort? Wie sieht der Masten sowie deren erforderliche Anbindungen. Zahlrei-
erforderliche Netzausbau aus, welche technischen Anforde- che Betroffene aus Bund, Ländern und Gemeinden haben
rungen hat 5G und wie kann der Netzausbau beschleunigt daher bereits frühzeitig um gemeinsame Erarbeitung von
werden? Auf diese Fragen soll diese Broschüre Antworten konkretisierenden Handlungsempfehlungen und Erläute-
geben. rungen für ein einheitliches und ausgewogenes Vorgehen
gebeten. Das BMVI hat daher zum Erfahrungsaustausch
Einleitend ist darauf hinzuweisen: und zur gemeinsamen Lösung von praktischen Umset-
zungsfragen die Arbeitsgruppe „Digitale Netze“ eingerich-
tet.
Voraussetzung für den 5G-Ausbau ist u.a. auch der
Aufbau neuer 5G-Basisstationen, die mit Glasfaser Die Unterarbeitsgruppe „Mitnutzung für die mobile Giga-
angebunden sind. Ausbaufördernd wirken sich da- bitgesellschaft (konvergente Hochgeschwindigkeitsnetze/
5G)“ hat den Auftrag, die besonderen Anforderungen des
Mobilfunks herauszuarbeiten und mit den gesetzlich vor-
1 ITU-R: Theoretische Spitzendatenraten bis zu 20/10 GBit/s gegebenen Rechten und Pflichten im Rahmen der bilate-
(Downstream / Upstream) unter idealen Bedingungen für
ralen Verhandlungen und Verwaltungsverfahren abzuglei-
einen einzelnen Nutzer, 100/50 Mbit/s (Downstream /
Upstream) Durchsatzraten für jeden Nutzer zu jeder Zeit in chen.
zentralen Stadtlagen, kurze Latenzzeiten von 1 ms für die
Dienste mit extremen Verzögerungsanforderungen bzw. 4 ms
für den mobilen Breitband-Anwendungsfall, Verkehrsdichten
von 10 Mbit/s/m² für Hotspots innerhalb von Gebäuden.
1. Präambel 5
Die vorliegende Hinweisbroschüre dient der Die Auswahl der Mitnutzungspotentiale erfolgte
Erläuterung der Infrastrukturanforderungen des dabei vorrangig mit Blick auf den besiedelten
5G-Ausbaus. Hierfür wurden vor allem geeignete Raum.
Mitnutzungspotentiale kommunaler Trägerinfra-
strukturen identifiziert und Anforderungen für Der fortschreitende Ausbau von 5G-Netzen kann gegebe-
ihre Bereitstellung definiert. nenfalls zu einer Neubewertung der beschriebenen Mit-
nutzungspotentiale führen. Es ist daher beabsichtigt, diese
Unter Einbindung der Hersteller, der Festnetz- und Mobil- Broschüre fortlaufend auf Anpassungsbedarf zu prüfen und
funknetzbetreiber sowie der Vertreter aus dem kommuna- aktuell zu halten.
len Raum beschreibt die vorliegende Broschüre anschau-
lich die technischen Grundlagen der nächsten Mobilfunk-
generation 5G und soll damit den Entscheidungsträgern
in den zuständigen Verwaltungen bei Bund, Ländern und
Kommunen den Zugang zum Thema erleichtern.
6 1. Präambel
2. Anwendungspotentiale von 5G
Die Vernetzung von Gesellschaft, Märkten, Branchen und
Abstimmungs- sowie Genehmigungsprozessen,
Industrien steht vor einem dynamischen Entwicklungs-
insbesondere durch Abschluss von Rahmenverträ-
sprung. Leistungsfähige Internetzugänge sind bereits heute
zu einem zentralen Standortfaktor geworden. Dabei stand gen mit den Netzbetreibern.
