Mobiles Internet ist die Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts – und 5G der neue Standard. Wann kommt er?
Wie funktioniert er? Und bekommt man davon Krebs?

Ein Multimedia-Spezial von Felix Plum

Achtung! Für das Laden dieser Story brauchen Sie eine stabile Mobilfunkverbindung, wenn Sie unterwegs sind. Finden Sie auf unserer interaktiven Karte heraus, wie Ihre Region beim mobilen Breitband im deutschlandweiten Vergleich abschneidet:

Im folgenden Multimedia-Spezial erklären wir in fünf Kapiteln alle wichtigen Fragen rund um den neuen Mobilfunkstandard.

Das neue Netz

Wer ab und zu auf sein Handy schaut, ist mit den Mobilfunkgenerationen schon in Berührung gekommen: In einer oberen Ecke ist meist ein kleiner Hinweis zu sehen, in welchem Netz man sich befindet. Dort steht dann etwa 4G, 3G, oder (Gott bewahre) 2G.

„Eine Mitnutzung der Mobilfunk-Infrastruktur durch mehrere Anbieter ist sicherlich sinnvoll.“

Prof. Dr. Kristina SinemusMinisterin für Digitale Strategie und Entwicklung des Landes Hessen

„Das 4G-Mobilfunknetz ist in vielen Bereichen schlecht. Da gibt es weiße Flecken, wo eine Ausbauverpflichtung nicht bestand.“

Peter AltmaierBundesminister für Wirtschaft und Energie

„Wir als Landesregierung können dafür sorgen, dass regional der Ausbau schnell vorangeht.“

Dr. Volker WissingMinister für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau des Landes Rheinland-Pfalz

„Die Strahlung am Kopf wird durch 5G nicht wieder so hoch, wie sie es bei GSM war.“

Dr. Joachim SchüzLeiter Umwelt und Strahlung, IARC

„Wir haben kein nationales Roaming vorgeschrieben, weil das Telekommunikationsgesetz das schlicht nicht zulässt.“

Jochen HomannPräsident Bundesnetzagentur

„Nur wenige wollen in der Nachbarschaft einen Mobilfunkmast haben.“

Michael GundallVerbraucherzentrale Rheinland-Pfalz

Gerade in den ländlichen Regionen kommt es jedoch auch gerne mal vor, dass dort keine der Ziffern steht – und das Handy in einem Funkloch ist. Bildungsministerin Anja Karliczek hatte sich zu ihrem mittlerweile berühmten Satz hinreißen lassen, 5G brauche man nicht an jeder Milchkanne. In dünn besiedelten Gebieten können die Netzbetreiber mit dem Ausbau kein Geld verdienen, weil es zu wenige potenzielle Kunden gibt. Wie lässt sich dieses Problem lösen?

Es gibt Förderprogramme, aber trotzdem geht der Netzausbau in dünn besiedelten Gebieten nur schleppend voran. Während die Nutzer an den meisten Milchkannen nicht einmal eine UMTS-Verbindung haben, testen die Netzbetreiber in einigen Vorreiter-Städten schon den nächsten Standard: Erst kürzlich hat die Telekom etwa Darmstadt als eine ihrer drei 5G-Städte vorgestellt, neben Berlin und Hamburg.

Durch 5G soll das mobile Internet nicht nur schneller und weniger störungsanfällig werden, sondern auch intelligenter: Es kann dann etwa wichtigen Informationen Vorrang geben vor weniger wichtigen. Experten heben zudem die größere Kapazität hervor: „Während LTE auf maximal 200 Teilnehmer pro Funkzelle begrenzt ist, wird die Kapazität bei 5G etwa tausendmal höher sein“, sagt Michael Gundall von der Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz. Die Teilnehmer sind nicht unbedingt Personen, die telefonieren. Es können auch Maschinen oder autonom fahrende Autos sein. Das macht 5G besonders für die Industrie wichtig.

Der amerikanische Präsident Donald Trump fordert in einem Tweet die US-Unternehmen dazu auf, ihre Anstrengungen zu 5G zu verstärken. Andernfalls würden sie abgehängt werden. Trump wünscht sich sogar „so schnell wie möglich“ 6G, also eine nächste Generation, die noch gar nicht entwickelt ist.

