Die Digitalisierung in Deutschland und der ganzen Welt steht vor einem großen Sprung in der Mobilfunkkommunikation: 2020 soll das Mobilfunknetz 5G in Deutschland verfügbar sein. 5G steht dabei für die fünfte Generation des Standards für Mobiltelefonie und mobiles Internet. Es soll die Grundlage dafür sein, wie Mobilfunk zukünftig umgesetzt wird. Denn durch 5G soll eine Echtzeit-Kommunikation für Mensch und Maschine gewährleistet werden.
Die 5G-Technologie soll dabei eine neue Grundlage für globale, soziale und wirtschaftliche Kommunikation bieten. Die Vorteile für Smartphone-Nutzer sind nur ein Anwendungsfeld von vielen für das Mobilfunknetz 5G. Diese sollen über eine schnellere Datenverbindung und höhere Kapazität des Datenvolumens verfügen. Viele Zukunftsbranchen sollen von 5G profitieren, vom Einzelhandel über den Transport, die Bildung bis hin zu intelligenten Häusern.
Die Vor- und Nachteile von 5G
Die 5G-Technologie ist vor allem die Antwort auf den weltweit ansteigenden Datenverkehr. Netzbetreiber stehen vor der Herkulesaufgabe, den Bedarf an immer schnelleren Datenverbindungen zu gewährleisten, über die immer größere Datenvolumen verschickt werden. Dazu werden größere Funknetze auf der ganzen Welt bereitgestellt und eine entsprechend bessere Infrastruktur geschaffen. Neben der Vernetzung der Menschen geht es bei der 5G-Technologie vor allem auch um die Vernetzung von Maschinen, die im sogenannten Internet der Dinge kommunizieren.
So sicher ist 5G für den Nutzer
Ein wichtiger Aspekt bei der neuen 5G-Technologie ist natürlich die Sicherheit für den Endnutzer. Mithilfe von neuen Sicherheitsvorkehrungen ist 5G deutlich sicherer, belastbarer und zuverlässiger als seine Vorgänger. Vor allem drei Gründe für die Sicherheit für 5G sind hervorzuheben:
- Die Komponenten werden mit neuen kryptografischen Lösungen getrennt gesichert. Sollten einzelne Komponenten angegriffen werden, ist der Schutz anderer Komponenten weiterhin gewährleistet.
- Bei den bisherigen Generationen 2G, 3G und 4G wird die Langzeitidentität der Teilnehmer (IMSI) unverschlüsselt übertragen. Die Identität eines Nutzers ist auf der jeweiligen SIM-Karte hinterlegt. Bei der 5G-Technologie wird diese ab sofort verschlüsselt übermittelt.
- Beim Roaming bringt 5G eine neue Funktion mit sich: Authentication Confirmation (AC). Dabei sendet das Gerät des Benutzers einen kryptografischen Beweis über die Identität des Mobilfunkbetreibers, in dessen Netzwerk sich das Gerät eingewählt hat, zurück an den heimischen Mobilfunkbetreiber. Dabei wird die Identität des Geräts vom heimischen Betreiber verifiziert. Bei den bisherigen Generationen gibt es diese Funktion nicht.
Mithilfe dieser Mechanismen bietet 5G einen weit höheren Schutz für den Endnutzer als die bisherigen Mobilfunknetzwerke. Wann die Sicherheitsvorkehrungen tatsächlich zum Einsatz kommen hängt davon ab, wie schnell die jeweiligen Netzbetreiber ihre Netze zu 5G migrieren werden. Dieser Prozess ist vom Gesetzgeber nicht fest vorgeschrieben, daher kann es bei den einzelnen Providern zu zeitlichen Verschiebungen kommen.