bisher die Erreichung flächendeckender Verfügbarkeit
breitbandiger Infrastruktur für die Nutzer im Vordergrund. Für große Teile der Bevölkerung ist ein schneller Internet-
Zukünftig wird neben dem Glasfaserausbau im Festnetz- zugang bereits heute zu einer zentralen Anforderung an
bereich auch die Mobilfunkversorgung mit dem neuen ihre Wohnortwahl geworden. Auch für Unternehmen ist
Netzstandard 5G beim Netzausbau eine verstärkte Rolle ein leistungsfähiger Internetzugang einer der wichtigsten
spielen. Standortvoraussetzungen. Kommunen stehen damit nicht
nur vor der Herausforderung, diesen Ansprüchen gerecht
Die neue Mobilfunkgeneration wird eine wesentliche zu werden, sondern auch im Wettbewerb mit anderen
Grundlage für Entwicklungen im Bereich Industrie 4.0 Kommunen. Neben dem Internetzugang über Festnetz
und für eine verstärkte Vernetzung in strategisch wichtigen wird die Verfügbarkeit von 5G-Netzen mit neuen Möglich-
Bereichen wie Mobilität (z.B. automatisiertes Fahren), keiten im Mobilfunk zahlreiche neue Anwendungen er-
Logistik, Energie und Medienverbreitung sein. Neben den möglichen und damit zum Treiber des Bedarfs werden:
anspruchsvollen Anforderungen der vielfältigen Anwen-
dungsfelder muss die Entwicklung von 5G weiteren Rah- Im Verkehrssektor bieten Vernetzung und intermodale
menbedingungen Rechnung tragen: Einerseits nimmt Ansätze sowohl im Individual- als auch im Logistikverkehr
die Anzahl vernetzter Geräte massiv zu und andererseits enorme Potentiale, um Verkehrsprobleme zu lösen: Eine
wächst das Datenvolumen, insbesondere der mobilen An- Digitalisierung des Verkehrssektors verspricht einen deut-
wendungen, rasant. 5G muss nicht nur hoch flexibel und lich besseren Verkehrsfluss. Zum Beispiel können Verkehrs-
skalierbar sein, sondern muss trotz des hierfür erforderli- leitzentralen mit automatisierter Erfassung der Fahrzeug-
chen, umfangreichen Netzausbaus bezahlbar bleiben, um bewegungen Verkehrsflüsse so steuern, dass Staus gar nicht
rasch und nachhaltig implementiert werden zu können. erst entstehen oder sich zumindest erheblich schneller auf-
Dementsprechend sind die Mitnutzungskonditionen kom- lösen. Das spart nicht nur Zeit und Ärger bei den Verkehrs-
munaler Trägerinfrastrukturen ein wichtiger Faktor für die teilnehmern, sondern verringert auch den Verbrauch von
Gesamtkosten und Geschwindigkeit des 5G-Ausbaus. Energieträgern, was zu einer geringeren Umweltbelastung
führt. Auch die Verkehrssicherheit kann merklich profitie-
Auch wenn der Aufbau und Betrieb der 5G-Netze Aufgabe ren. Voraussetzung hierfür ist die Vernetzung der Fahrzeu-
der Mobilfunknetzbetreiber ist, gehen die Herausforde- ge, damit diese untereinander und mit der Infrastruktur
rungen des Aufbaus weit über diesen Kreis hinaus. Einer- kommunizieren können. Auch die Parkplatzsuche kann
seits setzt 5G eine möglichst weitflächige Verfügbarkeit durch Smart Parking-Anwendungen, bei denen Sensoren
von Glasfasernetzen voraus und andererseits erreicht die freie Parkplätze melden, stark vereinfacht werden.
Netzverdichtung bei 5G ein Ausmaß, das eine intensive Zu-
sammenarbeit mit Städten, Landkreisen und Gemeinden Im Stadtmarketing und Tourismus entstehen durch Ver-
erforderlich machen wird. netzung und 5G-Mobilfunk neue Möglichkeiten der At-
traktivitätssteigerung für den Einkauf in der Innenstadt
und den Tourismus. In den Blick rückt damit nicht nur ein
Bund, Länder und Kommunen sollten sich daher
leistungsstarker mobiler Internetzugang, um die Aufent-
frühzeitig mit den anstehenden Veränderungen haltsqualität in der Innenstadt zu steigern, sondern mög-
durch den 5G-Ausbau vertraut machen, um eine lich werden auch Anwendungen, wie beispielsweise Aug-
unterstützende Rolle spielen zu können und da- mented Reality-Stadtrundgänge, bei denen Besucher „live“
mit den effizienten Ausbau zu beschleunigen. Dies in die Stadthistorie eintauchen können und damit bei-
betrifft z.B. die Identifikation von potenziellen spielsweise Stadtgeschichte ganz neu erleben können. Auch
Trägerinfrastrukturen und die Vereinfachung von Ausstellungsstücke müssen nicht mehr ortsfest in einem
2. Anwendungspotentiale von 5G 7
Museum gezeigt werden, sondern können in einem digita- Hierzu zählen etwa die bedarfsgerechte Beheizung und ein
len Museum in den Blick der Besucherinnen und Besucher effizientes Energiemanagement kommunaler Einrichtun-
gerückt werden. Voraussetzung ist, dass die entsprechen- gen wie Schulen und Theater oder auch Predictive Main-
den Endgeräte mit den hohen Bandbreiten mobil erreicht tenance-Anwendungen im Einsatz kommunaler Verkehrs-
werden und Interaktionen mit geringeren Reaktionszeiten flotten, um Störungen bereits zu erkennen, bevor diese
möglich sind, um eine reale Interaktion zu ermöglichen. zum Ausfall des Fahrzeugs führen.
Energieversorgung und Abfallbeseitigung gehören von Voraussetzung all dieser Anwendungen sind Mobil-
jeher zu den Aufgaben kommunaler Daseinsvorsorge. In funkanbindungen, da die Großzahl dieser Sensoren nicht
Energienetzen werden in Zukunft dezentrale Systeme per Kabel sinnvoll angebunden werden kann. Insbesonde-
auf lokaler Ebene mit einem hohen Vernetzungsgrad die re mit Blick auf die Energieversorgung sind zudem kurze
Netzarchitektur bestimmen. Ziel ist es, lokale und regio- Latenzzeiten notwendig, um die Versorgungssicherheit der
nale Energieverteilnetze durch die dynamische Steuerung Netze zu gewährleisten. Andere Nutzungsszenarien wie
von Erzeugern, Lasten und Speichern so zu optimieren, Smart Waste erfordern hingegen insbesondere lange Bat-
dass diese Erzeuger auch netzdienliche Aufgaben überneh- terielaufzeiten des Sensors. Besonders hohe Anforderun-
men, die aktiv zur Stabilisierung des Stromnetzes beitra- gen entstehen, wenn zeitkritische Steuerungssignale und
gen können. Dazu sind Kommunikationsbeziehungen in hochauflösende Bewegtbilder übertragen werden sollen,
lokalen und regionalen Strukturen mit sehr kleiner Latenz beispielsweise bei der Steuerung einer Drohne. Der Einsatz
notwendig, um der zunehmenden Verbreitung von lokalen solcher 5G-Drohnen im kommunalen Umfeld kommt bei-
Erzeugern wie Solaranlagen und Windkraftanlagen und spielsweise für die Überprüfung der Einhaltung baurecht-
den konventionellen Kraftwerken auf der einen Seite, aber licher Vorgaben in Betracht oder aber für Notsituationen,
auch durch die Erkennung von Laständerungen, wie zum um bereits in der Leitzentrale einen Überblick über die
Beispiel durch die Verbrauchsprofile neuer Verbraucher wie Vor-Ort-Situation zu erhalten.
