Es wird immer wieder behauptet, 5G bringe Innovation. Aber welche? Gibt es Beispiele für Unternehmen, welche etwas Praktisches mit dieser Technologie machen? Ja.
Das US-amerikanische Marktforschungs- und Analyseunternehmen CB Insights publizierte kürzlich einen Bericht mit Anwendungsbeispielen für 5G. Dabei geht es weniger um eine Revolution, sondern um die Evolution des Mobilen Datenverkehrs.
Zunächst findet der Bericht heraus, dass bestehende Anwendungen von den verbesserten Eigenschaften der neuen Mobilfunkgeneration profitieren. Das heisst: Besserer Telefon- und Nachrichtenempfang, schnellere Übertragungen von Videos und Fotos, grösserer Datenaustausch für Dateien oder beispielsweise Banktransaktionen und einen verbesserten Cyberschutz.
Technischer ausgedrückt: Zu den verbesserten Eigenschaften von 5G gehören eine bis zu 100-mal schnellere Datenübertragung, eine bis zu 50-fach kürzere Reaktionszeit, wodurch Signale in Echtzeit übertragen werden können und bis zu 100-mal mehr Geräte mit der Antenne Signale austauschen können. Der Bericht von CB Insights nennt dann ganz bestimmte Anwendungsbeispiele aus verschiedenen Branchen.
Gesundheitswesen
Augmented Reality und Virtual Reality Lösungen werden die Ausbildung mit realitätsnahen Trainingsmodulen verbessern. Echtzeitübertragungen und robotergestützte Technologie werden in Zukunft chirurgischen Eingriffe unterstützen und präzisieren.
Auch in der Grundversorgung werden mit 5G bessere Telemedizindienste angeboten werden können, womit die Versorgung erschwinglich und ortsunabhängig garantiert werden kann. In lebenskritischen Situationen führt die erhöhte Geschwindigkeit und die tiefe Reaktionszeit von 5G-Netzen zu schnelleren, potenziell lebensrettenden Entscheidungen – sei es in einem Krankenhaus oder im Notfallwagen oder -helikopter.
Produktion
5G erlaubt es, Herstellern sogenannte «intelligente Fabriken» zu bauen, die auf Automatisierungen, Augmented Reality und Internet of Things basieren. Die höhere Bandbreite von 5G und niedrige Latenzzeit führen zu Verbesserungen bei Augmented Reality Anwendungen.
So kann das zuverlässige und qualitativ gute Bildmaterial, das mit 5G in Echtzeit übertragen werden kann, für Wartungsarbeiten und eine frühzeitige Fehlererkennung genutzt werden. Damit werden lange und kostspielige Ausfälle von Maschinen und die Ersetzung von Komponenten reduziert.
Umwelt und Klima
In grossräumigen, abgelegenen Gebieten führt 5G zu verbesserten Erkennungssystemen, die mit einer Vielzahl von Sensoren und fortschrittlicher Analytik zur Erhebung des Zustands von Naturschutzgebieten und Tierbeständen ausgestattet sind. Echtzeitübermittlungen von Bildmaterial und eine zuverlässige Analytik durch künstliche Intelligenz wird mit 5G möglich. Damit können zahlreiche Projekte umgesetzt werden, um den Umwelt- und Artenschutz zu sichern.
Das sind nur einige Beispiele, wie 5G zu Innovationen in unterschiedlichsten Bereichen führt. Solche Anwendungsbeispiele werden in Zukunft konkretisiert und die Anzahl innovativer Lösungen zunehmen.
Neue Anwendungen dank 5G sind zwar zurzeit noch überschaubar, doch es gibt sie und sie nehmen fortlaufend zu. 5G ist als Technologie noch immer sehr jung. Es braucht Zeit, neue auf 5G basierende Anwendungen zu entwickeln und implementieren. Zahlreiche Studien bestätigen jedoch, welche bahnbrechenden Innovationen mit 5G möglich sein werden.
Henrique Schneider
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5G: Strahlenbelastung nimmt ab
Mit verstärktem Einsatz von 5G nimmt die Belastung durch Strahlungen von Mobilfunkantennen ab. Das hat das Bundesamt für Kommunikation Bakom herausgefunden. Dabei sind die Ergebnisse überraschend.
Das Bakom hat im Februar dieses Jahres seinen Bericht zu elektrischen Feldstärken von adaptiven Antennen publiziert. Die Messergebnisse bestätigen, dass adaptive Antennen die Funksignale reduzieren. Damit verkleinern 5G-Mobilfunkantennen die Strahlung für Nicht-Nutzer messbar. Das Bundesamt führte vom Herbst 2021 bis Frühling 2022 eine entsprechende Messkampagne zur Berechnung der Strahlenbelastung adaptiver und konventioneller Antennen durch.
Bereits im Juni 2022 veröffentlichte das Bundesamt für Umwelt Bafu einen ersten Monitoringbericht zur nichtionisierenden Strahlung. Dieser bestätigte, dass die Strahlenbelastung der Bevölkerung deutlich unter den gesetzlichen Grenzwerten liegt und die Strahlung durch Funkanwendungen rückläufig ist – trotz massiv steigender Datenübermittlung.
