Bisher haben die Mobilfunkbetreiber häufig ihre eigenen Antennenmasten aufgestellt. 5G erfordert aber ein sehr viel engmaschigeres Netz als bisher und kann von den gemeinsamen Anstrengungen aller Anbieter profitieren. Wir von Axians ermöglichen diesen Mobilfunkausbau durch die Planung und den Aufbau gemeinsamer Antennenstandorte für unsere Kunden. Auf einem Dach in Neu-Ulm haben wir bereits die Antennen und die Systemtechnik der drei Marktführer vereint.

 

Nach dem Weihnachtsgeschäft 2020 verfügen nun in Deutschland immer mehr Endanwender über 5G-fähige Endgeräte von Samsung, Apple & Co. Da fragten sich viele: „Ja, lohnt sich das schon?“. Die Antwort lautet: es kommt darauf an.  Der interaktiven Karte auf www.breitband-monitor.de zufolge sind ca. 97 Prozent der Fläche in Deutschland von mindestens einem Netzbetreiber mit 4G (LTE) versorgt. 5G wird hier noch nicht offiziell ausgewiesen. Aber: Die ersten 5G-Sendestandorte stehen und es geht täglich mit vollem Einsatz der Netzbetreiber und ihrer Ausbaupartner voran.

5G erfordert viel mehr Masten

Der Grund ist, dass die Mobilfunkbetreiber alle mehr oder weniger auf eigene Infrastruktur bauen und Antennen in entlegeneren, strukturschwachen Landstrichen sich weit weniger lohnen als in und um die Metropolregionen. Experten hatten daher empfohlen, die Vergabe der 5G-Lizenzen mit der Verpflichtung zu National Roaming zu verknüpfen. Das hätte bedeutet, dass die Mobilfunkbetreiber sich ihre Sender und Sendemasten hätten teilen müssen. Da 5G ein viel engmaschigeres Mobilfunknetz mit sehr viel mehr Antennen erfordert, hätte man damit im Vorfeld auch so manchem Widerstand begegnen können.

Die Bundesnetzagentur hat sich als Vergabestelle zu einer Empfehlung für regionales Roaming durchringen können, erste Mobilfunkanbieter haben sich auf bilateral auf nationales Roaming geeinigt. Für die Modernisierung kam in Neu-Ulm Ludwigsfeld Axians ins Spiel. Unsere Mitarbeiter der Division Axians Mobile Networks haben in dem ehemaligen Kasernengelände im wahrsten Sinne des Wortes wieder Höchstleistung vollbracht und gezeigt, dass Regional Roaming auf Spitzenniveau möglich ist und somit auch deutschlandweit eine interessante Breitbandausbau-Perspektive darstellen kann.

Höchstleistung auf 56 m Höhe

Auf einem Dach in 56 m Höhe hat unser Team den Richtfunk der drei führenden Mobilfunkbetreiber in einer Multi-Antennenanlage gebündelt, um sie per Lichtwellenleiter (LWL) an nächstgelegene Base Station- oder Radio Network Controller (BSC oder RNC) weiterzuleiten. Und somit hat Axians GA Netztechnik nicht nur die Versorgung für rund 12.000 Einwohner im Stadtteil Ludwigsfeld sichergestellt, sondern auch für das angrenzende Industriegebiet und die ratiopharm arena.

Verbaut hat unser Team 17 Tonnen Stahl, 15 Mobilfunk- und 37 Richtfunkantennen sowie 600 m Antennenkabel und 30 m Geländer für die Arbeitssicherheit.

https://youtu.be/zoDKEo-nOHs

5G verlangt nach mehr gemeinsamen Anstrengungen

5G schreit sozusagen nach solchen gemeinsamen Projekten. Denn der neue Mobilfunkstandard erfordert mit den in Deutschland vergebenen Frequenzen, die meisten davon im 3,6-GHz-Band, eine deutlich höhere Funkzellendichte und Anzahl von Antennen. Gleiches gilt auch für den weiteren Ausbau von 4G+ alias LTE-Advanced mit Frequenzen im 1.800- und 2.600-MHz-Spektrum und Download-Geschwindigkeiten von 450 statt 150 Mbit/. Theoretisch könnten es mit 4G+ sogar 1 Gbit/s und mit 5G nochmal das Zehnfache sein, was allerdings erst bei der nächsten 5G-Ausbaustufe mit Frequenzen im 26-GHz- oder gar 39-GHz-Band möglich wäre. Letztere sind besonders für Campus-Netze interessant, wie sie bei einigen Großunternehmen und Universitäten schon im Aufbau sind.

Je höher die Frequenzen, desto höher ist der Datendurchsatz. Im Umkehrschluss sinkt mit steigender Frequenz und Leistung aber auch die Sendereichweite. Das heißt, es müssen weit mehr Antennen installiert werden als bisher. Insofern ist es in doppelter Hinsicht geboten, die Anstrengungen beim Mobilfunkausbau zu bündeln, wie die drei großen Betreiber es mit vollem Einsatz von Axians in Neu-Ulm getan haben.

5G LTE Antennenstandort Neu-Ulm Henry Frey Gespraech Jacques Diaz

Wie es zu dem Projekt kam und warum Axians?

Es gibt nicht viele Generalunternehmer, die ein Projekt dieser Größenordnung hätten stemmen können. Es ging schließlich um Baukosten im sechsstelligen Bereich, die Axians vorfinanzieren musste. Dabei hat natürlich geholfen, dass Axians mit der VINCI Gruppe einen sehr starken Mutterkonzern hinter sich hat.