Elektroautos, auf der anderen Seite Rechnung zu tragen.
Zusammenfassend ergeben sich neben der allgemeinen
Im Bereich der Abfallbeseitigung können bereits heute Standortverbesserung durch 5G-Netze zahlreiche Möglich-
Sensoren Füllstände erkennen und Bedienstete und Fahr- keiten zum Einsatz im kommunalen Umfeld.
zeuge so einsetzen, dass Routen optimal und effizient ab-
gefahren werden. Die für den Rollout und den Aufbau solcher Netze erfor-
derlichen Standort-Bedingungen wollen wir im Folgenden
Auch im Bereich anderer kommunaler Aufgaben ergeben beschreiben.
sich Möglichkeiten, Ressourcen effizienter einzusetzen.
8 2. Anwendungspotentiale von 5G3. Rahmenbedingungen
des 5G-Ausbaus
Grundlage für die Entwicklung von 5G-Produkten ist der Schließlich ist die Zellverdichtung an Standorten mit hoher
globale 5G-Standard. Endgerätedichte sowie mit Kapazitätsbedarf für kritische
Anwendungen durch den Aufbau von sogenannten Klein-
3.1 Zeitliche Rahmenbedingungen zellen (Small Cells) ein wichtiger Bestandteil für einen er-
folgreichen 5G-Rollout.
Standardisierung und Netzausbau sind zweistufig ange-
legt. Während die erste Stufe der Standardisierung bereits Hinsichtlich der zeitlichen Taktung steht zu Beginn des 5G-
im Dezember 2017 abgeschlossen wurde, wird die neue Ausbaus die Aufrüstung bestehender Makro-Standorte im
Mobilfunkgeneration voraussichtlich Ende 2019 abschlie- Vordergrund. Die Schließung von Abdeckungslücken, be-
ßend standardisiert sein.2 Die parallele Einführung von 5G sonders im ländlichen Raum, erfordert zudem den Aufbau
entspricht der Einführung von LTE, das bis heute parallel neuer Makro-Standorte. Zur weiteren Steigerung der Netz-
mit GSM und UMTS in den Netzen betrieben wird. Pers- kapazität werden dann bedarfsgerecht zum einen Klein-
pektivisch kann man davon ausgehen, dass die bereits im zellenstandorte an Orten mit besonders hoher Personen-
Betrieb befindlichen Mobilfunkfrequenzen zunehmend auf dichte errichtet, zum anderen sorgen ggf. auch neuartige
5G umgestellt werden, ähnlich wie LTE zunehmend GSM Makro-Standorte für zusätzliche Kapazität.
und UMTS ersetzt.
Zwar liegt der Schwerpunkt besonders zu Beginn
LTE-Netze werden noch auf lange Sicht mit des 5G-Ausbaus auf der Ertüchtigung der be-
5G-Netzen koexistieren. stehenden Makro-Standorte, jedoch bleiben alle
Maßnahmen auch langfristig relevant. Die Wahl
Der Ausbau von 5G wird voraussichtlich im Jahr 2019 be- der geeigneten Maßnahme und ihre zeitliche Tak-
ginnen. Ab 2019/2020 wird der kommerzielle Start von 5G tung erfolgt unter Berücksichtigung ökonomischer
erwartet.3 Aspekte, der lokalen Topologie (z.B. Aufrüstbarkeit
der bestehenden Makrostationen der Kosten evtl.
Mit Blick auf einen erfolgreichen 5G-Ausbau, muss neues Umbaumaßnamen) und lokaler Kundenbedarfe.
Spektrum an existierenden Mobilfunkstandorten in Be- So kann in einem Stadtteil ggf. schon über Ma-
trieb genommen werden. Diese sogenannten Makro-Stand- krozellen auch mittelfristig genug Kapazität be-
orte befinden sich heute typischerweise auf Gebäudedä- reitgestellt werden, sodass nur vereinzelte Small
chern oder dedizierten Türmen. Bestehende baurechtliche,
Cells benötigt werden. In einem anderen Stadtteil
zulassungstechnische Rahmenbedingungen, physikalische
hingegen werden aufgrund ungünstiger Rahmen-
Eigenschaften (wie z.B. Platz, Statik) sowie ökonomische
bedingungen auf der Makroebene schon zu einem
Randbedingungen begrenzen die Aufrüstung dieser Stand-
orte. Daher wird es dringend notwendig werden, einen
früheren Zeitpunkt viele Small Cells benötigt. Dies
angemessenen rechtlichen Rahmen zur effizienten Nut- ist aufgrund der unterschiedlichen Frequenzaus-
zung der bereits bestehenden Makro-Standorte für 5G zu stattung, der Technologiewahl sowie der strategi-
gestalten. schen Ausrichtung für jeden Mobilfunkbetreiber
unterschiedlich. Zusammenfassend ist der 5G-
Gleichzeitig ist die Errichtung zusätzlicher Makro-Standorte Ausbau gekennzeichnet durch:
nötig. Diese werden zum einen wiederum auf Gebäudedä- - Aufrüstung bestehender Makro-Standorte
chern/Türmen errichtet werden, zum anderen aber perspek- und Einsatz von neuem Frequenzspektrum,
tivisch auch an neuen Standorttypen wie z.B. Dachkanten. - Errichtung neuer Makro-Standorte,
- Netzverdichtung durch die Errichtung von
Kleinzellen-Sendestandorten und
2 https://www.itu.int/en/ITU-R/study-groups/rsg5/rwp5d/imt- - Einsatz von fortgeschrittenen Antennen-
2020/Pages/default.aspx. systemen.