Um zu verstehen, warum 5G „far more powerful, faster, and smarter“ ist, also viel leistungsfähiger, schneller und intelligenter, hilft ein Blick auf die Begriffe Bandbreite, Latenz und Network Slicing:

Frequenz

Die Mobilfunktechnik übermittelt Daten zwischen Handys und Basisstationen über elektromagnetische Felder. Die Frequenz in der Einheit Hertz (Hz) gibt an, wie viele Schwingungen pro Sekunde übertragen werden. Eine niedrige Frequenz wie etwa 700 MHz kann nur wenige Daten gleichzeitig übertragen, hat aber eine hohe Reichweite. Ein hoher Frequenzbereich wie etwa 3,4 bis 3,7 GHz, der im März 2019 versteigert wird, hat dagegen eine hohe Kapazität – bei niedriger Reichweite.

Uplink/Downlink

Frequenzbereiche sind in zwei Bänder unterteilt: Das untere Frequenzband überträgt die Daten vom Handy zum Sender (Uplink). Das obere Frequenzband überträgt die Daten vom Sendemast zum Mobiltelefon (Downlink).

Bandbreite

Die Bandbreite bezeichnet den wenig gestörten Frequenzbereich eines Signalträgers. Je größer die Bandbreite, desto mehr Daten können gleichzeitig übertragen werden.

Latenz

Die Latenz- oder Pingzeit ist die Zeitspanne zur Übertragung eines Datenpakets. Sie beschreibt die Ende-zu-Ende-Verzögerung zwischen Sender und Empfänger. Weil der Standard 5G eine Latenzzeit von nur wenigen Millisekunden hat, eignet er sich für Echtzeitanwendungen wie das autonome Fahren.

Network Slicing

5G-Netze sind erstmals in der Lage, zu berücksichtigen, dass Anwendungen unterschiedliche Anforderungen haben. Durch Network Slicing kann etwa eine Netzschicht viel Bandbreite für das Streamen von Videos bereitstellen, während eine andere durch eine geringe Latenzzeit und hohe Ausfallsicherheit autonomes Fahren ermöglicht. „Das“ Netz gibt es dann nicht mehr, sondern verschiedene Netzabschnitte („Network Slices“) mit spezifischen Eigenschaften.

Macht Mobilfunk krank?

Wie bei jeder neuen Technologie ist auch bei 5G die gesundheitliche Verträglichkeit ein Thema. Im Zusammenhang mit möglichen Risiken durch die Strahlung stellt sich daher nicht nur die Frage, wie das 5G zur Milchkanne kommt, sondern auch: Wollen wir überhaupt 5G an jeder Milchkanne?

Die Mobilfunktechnik überträgt Daten über Schwingungen von elektromagnetischen Feldern. Treffen diese Wellen auf den menschlichen Körper, wird die Energie in das Gewebe übertragen und erwärmt dieses.

In Berichten zu den Gesundheitsrisiken von Mobilfunkstrahlung wird meist eine Studie des National Toxicology Program (NTP) zitiert, die Wissenschaftler im Auftrag des US-Gesundheitsministeriums angefertigt und im November 2018 veröffentlicht haben. Die Forscher setzten Ratten und Mäuse lebenslang für neun Stunden am Tag einer 2G- und 3G-Mobilfunkstrahlung aus. Das Ergebnis: Die Tiere hatten Schäden an den DNA-Strängen und entwickelten mehr bösartige Tumore als ihre nicht bestrahlten Artgenossen.

Für Dr. Joachim Schüz, Leiter Umwelt und Strahlung der Internationalen Agentur für Krebsforschung (IARC), gibt es dennoch keinen Grund zur Panik: „Die Studie des NTP lässt sich nur schwer auf den Menschen übertragen, weil die Ratten einer sehr hohen Ganzkörper-Bestrahlung ausgesetzt waren.“ Tatsächlich weisen auch die NTP-Forscher selbst darauf hin, dass die verwendete Strahlung nicht mit der Nutzung eines Handys verglichen werden kann, das deutlich schwächer abstrahlt und nur auf das Gewebe nahe dem Telefon.

Eine normale Mobilfunknutzung erhöht das Krebsrisiko für den Nutzer nicht.

Dr. Joachim SchüzLeiter Umwelt und Strahlung, IARC

Rückschlüsse auf 4G oder 5G lassen sich aus der NTP-Studie ebenfalls nicht ziehen, weil dort eine andere Signalmodulation verwendet wird. Das ist ein wichtiger Aspekt, denn nach Angaben von Schüz waren die Menschen durch 2G viel stärkeren Emissionen ausgesetzt als heute durch 3G und 4G – trotz gestiegener Nutzung.