Auswirkungen von 5G auf die Wirtschaft
Somit ist es kaum verwunderlich, dass einige Schwerpunkte des 5G-Netzes auf einer Automatisierung von Produktionsprozessen in der Industrie und Wirtschaft liegen. Forscher prognostizieren in den kommenden Jahren Gewinne von mehreren Billionen Euro durch die wirtschaftlichen Auswirkungen von 5G. Beispielsweise können in der Produktion durch 5G Kosten gesenkt werden und auch in Bezug auf die Kommunikation von Maschine zu Maschine soll dadurch mehr Wert auf Energieeffizienz gelegt werden.
5G im privaten Alltag
Im privaten Alltag hingegen soll 5G die Sicherheit und den Komfort steigern, etwa durch intelligente Häuser (Smart Home) oder Entertainment, das auf Virtual Reality basiert. Durch die Echtzeit-Kommunikation werden z.B. Streams verzögerungsfrei gezeigt, wohingegen man bisher mit einer Verzögerung von bis zu 30 Sekunden rechnen musste. Somit kann man 5G als Netz der Zukunft bezeichnen. Denn im Zuge der weltweiten Digitalisierung rechnen Forscher mit mehr als 100 Milliarden vernetzter Geräte im Jahr 2020.
Der Unterschied von 5G zu 4G
Der bisherige Mobilfunkstandard heißt Long Term Evolution (LTE). 2010 wurde dieser als Teil der dritten Mobilfunkgeneration 3G eingeführt. Die maximale Übertragungsrate betrug damals 50 Mbit/s. Bereits vier Jahre später wurde die vierte Generation 4G eingeführt und zusätzlich mit LTE advanced verbunden, wodurch eine noch schnellere Übertragungsrate von bis zu 1.000 Mbit/s im Download möglich war. 4G und LTE werden daher gerne in einen Topf geworfen. In Deutschland erfüllt LTE technisch gesehen jedoch die Ansprüche des 4G-Standards nicht, daher wird es auch häufig als 3.9G bezeichnet.
In Bezug auf die alltäglichen Anforderungen von Privatnutzern erfüllt LTE so gut wie alle Bedürfnisse. Messenger-Dienste, mobiles Streaming oder Datentransfer werden mit der ausreichenden Datenrate ohne Probleme abgedeckt. Wo liegt nun also der Unterschied zu dem neuen 5G-Netz und wofür brauchen wir es?
Grundsätzlich besteht ein Telefonnetz aus einem Kern, dem Core Network, und dem Radio Access Network (RAN). Das Core Network ist ein hochleistungsfähiges Glasfasernetzwerk, in dem alle technischen Verbindungen der Mobilfunkanbieter zusammenlaufen. Das Core Network ist als Maschennetz aufgebaut, was bedeutet, dass jeder Knoten mit mehr als einem weiteren Knoten verbunden ist. Dadurch ist gewährleistet, dass das Netz auch bei einzelnen Ausfällen funktioniert. Das RAN hingegen bezeichnet ein Zugangsnetz, das sich um das Kernnetz herumschließt. Die dritte Komponente im Telefonnetz sind die Basisstationen, welche die Smartphones der Nutzer anfunken und Informationen übermitteln.
Sind die Funktionen des Kernnetzes bei 4G noch meist in physikalischen Maschinen aufgebaut, werden sie bei 5G virtualisiert. Das bedeutet, dass die Funktionen nun virtuell über eine Software abgebildet werden, beispielsweise über eine Cloud-Infrastruktur. 5G wird somit nicht 4G ablösen, sondern lediglich erweitern. Ältere Smartphones werden daher auch nach Einführung des 5G-Netzes weiterhin funktionieren.
Der Vorteil der 5G-Technologie ist, dass das Netz weitaus flexibler und schneller ist, weil mit der gleichen Anzahl an Rechnern parallel virtuell mehrere Netze betrieben werden können. Ein Nachteil dabei ist jedoch, dass die Netzwerke ebenso viel komplexer werden. Durch Komplexität schleichen sich nämlich leichter Fehler ein, wodurch mehrere interne Kontrollen vonnöten sind. Somit kann es auch länger dauern, Sicherheitslücken im Netzwerk zu finden und zu schließen.