3 5G-Strategie für Deutschland
3. Rahmenbedingungen des 5G-Ausbaus 93.2 Technische Rahmenbedingungen die weiträumige Flächenabdeckung, da sich die Ausbrei-
tungsbedingungen von Funkfrequenzen mit zunehmen-
Grundsätzlich gelten auch für 5G-Netze weiterhin viele der Frequenzhöhe stark verschlechtern. Die Frequenzen
grundlegende Zusammenhänge, wie sie für Mobilfunktech- unterhalb von 1 GHz werden aufgrund der geringeren Ver-
nologien seit ihrer Einführung bekannt sind4: fügbarkeit niedriger Frequenzbänder auch weiterhin be-
vorzugt zur Mobilfunk-Flächenversorgung mit herkömm-
Mobilfunknetze sind aus Zellen aufgebaut, die sich für lichen Sprach- und Datendiensten eingesetzt werden.
einen unterbrechungsfreien Empfang beim Zellwech- Aufgrund ihrer guten Eigenschaften zur Flächendeckung
sel überlappen. werden sie zukünftig auch vermehrt für Anwendungsfälle
Die für den einzelnen Nutzer erreichbare Datenrate in des Internets der Dinge (IoT) mit lediglich moderatem zu-
einer Zelle hängt von der verwendeten Frequenzband- sätzlichen Datenverkehrsaufkommen eingesetzt5.
breite, dem Abstand zur Sendeantenne und der Zahl
der aktiven Nutzer in der jeweiligen Mobilfunkzelle ab. Die Frequenzbänder zwischen 1 und 6 GHz verfügen über
Die Größe der Zellen wird von der Sendeleistung der ungefähr die doppelten Frequenzressourcen im Vergleich
Basisstation und den Ausbreitungsbedingungen der zu den Bändern unterhalb von 1 GHz. Als erstes neues
genutzten Funkfrequenzen beeinflusst. Frequenzband der 5. Mobilfunkgeneration gilt das soge-
• Niedrige Frequenzen verfügen dabei über bessere nannte C-Band (5G Pionierband), die Frequenzen von 3,4
Ausbreitungseigenschaften und bilden deshalb die GHz – 3,7/3,8 GHz. Ergänzend kommen für 5G die hohen
Grundlage für die Mobilfunkabdeckung in der Flä- Frequenzbänder oberhalb von 24 GHz (der sogenannte Mil-
che. limeterwellenbereich) in Frage. Bislang werden hohe Fre-
• Höhere Frequenzen erfahren eine stärkere Ausbrei- quenzbänder u.a. für die Richtfunk-Anbindung genutzt.
tungsdämpfung, die Zellgröße verringert sich. Sehr Teile dieser Richtfunk-Nutzung werden perspektivisch
hohe Frequenzen größer 20 GHz erfordern darüber durch Glasfaser ersetzt. In städtischen Gebieten könnten
hinaus in der Regel eine direkte Sichtverbindung. diese Frequenzen dann grundsätzlich (unter Wahrung der
regulatorischen Prozesse) für die Anbindung der Mobilfun-
kendgeräte mit 5G genutzt werden.
Die Anforderungen von 5G-Netzen an die Sende-
standorte unterscheiden sich angesichts der ver-
wendeten Frequenzen von denen herkömmlicher Einer der Gründe für die Besonderheiten des 5G-
Sendestandorte. 5G-Netze benötigen neben groß- Netzausbaus ist die mögliche zusätzliche Nut-
flächig verteilten herkömmlichen Makro-Sende- zung der Millimeterwellentechnologie >24 GHz.
standorten auch eine Vielzahl verteilter Klein- Frequenzen >24 GHz ermöglichen Datenraten
zellen-Sendeanlagen, die eher WLAN-Access- von bis zu 20 Gbit/s. Diese Frequenzen kommen
points ähneln. bei gleicher Sendeleistung allerdings nur für ver-
gleichbar kleine Funkzellen in Frage. Einsatzfälle
sind sowohl der stationäre Breitbandzugang als
3.3 Frequenztechnische Besonderheiten auch Mobilfunk-Versorgungsgebiete mit höchs-
tem Datenverkehrsaufkommen.