„Mittlerweile hat jeder ein Handy“, sagt Schüz. „Wenn es also einen großen Zusammenhang gäbe zwischen Mobilfunk und Tumoren, müsste man ihn rein epidemiologisch am steigenden Aufkommen von Tumoren ablesen können. Das ist nicht der Fall.“ Offene Fragen in Bezug auf Gesundheitsrisiken gebe es lediglich im Bereich der besonders häufigen Nutzung, also bei den fünf bis zehn Prozent der intensivsten Nutzer.

Zum Ersten, zum Zweiten…

Die Bundesnetzagentur will Ende März in Mainz die Frequenzen 2 GHz und 3,4 GHz bis 3,7 GHz versteigern. Neben den drei bisherigen Netzbetreibern Deutsche Telekom, Vodafone und Telefónica (O2) bietet auch ein Neueinsteiger mit: Der Mobilfunk-Discounter 1&1-Drillisch, der noch kein eigenes Netz hat und mehrheitlich dem Internet-Provider United Internet gehört. Er würde dann eigene Funkmasten bauen.

Die Bieter kommen mit vollen Geldkoffern: Rund 5 Milliarden Euro Einnahmen erhofft sich der Bund durch die Auktion. Zudem müssen die Netzbetreiber für einen Zuschlag bestimmte Bedingungen erfüllen, unter anderem bis Ende 2022:

98
der Haushalte je Bundesland mit mindestens 100 Mbit/s abdecken
1000
5G-Basisstationen in Betrieb nehmen
500
Stationen mit mindestens 100 Mbit/s in „weißen Flecken“ in Betrieb nehmen

Gegen einige der Vergaberegeln klagen die drei Netzbetreiber. Sie haben Eilanträge beim Kölner Verwaltungsgericht gestellt, um die Versteigerung noch zu stoppen. Die meisten Experten rechnen jedoch damit, dass das Gericht die Klagen abweist und die Auktion wie geplant stattfindet.

Unter anderem kritisieren sie Ausnahmeregeln für den Neueinsteiger 1&1-Drillisch, der schwächere Ausbaupflichten hat als die alten Netzbetreiber. Telefónica-Sprecherin Katja Hauß moniert zudem, die Ausbauauflagen seien „nicht erfüllbar“, weil die zur Auktion stehenden, hohen Frequenzen nur eine geringe Reichweite haben. Sie seien dadurch nicht geeignet, weiße Flecken zu schließen.

Der Knackpunkt

Was passiert, wenn der eigene Anbieter mal kein Netz hat? Hat sich der Anbieter mit den anderen Betreibern darauf geeinigt, kann der Kunde in solchen Fällen auf das Netz dieser Betreiber wechseln. Und wenn nicht? Dann hat der Kunde Pech gehabt.

Roaming

Mit dem Begriff „Roaming“ ist die Nutzung der SIM-Karte des eigenen Mobilfunkanbieters in einem anderen Mobilfunknetz gemeint. Dieses fremde Mobilfunknetz kann entweder im Ausland liegen (internationales Roaming) oder im eigenen Land (nationales Roaming).

Service Provider

Service Provider (auch „Diensteanbieter“) haben im Gegensatz zu den Netzbetreibern kein eigenes Mobilfunknetz, können aber als Großabnehmer der Netzbetreiber günstige Tarife anbieten. Zu den Providern zählen etwa die Telekom-Tochter Congstar, United Internet (mit 1&1) und Freenet.

Die Bundesnetzagentur verpflichtet die Netzbetreiber dazu, mit den Service Providern über das Roaming fair zu verhandeln. So steht es in den Vergabebedingungen für die 5G-Auktion. Kommt es zwischen den Verhandlungspartnern zum Streit, nimmt die Bundesnetzagentur die Schiedsrichterrolle ein.

Die Techniker

Die Netzabdeckung durch die Betreiber kontrolliert der Prüf- und Messdienst der Bundesnetzagentur. Zudem übernimmt er bei Veranstaltungen wie der Frequenzversteigerung den Funkschutz. Damit will die Bundesnetzagentur zum einen verhindern, dass die Bieter untereinander kommunizieren. Zum anderen sollen die Bieter vom Gebäude in der Mainzer Canisiusstraße, wo die Auktion stattfindet, eine sichere Leitung in die Konzernzentrale nutzen können.

Zu den zentralen Aufgaben des Prüfdienstes zählt es zudem, dass er Mobilfunkstörungen beseitigt. Gehen Sie hier auf eine 360-Grad-Tour mit den Technikern der Bundesnetzagentur:

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