Gefahren von 5G für den Menschen
Während vor allem die deutsche Industrie die flächendeckende Einführung von 5G herbeisehnt, bereitet das neue Mobilfunknetz vielen Menschen Sorgen bezüglich Gesundheitsrisiken. Bei Mobilfunkstrahlung handelt es sich generell um elektromagnetische Strahlung. Bisher lagen die Frequenzen für das Mobilfunknetz bei weniger als 2,6 Gigahertz (GHz). 5G arbeitet vorerst mit Frequenzen von 2 bis 3,7 Gigahertz. Generell gilt: je höher die Frequenz, desto geringer ist die Reichweite. Daher muss man für das 5G-Netz ausreichend viele Sendemasten oder Antennen in ganz Deutschland aufbauen, um das gesamte Gebiet abzudecken.
Bisher waren solche Antennen auf Hausdächern oder Türmen angebracht. Die neuen 5G-Basisstationen sind jedoch kleiner und sollen an Straßenlaternen, Bushaltestellen und anderen zugänglichen Bereichen in der Infrastruktur angebracht werden. Dadurch kommt man ihnen viel näher als bisher und ist dadurch auch permanent mehr Strahlung ausgesetzt.
Ob diese Strahlung negative Auswirkung auf den Menschen hat, konnte bisher nicht gezeigt werden. "Eindeutig nachgewiesen ist bislang lediglich, dass die hochfrequenten Felder eine thermische, also wärmende Wirkung haben. Das kennt man ja auch aus der Mikrowelle", sagt Sarah Drießen vom Forschungszentrum für elektromagnetische Umweltverträglichkeit an der RWTH Aachen. Der Effekt beim Mobilfunk entspricht jedoch nur einem Bruchteil des Wertes einer Mikrowelle.
Um mögliche schädliche Wirkungen, etwa von Smartphones, zu beziffern, gibt es den SAR-Wert. SAR steht für die Spezifische Absorptionsrate von elektromagnetischen Feldern. Der Höchstwert von zwei Watt pro Kilogramm am Kopf oder Ohr sollte dabei nicht überschritten werden.
So finden Sie den SAR-Wert Ihres Handys
Bei jedem Smartphone – auch zukünftig bei 5G-Modellen – muss der SAR-Wert aus zwei Messungen angegeben werden: beim Tragen des Smartphones am Körper und beim Telefonieren am Ohr. Die Werte werden regelmäßig vom Bundesamt für Strahlenschutz aktualisiert und ausgegeben. Diese können Sie online in der Datenbank des BfS nachlesen. Hat ein Smartphone einen Wert von unter 0,6, so gilt es als strahlungsarmes Gerät.
Ist 5G für den Menschen gefährlich?
Die Antwort auf diese Frage ist nicht eindeutig zu beantworten. Gunde Ziegelberger vom Bundesamt für Strahlenschutz erklärte dazu: "Wir haben keinen Nachweis, dass die Smartphone-Nutzung bei Einhaltung der internationalen Grenzwerte Krebs verursachen könnte." Da sich Tumore jedoch über längere Zeit entwickelten, könne man keine völlige Sicherheit geben. "Aber mit jedem Jahr, in dem wir keinen Anstieg an Erkrankungen sehen, erhalten wir mehr Gewissheit."
Sara Drießen hingegen verweist auf eine Expertengruppe der WHO, die 2011 alle bis dahin veröffentlichten Studien zusammenfasste. Die Gruppe kam zu dem Ergebnis, dass Mobilfunkstrahlung „möglicherweise krebserregend“ sei. Man könne dies nicht bestätigen, jedoch solle man die Studien ernst nehmen.