Die für Funkanwendungen erforderlichen Frequenzen ste-
hen physikalisch nur in einem begrenzten Umfang zur Ver-
fügung. Bisherige Funkanwendungen konzentrieren sich
insbesondere auf niedrige Frequenzbänder ≤ 3,8 GHz für
5 Ein 5G-Anwendungsfall des Internets der Dinge ist u.a. im Be-
reich des automatisierten Fahrens zu finden (z.B. hochdynami-
4 Siehe auch: Technologien für die Gigabitgesellschaft sche Kartenupdates für die situationsbedingte Navigation bzw.
(Nationaler IT Gipfel 2016). Funktionalitäten für die Erhöhung der Verkehrssicherheit).
10 3. Rahmenbedingungen des 5G-AusbausFrequenzen Reichweite Nutzung Einsatz/Standorttyp
900 MHz GSM Generelle Flächenabdeckung
800 MHz ~ 4-5 km LTE Stadt, Stadtrandlagen, ländlicher Raum/
700 MHz DVB-T/5G Makro-Standorte
1800 MHz GSM/LTE Stadt, Stadtrandlagen,
2100 MHz ~< 1,5 km UMTS Verkehrswege
2600 MHz LTE HotSpot
3500 MHz ~< 600 m 5G /existierende und neue Makro-
Standorte, teilw. Kleinzellen
24,5-27,5 GHz ~< 100-200 m 5G HotSpots
Tabelle 2: Übersicht Frequenzen
Frequenznutzungen oberhalb von 1 GHz erfordern wesent- 3.4 Infrastrukturelemente der 5G-Standorttypen
lich mehr Antennenstandorte, da aufgrund von physika-
lischen Bedingungen die Funkzellen bei gleicher Strah- Herkömmliche und zukünftige Mobilfunknetze unter-
lungsleistung wesentlich kleiner sind. Sie unterliegen daher scheiden sich im Hinblick auf Zellgröße und Sendeleistung.
anderen technischen Anforderungen als bisherige Stand- Man unterscheidet grundsätzlich zwischen Makrozellen
orte. und Kleinzellen:
Makro-Standorte werden daher zumeist auf Dächern
Die Abschattungseffekte von Gebäuden und an-
bzw. Türmen bereitgestellt und stellen die gegenwär-
deren Hindernissen sind bei höheren Frequenzen
tig dominierende Mobilfunknetz-Standortform dar.
spürbarer, die Anwendung liegt vorzugsweise im Mit Sendeleistungen im Bereich >100W pro Sektor/Zel-
direkten Sichtfeld zwischen Basisstation und le dienen sie der Flächenversorgung.
Endgerät. Im Bereich der Frequenzen um 3,5 GHz Kleinzellen-Basisstationen mit Sendeleistungen un-
kompensieren neue Multi-Antennentechnologien terhalb von 10W pro Sektor/Zelle findet man bislang
mit dynamischer 3D-Strahlbündelung und -füh- nur vereinzelt. Sie dienen bislang vor allem der Entlas-
rung sowie die Koordination von Sendemasten tung bzw. Ergänzung der Makrozellen an Standorten
teilweise die frequenzbedingte geringere Reich- mit lokal besonders hohem Verkehrsaufkommen. Pers-
weite. pektivisch werden sie ein wichtiger Bestandteil des 5G-
Netzes.
Hierfür folgt die Ausrichtung der Abstrahlung im gewis- Wie ausgeführt wird sich 5G sowohl auf bereits existieren-
sen Umfang dynamisch den Endgeräten. Zukünftig sollen de Antennenstandorte auswirken als auch neue Standorte
für eine bessere Koordinierung der Sendeanlagen zudem benötigen. Im Folgenden werden erst die Auswirkungen
Störungen in den Zellüberlappungsbereichen deutlich re- auf bestehende und neue Makro-Standorte mit hoher
duziert werden.6 Sendeleistung genauer beschrieben. Die Beschreibung der
Kleinzellen-Standorte erfolgt dann im letzten Abschnitt. In
Kapitel 4 und 5 folgt auf dieser Grundlage eine Eignungs-
6 Dabei spielt das sog. Beamforming eine zunehmend wichtige prüfung passiver Trägerinfrastrukturen in kommunaler
Rolle, da auf diese Weise auf derselben Frequenz mehrere Ge- Hand für diese 5G-Standorttypen.
räte mit Daten gleichzeitig versorgt werden können. Zukünftig
wird bei 5G ein Endgerät mit mehr als einer Basisstation
verbunden sein, so dass die maximale Datenrate sich aus der
Summierung der einzelnen Basisstationen ergibt, mit der das
Endgerät verbunden ist.
3. Rahmenbedingungen des 5G-Ausbaus 113.4.1 Makro-Standorte in heutigen Mobilfunknetzen flächendeckender Glasfaserinfrastrukturen aber auch im
ländlichen Raum.