Den Anstoß für das Projekt gab 2014 eine Anfrage von Vodafone bezüglich eines temporären Umbaus der bestehenden Anlage, weil an dem Standort in Neu-Ulm eine Dachsanierung anstand. Die Planprüfung hatte aber festgestellt, dass die Standortsicherheit nicht gewährleistet war, weil auf dem Dach des ehemaligen Kasernengeländes bereits 20 Antennenträger aller großen Mobilfunkbetreiber installiert waren. Das Ziel war also eine Multi-Antennenlösung.

Der Zusammenschluss von E-Plus und O2 bei Telefónica hat das Projekt zwar etwas verzögert, dann ging es aber doch relativ zeitnah los. Telefónica hat schließlich auch die Federführung übernommen, für die Deutsche Telekom hat sich deren Tochtergesellschaft Deutsche Funkturm (DFMG) dem Vorhaben angeschlossen.

Challenges: Dacharbeiten und Parallelbetrieb

Der Eigentürmer des Gebäudes und die drei Mobilfunkbetreiber hatten von vornherein 5G im Blick, um auf die Zukunft zu bauen. Die Planung und aufwendige Statik-Berechnung hat Axians übernommen und das eigentliche Bauvorhaben umgesetzt. Um die gleichzeitig stattfindenden Dachsanierungsarbeiten und den laufenden Betrieb der installierten Antennenanlagen nicht zu gefährden, mussten sich unsere Mitarbeiter mit den jeweiligen Unternehmen abstimmen und Bauabschnitte definieren. Das war schließlich der Fahrplan, um das Projekt Schritt für Schritt zu realisieren. Dabei zeigte sich wieder einmal der Erfahrungsvorsprung der Kollegen bei Planung und Umsetzung von Vorhaben dieser Größenordnung.

Trotz der parallel laufenden Dacharbeiten und der Herausforderung, den Betrieb der installierten Antennen nicht zu gefährden, war die Infrastruktur einschließlich der Strom- und Netzanbindung für 5G nach nur 15 Monaten ausgeführt. Die Fertigstellung ließ dann noch etwas auf sich warten, weil die aktiven Antennen noch nicht verfügbar waren. Als sie endlich bereitstanden, war es nur noch eine Frage von wenigen Wochen, die Antennen zu montieren und punktgenau auszurichten. Diese punktgenaue Ausrichtung ist besonders wichtig bei 4G+ und 5G, weil dabei oft schon Beamforming zum Einsatz kommt. Durch dieses „Formen der Strahlen“ lässt sich die Sendeleistung punktgenau nach Bedarf anpassen und die maximalen einfachen LTE-Geschwindigkeiten bereits von 300 Mbit/s auf 480 Mbit/s erhöhen. Das und der Richtfunk auf größere Entfernungen erfordert ein hohes Maß an Präzision und Fingerspitzengefühl, wie es unsere Spezialisten seit über 20 Jahren unter Beweis stellen.

Fazit: 5G und Axians schreiben Zukunft

5G ist heute auch dank zunehmender Plant2Plant-Vernetzung (Fabrik-Zu-Fabrik Vernetzung), 5G Campusnetzen sowie neuer Consumer-Geräte in aller Munde und verbindet viele Hoffnungen bis hin zur viel zitierten flächendeckenden Vernetzung der Verkehrsinfrastruktur für autonomes Fahren. Bis dahin muss aber noch viel getan werden: Es kommt zunehmend darauf an, Kräfte zu bündeln und Gemeinschaftsprojekte wie das der drei Mobilfunkriesen mit Axians voranzutreiben. Einzelne größere Antennenanlagen am Stadtrand oder in der Nähe von Gewerbegebieten wie in Ludwigsfeld statt vieler kleiner haben auch den Charme, dass sie einen größeren Wirkkreis haben, um den nötigen Ausbau der 5G- und 4G+-Infrastruktur voranzutreiben.

Auch wenn sich der Nutzen für Consumer derzeit noch nicht voll erschließt, wird 5G bald auch die Basis für eine Reihe von Smart-City- oder Smart-Community-Projekten bilden. Diese werden nicht nur vieles vereinfachen wie z. B. die Zählerstanderfassung mit vernetzten Smart Metern, sondern eröffnen auch viele neue Möglichkeiten bis hin zu dem Traum von all umfassenden Smart-Grid-Welten. E-Autos könnten dort als fahrende Batterien eine wichtige Rolle spielen. Car-to-Car, Car-to-X Kommunikation und Steuerfunktionen von autonomen Fahrzeugen benötigen schnelle und zuverlässige Kommunikationsnetze. Aber tatsächlich sehen viele Experten 5G auch als Wegbereiter für eine CO2-freiere oder gar CO2-neutrale Zukunft. Ein Grund für die CO2-Einsparung ist die hohe Energieeffizienz der 5G-Technologie. 5G verursacht pro transportierter Einheit Daten rund 85 Prozent weniger Emissionen als das heutige Mobilfunknetz. Das wird schließlich auch viele Verbraucher und Unternehmen von der Nutzung überzeugen. Von den vielen Möglichkeiten in Kommunen, der Landwirtschaft, und in der Industrie mit der IoT-Anbindung von Maschinen und Edge Computing ganz abgesehen. Axians ist hier als Dienstleister für Netzbetreiber, Energiewirtschaft und Industrie gut aufgestellt, wird den 5G Ausbau auf allen Ebenen voran bringen und gemeinsam mit seinen Schwestermarken der VINCI Energies Gruppe ganz neue Anwendungen ermöglichen.

Henry Frey Henry Frey ist bei Axians Deutschland Deputy Director Business Area Telecom Infrastructures.