Adaptive Antennen
Dazu trägt 5G bei. Es ist der effizienteste Mobilfunkstandard, der mehr Daten in kürzerer Zeit übermitteln kann und erstmals dynamische Mobilfunktechnologien, so genannte adaptive Antennen, verwendet. Neue Technologien tragen somit dazu bei, dass die Strahlung weiter sinkt.
Adaptive Antennen sind ein wichtiges Element der neuen Mobilfunktechnologie 5G. Der Ausbau des 5G-Netzes wird mit solchen Antennen vorangetrieben. Anders als konventionelle Antennen senden sie Signale zielgerichtet auf die Empfangsgeräte aktiver Nutzer.
Strahlung fällt also nur dann an, wenn Daten gesendet oder empfangen werden. Und nur dort, wo die Daten auch benötigt werden. Die Antennen sind also in der Lage, ihre Strahlungsleistung anzupassen – oder eben: zu adaptieren.
Dadurch sinkt die Strahlenbelastung für Nicht-Nutzer. Der neuste Bakom-Bericht zu den elektrischen Feldstärken bestätigt den Vorteil der adaptiven Antennen gegenüber konventionellen, die bei alten Mobilfunktechnologien wie 4G oder 3G verwendet werden.
Zahlen und Fakten
Insgesamt zeigt sich auf Basis dieser beiden Berichte, dass mit 5G der Gesundheitsschutz weiterhin gewährleistet ist und die neuen Antennen sogar einen Beitrag an die weitere Reduktion der Strahlenbelastung leisten. Die gemessenen Funksignale adaptiver Antennen sind im Mittel, wenn die Antenne Daten überträgt, deutlich kleiner als bei konventionellen Antennen.
Diese Erkenntnis stützt die Ergebnisse aus dem vom Bafu veröffentlichten Ergebnisbericht vom Juni 2022. Die Strahlung durch Funkanwendungen ist seit 2014 rückläufig und liegt mit einem Mittelwert von 0.1 und 0.7 Volt pro Meter V/m deutlich unter dem Mobilfunkanlagegrenzwert von 5 V/m.
Bestehende Mobilfunkanlagen werden seit April 2019 mit adaptiven Antennen erweitert. Adaptive Antennen verfügen im Vergleich zu den konventionellen Antennen über eine dynamische Abstrahlcharakteristik, wobei die Aussendung der Nutzdaten in Richtung des Endgerätes erfolgt.
Die Messungen bestätigen bei konventionellen Antennen, dass sich während der Übertragung von Nutzdaten die Feldstärke im gesamten Wirkbereich der Antenne erhöht, unabhängig davon, wo sich der Empfänger befindet.
Bei den adaptiven Antennen hingegen sind die Funksignale nur dann messbar, wenn die Endgeräte, welche Daten anfordern, sich in der Nähe des Messstandortes befinden. Dies zeigt sich durch tiefere Mittelwerte der Feldstärke bei den adaptiven Antennen im Vergleich mit konventionellen Antennen.
Henrique Schneider
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Ist 5G gefährlich?
In der Diskussion um 5G tauchen immer wieder wichtige Fragen auf. Sie betreffen die Technologie sowie ihre Bedeutung für die Menschen. Einige Fragen und Antworten:
Ist 5G gefährlich? Nein. Über 5G kursieren viele Gerüchte. Ein häufiges Missverständnis ist, dass 5G für mehr Strahlung sorge und dass diese gefährlich sei. Beides ist falsch.
Sorgt 5G für mehr Strahlung? 5G nutzt in der Schweiz ähnliche Frequenzbänder wie heutige Mobilfunktechnologien und WLAN, kann diese aber effizienter verarbeiten. Damit wird für dieselbe Datenmenge weniger Leistung benötigt. Während bisherige Antennen ihre elektromagnetischen Felder in alle Richtungen gleichzeitig abstrahlten, können mit 5G erstmals die Signale genau dorthin gesendet werden, wo sie auch benötigt werden. Somit sinkt die Belastung, wenn Geräte nicht im Einsatz sind, und Personen ohne Smartphone oder Handy werden weniger exponiert.
Rund 90 % der Strahlung, der wir ausgesetzt sind, stammt nicht von Antennen, sondern von unseren Geräten. Je besser der Empfang, desto weniger stark müssen die Geräte senden. Auch wenn es auf den ersten Blick paradox erscheint: Ein Netzausbau führt zur besseren Übertragung und senkt dadurch die individuelle Belastung.
Ist 5G ein Gesundheitsrisiko? Die Auswirkungen von Mobilfunkimmissionen auf Menschen, Tiere und auf die Umwelt sind ein intensiv erforschtes Gebiet. In den vergangenen 40 Jahren gab es über 30‘000 wissenschaftliche Studien zu elektromagnetischen Feldern allgemein und über 4‘000 Studien spezifisch zu Funktechnologien. Dabei wurden keine wissenschaftlichen Belege erbracht für eine Gesundheitsgefährdung bei Einhaltung der von der WHO und der EU empfohlenen Grenzwerte. Das bestätigen auch die Internationale Kommission für den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (ICNIRP) und die US-Behörde FDA.
Für 5G werden in der Schweiz ähnliche Frequenzbänder eingesetzt wie bei bisherigen Mobilfunktechnologien. Der neue Standard unterscheidet sich technisch und deshalb auch in seiner biologischen Wirkung kaum von 4G. Die bisherigen wissenschaftlichen Erkenntnisse haben weiterhin Gültigkeit.
Henrique Schneider