Die Mobilfunkversorgung erfolgt heute in der Regel durch
‚größere‘ Installationen mit Mobilfunksendeanlagen an Eine Makro-Installation besteht regelmäßig aus
klassischen Makro-Standorten. Oft teilen sich mehrere Kombination(en) von:
Betreiber gemeinsam einen Standort. Aus Gründen der
Rundumabdeckung bilden in vielen Fällen drei Sende- und Antennen, Systemtechnik, Schrank und Antennenverka-
Empfangssektoren zusammen jeweils einen Standort pro belung zwischen Antennen und Systemtechnik-Schrank
Mobilfunkbetreiber. (am Fußpunkt des Mastes, im Systemtechnik-Raum)
Die Maststandorte sind außer mit Antennen und Radio-
modulen regelmäßig mit weiterer Systemtechnik und und/oder
Infrastruktur für die Anbindung des Standortes an das
Zugangsnetz ausgestattet. Oft sind der Systemtechnik- Antennen, separatem Funkmodul (nah der Antenne),
schrank und die dazugehörenden Komponenten in einem Systemtechnik-Schrank in Fußpunkt-/Bodennähe mit
separaten Betriebsraum/-gebäude untergebracht. Es wird (kombinierter) Glasfaser-/Stromversorgungsverkabelung
erwartet, dass zukünftig die Anbindungsinfrastrukturen zwischen Systemtechnikschrank und Funkmodul(en) so-
sukzessive durch Glasfaser ersetzt werden, insbesondere wie zentralisiertem Stromwandler pro Standort, oft mit
für die städtischen Standorte, mit fortschreitendem Ausbau Pufferbatterie.
Antenne
Hochfrequenzeinheit
Systemtechnik
Koaxialkabel
Lichtwellenleiter
Abbildung 1: Schematische Darstellung Turminstallation (Makro-Typ)
Quelle: BMVI
12 3. Rahmenbedingungen des 5G-AusbausDie existierenden Standort-Bauformen findet man im We- Aus technischer Sicht unterscheidet man Anwendungsge-
sentlichen auf biete für die heutige Mobilfunkversorgung in städtische
Ballungsräume, Stadtrandlagen und den ländlichen Raum
Türmen (insbesondere im ländlichen Raum und ent- mit Siedlungs- und Gewerbegebieten, die jeweils durch
lang der Verkehrswege), Verkehrswege der unterschiedlichsten Art durchzogen bzw.
turmhohen Gebäuden (z.B. Kirchtürme), miteinander verbunden sind.
Dächern (an zentralen Masten oder auch über Dach
verteilt, z.B. an Gebäude-Ecken) und
Masten.
Abbildung 2: Mobilfunk-Anwendungsbereiche, hervorgehoben: heutige (Makro-)Standorte
Quelle: BMVI
Um die durch die zukünftige Entwicklung des Mobilfunks chen Raum. Für die generelle ländliche Abdeckung steht
zu 5G entstehenden Änderungen zu verstehen, erläutert seit Freiräumung des Frequenzbandes im Jahr 2018 insbe-
der folgende Abschnitt den schrittweisen Ausbau existie- sondere das 700 MHz-Band zur Verfügung.
render und anschließend den Aufbau neuer Mobilfunks-
tandorte. Eine Reihe von Faktoren begrenzen die Aufrüstbarkeit der
bestehenden Makro-Standorte. Diese sind baurechtliche
3.4.2 Ausbau bestehender Makro-Standorte und zulassungstechnische Rahmenbedingungen (vor allem
Immissionsschutz), physikalische Gründe (wie z.B. Platz,
Wie zuvor bereits dargelegt werden im ersten Schritt des Statik) sowie ökonomische Randbedingungen. Wie bereits
5G-Ausbaus die existierenden Makro-Standorte aufgerüstet oben schon erwähnt, wird es daher dringend notwendig
und neue Frequenzen für 5G aktiviert. Es zeichnet sich ab, werden, einen angemessenen rechtlichen Rahmen zur effi-
dass bedarfsgetrieben zunächst eine neue Antennen-Tech- zienten Nutzung der bereits bestehenden Makro-Standorte
nologie bei 3,5 GHz im städtischen Raum aufgebaut wird, für 5G zu schaffen.
komplementiert durch punktuelle Aufbauten im ländli-
3. Rahmenbedingungen des 5G-Ausbaus 13Abbildung 3: Schematische Darstellung einer ersten 5G Ausbaustufe auf existierenden Standorten
Quelle: BMVI
Für die Inbetriebnahme des 700 MHz-Spektrums werden Für die Inbetriebnahme des 3,5 GHz-Spektrums werden
Funkmodule pro Sektor ergänzt und eventuell Antennen u.a. aktive (integrierte) Multi-Aktive-Antennen-Einheiten
ausgetauscht. (sogenannte Active Antenna Units - AAUs) verbaut.
3,5 GHz
700 MHz Antenne
Hochfrequenzeinheit
Systemtechnik
Koaxialkabel
Lichtwellenleiter
Abbildung 4: Schematische 5G Erweiterungen (Makro-Typ)
Quelle: BMVI
14 3. Rahmenbedingungen des 5G-Ausbaus3.4.3 Errichtung neuer und „neuartiger“ Makro-Standorte
Es gilt auf der einen Seite im städtischen Raum
Neben der Aufrüstung bestehender Makro-Standorte müs- einen möglichst effizienten Rahmen für die
sen auch neue Makro-Standorte errichtet werden. Um den Aufrüstung bestehender Antennenstandorte zu
Ausbau gerade im ländlichen Raum voranzutreiben, könn- schaffen. Auf der anderen Seite gilt es ergänzend
ten vorkonfektionierte Lösungen unter Umständen den alternative Standorte zu finden, die auch neuarti-
Errichtungsaufwand reduzieren. ge Makrozellen aufnehmen können.