Kritiker weisen dabei häufig auf die zu wenig erforschte Elektrosensibilität von Menschen und die Erwärmung von Gewebe durch elektromagnetische Strahlung hin. Laut dem Bundesamt für Strahlenschutz ist diese jedoch bei Einhaltung der Grenzwerte unbedenklich. In Bezug auf das 5G-Netz wird jedoch häufig die Installation der dafür benötigten Antennen kritisiert, wodurch es schwierig ist, Strahlungsintensitäten konkret vorherzusagen.
So können Sie sich vor zu viel Strahlung schützen
Bis Langzeitstudien zu möglichen Gesundheitsrisiken vorliegen, kann jeder Smartphone-Nutzer lediglich präventiv handeln. Das Bundesamt für Strahlenschutz empfiehlt daher:
- Das Handy so wenig wie möglich weg vom Ohr halten und lieber über ein Headset oder eine Freisprechanlage telefonieren.
- Das Smartphone so oft wie möglich ausschalten, um nicht unnötiger Strahlung ausgesetzt zu sein.
- Vor dem Schlafengehen den Flugmodus des Geräts einschalten.
Wie verbreitet ist 5G in Deutschland?
Im März 2019 begann die Bundesnetzagentur (BNetzA) in Deutschland die 5G-Frequenzen zu versteigern. Nach rund drei Monaten und fast 500 Bietrunden hat man sich für auf vier Netzbetreiber verständigt. Die Unternehmen haben sich dazu verpflichtet, die Haushalte in Deutschland mit schnellem mobilem Internet zu versorgen und ihre Netze mit Wettbewerbern zu teilen. Bis 2022 sollen laut Versteigerungsbedingungen 98 Prozent der Haushalte mit Hochgeschwindigkeitsdiensten ausgestattet sein.
Um 5G vor allem in den Städten gewährleisten zu können, müssen Tausende von Antennen in Deutschland installiert werden. Laut der Deutschen Telekom sollen bis Ende 2020 die 20 größtenStädte Deutschlands an das 5G-Netz angebunden sein. Seit August bzw. September 2019 gibt es laut Telekom und Vodafone 5G bereits in Berlin, Bonn, Hamburg, Köln, München und einigen anderen deutschen Städten. Ob Sie in Ihrem Zuhause ebenfalls bereits von 5G profitieren können, hängt von Ihrem Netzbetreiber ab.
Welche Handys unterstützen 5G?
Einige Handyhersteller haben bereits Smartphones auf den Markt gebracht, die 5G-kompatibel sind. Obwohl in Deutschland das neues Mobilfunknetz noch nicht flächendeckend nutzbar ist, kann sich die Anschaffung eines 5G-Smartphones lohnen. Denn die Smartphones sind abwärts kompatibel, wodurch sie neben 5G auch über 4G/LTE und 3G/UMTS kommunizieren können.
Bisher gibt es nur wenige Hersteller, die 5G-fähige Smartphones auf den Markt gebracht haben. Entziehen kann sich dem Trend wohl niemand, somit werden bald weitere Android- oder iOS-Geräte auf dem Markt erscheinen.
Fazit
Das neue Mobilfunknetz 5G wird der Digitalisierung weltweit einen enormen Schub verschaffen. Nicht nur Smartphone-User profitieren von dem viel schnelleren mobilen Internet, auch die Kommunikation von Maschine zu Maschine soll erheblich erleichtert und verbessert werden. Bis 2022 sollen in Deutschland 98 Prozent der Haushalte mit 5G versorgt sein.
Da für 5G jedoch Tausende zusätzliche Sendestationen in ganz Deutschland installiert werden müssen, sollte man gesundheitliche Risiken für den Menschen und auch für die Umwelt nicht außer Acht lassen. Mithilfe neuer Mechanismen wird die Sicherheit des 5G-Netzes im Vergleich zu seinen Vorgängern erheblich verbessert. Endnutzer müssen somit keine Bedenken haben, dass sie durch die Umstellung auf 5G einem erhöhten Risiko ausgesetzt sind.