In der Diskussion sind dabei auch neuartige Makro-Stand- Neuartige Makro-Standorte bestehen - anders als
orte, ggf. auch nur mit einer Sektorantenne im C-Band, d.h. bisherige Antennenstandorte - gewöhnlich nur
um 3,5 GHz, in der Regel als aktive Antenne mit Beamfor- aus einem Sektor und stellen daher geringere An-
ming. Zudem benötigen neuartige Makro-Standorte evtl.
forderungen an die Trägerstruktur. Beispiele für
auch nur einen minimierten Systemschrank mit Netzzu-
diese Standorte können sein: Flachdächer, Dach-
gangstechnik, Stromversorgung und evtl. Pufferbatterie.
kanten und tragfähige Laternenpfähle.
Generelle Parameter Existierende Makro-Standorte Neuer Makrostandort
(meist 3 Sektoren) (1 Sektor)
Ohne 5G Mit 5G Mit 5G
Frequenzbänder mind. 1 - 4 Bänder pro Zusätzlich 1 - 2 2 GHz
Standort (< 3,8 GHz) (700 MHz, 3,5 GHz) Bereich (1,8 - 2,6 GHz) (a)
3,5 GHz (b) oder
26 GHz (c)
Höhe 10 m (über Referenz: Boden/Dach) < 25 m
Totale Sendeleistung/ max. ~ 100 - 160 W max. ~ 100 - 300 W (a)Abbildung 5: Schematische Darstellung zusätzlicher Makro-ähnlicher Standorte zur Verdichtung
Quelle: BMVI
Neben unabhängigen Standorten ist technisch denkbar, 3.4.4 Kleinzellen-Standorte
dass neuartige Makro-Standorte sich als bloße Satelliten-
standorte die Systemtechnik/Stromversorgung oder den Neben dem Ausbau bestehender und dem Aufbau neuarti-
Netzzugang mit einem existierenden Makro-Standort tei- ger Makro-Zellen wird 5G auch den Aufbau neuer Kleinzel-
len. Dies wäre besonders dann attraktiv, wenn die immissi- len erforderlich machen.
onsschutzrechtliche Zulassung konkret zwischen einzelnen
Antennenstandorten auf einem Dach differenzieren kann
Kleinzellen sind in Bezug auf die eingesetzten
und nicht auf die bloße Adresse des Standorts abstellt.
Antennen eher mit WLAN-Accesspoints als mit
Mobilfunkmasten vergleichbar.
16 3. Rahmenbedingungen des 5G-AusbausAbbildung 6: Vollständige Übersicht an Standort-Typen für die zukünftige 5G Netze
Quelle: BMVI
3.4.4.1 Funktionale Bestandteile einer Small Cell
Der Aufbau von Kleinzellennetzen bringt auf-
grund der großen Zahl der zu errichtenden Mo-
Die wesentlichen funktionalen Bestandteile einer Small
bilfunkstandorte besondere Anforderungen für
Cell sind:
die Standortertüchtigung, den Ausbau und den
operativen Betrieb mit sich. Die Antenne. Antennen sind kleine, relativ leichte
Komponenten. Mit Blick auf die Einhaltung von Grenz-
Aus Betreibersicht sind dies vor allem: werten nach Bundesimmissionsschutzgesetz werden
sie typischerweise auf über 2,30 m aufgehängt, weil
eine möglichst minimale Aufbaugröße aller Kompo- dann keinerlei Zusatzvorkehrungen mehr erforderlich
nenten, um Kosten zu senken und die Akzeptanz durch sind.
die Kommunen zu erhöhen, Die Systemtechnik, welche das Mobilfunksignal er-
eine möglichst niedrige Anzahl unterschiedlicher Va- zeugt und über ein Kabel zur Antenne sendet. Der Zu-
rianten von Gehäuse, Antenne etc., um logistische Pro- gang zur Systemtechnik muss möglichst einfach sein,
zesse zu vereinfachen, daher wird sie bevorzugt bodennah installiert.
einen möglichst flexiblen und unabhängigen Zugang Grundsätzlich können die Antenne und die übrigen
zum Standort und der Systemtechnik, um betriebliche Komponenten in einem gemeinsamen Gehäuse integ-
Belange zu optimieren und riert werden. Aus den unterschiedlichen Anforderun-
eine möglichst einfache Prozesslogik mit der Kom- gen an die Installationshöhe ergibt sich aber in vielen
mune bzw. dem Standortbetreiber für sämtliche Pro- Situationen ein Vorteil aus der Trennung von Antenne
zesse von Standortidentifikation, Genehmigungen, (möglichst hoch aufgehängt) und übrigen Komponen-
über Wartung und Entstörung bis hin zur Abrech- ten (möglichst bodennah für einfache Zugänglichkeit).
nung von Strom. Die Zu- und Abführung des Mobilfunkdatenverkehrs
vorzugsweise per Glasfaser mit den dafür erforderli-
3. Rahmenbedingungen des 5G-Ausbaus 17chen Komponenten/Schnittstellen in möglichst klei- Weitere Standorttypen wie z.B. Gullideckel spielen aus heu-
nem Formfaktor. tiger Sicht noch eine untergeordnete Rolle, da sie aufgrund
Die Stromversorgung. Anzustreben ist eine Stromver- ihrer bodennahen Position keine ideale Grundlage für die
sorgung mit 230 V, sodass auf einen Spannungskonver- Funksignaleinspeisung bieten.
ter verzichtet werden kann, um die Baugröße möglichst
klein zu halten.
Abhängig von der Verortung der Systemtechnik
Die aktive/passive Belüftung zur Kühlung der aktiven
Systemtechnik.
kristallisieren sich die folgenden archetypischen
Die Erdung zur Erfüllung der gängigen Sicherheitsvor- Bauformen heraus, die kontextabhängig einge-
schriften. setzt werden. Diese sind7
Bei offen zugänglichen Standorttypen ein umschlie-
ßendes Gehäuse. 1. Nebensteller,
2. Umschluss- oder Seitengehäuse und
3.4.4.2 Kommunale Standorttypen und archetypi- 3. standortintegrierte Systemtechnik.
sche Bauformen
Nebensteller
Derzeit werden noch zahlreiche Standorttypen für
Hier wird die Systemtechnik in einem kompakten Gehäuse
Kleinzellen diskutiert. Die drei wichtigsten Grup- direkt am Standort oder nahe am Standort auf dem Boden
pen sind positioniert, während die Antenne selber unmittelbar oben
am/im Standort untergebracht ist. Zu den diskutierten
1. „Masten“ (jegliche Form von Masten, wie La- Konzepten gehört auch die „visuelle Anpassung“ der Ge-
ternen, Verkehrsschilder, Ampeln, …), häuse z.B. als Blumenkübel. Diese Bauform ist die flexibels-
2. „Stadtmöbel“ (Litfaßsäulen, Werbetafeln inkl. te und bei allen Standorttypen anwendbar.
Bushaltestellen, Energieladesäulen, …) und
3. Gebäudewände und ggf. niedrige -dächer
(Montage an öffentlichen und privaten Gebäu-
den).
7 Neben diesen wichtigsten archetypischen Bauformen sind
situativ gegebenenfalls auch andere denkbar, z.B. die Unter-
bringung von Systemtechnik in Schächten, wo dies technisch
machbar und ökonomisch sinnvoll ist.
18 3. Rahmenbedingungen des 5G-AusbausNebensteller für einen existierenden Mast
Abbildung 7: Small Cell-Installation an einem Beleuchtungsmast mit camouliertem Nebensteller
Quelle: Telekom, Raycap
Umschluss- oder Seitengehäuse für „Masten“ den der Arbeitssicherheit nicht mehr mit einfachen bis zu
Diese Bauform eignet sich für Standorte vom Typ „Mast“, 1 m hohen „Tritten“, sondern mit Hubwagen gearbeitet
bei denen die Antenne und die Systemtechnik unmittelbar werden muss, was zu zusätzlichen Kosten und zeitlichen
am Mast angebracht werden können. Dabei muss der Kor- Nachteilen führt (vorherige Absperrung, Miete, Anfahrt, …).
rosionsschutz an den Übergangsstellen zum Mast sicherge- Andererseits sinkt jedoch die Anfälligkeit gegenüber Van-
stellt werden. Die Systemtechnik wird vorzugsweise boden- dalismus, je höher das Gehäuse befestigt wird (mindestens
nah aufgehängt, um Zugang für Wartung und Entstörung 2,50 m Höhe; 3,50 m optimal).
zu vereinfachen. Bei Ersatz des existierenden durch einen neuen Mast kön-
Bei Befestigung der Systemtechnik höher am Mast steigt nen auch unmittelbar Masttypen mit integrierten Lösun-
der Aufwand ab einer gewissen Höhe (abgeleitet aus Vor- gen für die Unterbringungen von Antenne oder System-
gaben und Informationen der Deutschen Gesetzlichen Un- technik zum Einsatz kommen.
fallversicherung insbesondere über 2,70 m), da aus Grün-
3. Rahmenbedingungen des 5G-Ausbaus 19Abbildung 8: Small Cell-Installation mit Abbildung 9: Vorkonfektionierter Lichtmast
Umschlussgehäuse an einer Laterne Seitengehäuse für die Aufnahme von Small Cell-Systemtechnik
Quelle: Deutsche Telekom Quelle: Schréder
Standortintegrierte Systemtechnik Die technischen Anforderungen sind:
Diese Bauform ist die unauffälligste Variante. Die System- Rund einen halben Quadratmeter Platz im, an oder in
technik wird innerhalb des Standorts untergebracht, z.B. der Nähe des Standorts für die Aufnahme von System-
in der Litfaßsäule oder in einem dedizierten Technikraum technik und den übrigen Komponenten. Kurz- bis mit-
des öffentlichen Gebäudes, an dessen Wand die Antenne telfristig kommen auf minimale Baugröße optimierte
befestigt ist. passive Antennen zum Einsatz, die kleiner als die der-
zeitigen Standardantennen von 20x20x7cm sind. Der
3.4.4.3 Anforderungen an Kleinzellen-Standorte Einsatz von größeren, aktiven/intelligenten Antennen
auf Small Cell-Standorten ist mittelfristig nicht vor-
gesehen, langfristig aber mit der Inbetriebnahme von
Die Anforderungen an Kleinzellen-Standorte im
Spektrum im Millimeterwellenband nicht auszuschlie-
öffentlichen Raum lassen sich grob in technische ßen.
(z.B. Platzbedarf, Stromanbindung) sowie prozes- Bei Aufhängung am Mast hinreichende Stabilität von
suale Anforderungen (z.B. flexible Zugangsrege- Mast und dessen Fundament. Da mit sehr heterogener
lungen, möglichst automatisierte Kommunikation Statik städtischer Masten zu rechnen ist, sind bodenna-
zu Störungen und planmäßiger Wartung) einteilen. he Umschlussgehäuse oder Nebensteller die einfachs-
20 3. Rahmenbedingungen des 5G-AusbausSie können auch lesen
