Das 5G-Netz

Mit der stetig voranschreitenden Digitalisierung gewinnt das 5G-Netz immer mehr an Bedeutung. Ohne 5G-Ausbau ist IoT (Internet of Things) in Richtung Home- und Office-Automatisierung, Smart Meter und Smart Grid, Gesundheitswesen und eHealth, Tracking-System und intelligentes Verkehrssystem, Autonomes Fahren und Industrie 4.0-Anwendungen nicht zu realisieren. Wie aber funktioniert das 5G-Netz und welche Anforderungen hat es? Wir von Emtron teilen mit Ihnen unser Expertenfachwissen über das 5G-Netz.

Der neue Mobilfunkstandard 5G steht für höhere Datenkapazität, -übertragung und schnellste Reaktionszeit. Zurzeit verwenden wir für Smartphones und andere elektronischen Geräte das Frequenzband zwischen 3 kHz und 3 GHz. Die stark angestiegene Zahl der mobilen Geräte bewirkt, dass die Datenübertragung langsamer und störanfälliger wird. Die Folge ist, dass die Bandbreite weiter ausgebaut werden muss, sodass man sich bei 5G in einem Frequenzband bis zu 300 GHz bewegt. Im Bereich von 30 bis 300 GHz spricht man von Millimeter-Wellen. Vorteil der großen Bandbreite mit ausreichend Platz im Netz ist, dass mehr Geräte gleichzeitig angeschlossen werden können, was die Realisierung des IoT und intelligenter Städte erleichtert. Nachteilig ist, dass Millimeter-Wellen keine Hauswände und Bäume durchdringen. Auch Regen kann die Übertragung im Millimeter-Wellenbereich stören.

Um Funklöcher im Millimeter-Wellenbereich zu vermeiden, benötigt man viele kleine Sendestationen (Smart Cell Network). Das hat den Vorteil, dass man sich mit dem 5G-Gerät immer in der Nähe einer Sendestation befindet und man nun eine geringere Sendeleistung benötigt. Damit genügend Sendestationen für eine gute Netzabdeckung vorhanden sind, wird das 5G-Netz zurzeit stark ausgebaut.

Das Übertragungssystem mit MIMO-Technologie (Multiple Input Multiple Output) überträgt den Datenstrom über mehrere Sende- und Empfangsantennen. Stärkeres Empfangssignal, vergrößerte Reichweite und verbesserter Datendurchsatz (Im Vergleich: LTE verwendet max. acht Antennen, bei 5G kommen mehrere hundert Antennen an einer Sende- bzw. Empfangsstation zum Einsatz).

Um die Mehrantennentechnik – Massive MIMO – zu verwenden, muss das sogenannte Beamforming als weitere neue Technologie eingesetzt werden.

Normale Antennen strahlen die Signale gleichförmig in alle Richtungen; überschneiden sich die Signale anderer Sender, kommt es zu Störungen bei der Signalübertragung. Beim Beamforming wird die Übertragungsrichtung über die aktiven Antennen gezielt verändert. So entsteht ein perfekt abgestimmtes Signal zu dem gewünschten Ort. Ein Beamforming-Sender kann so in verschiedene Richtungen individuelle Signale an einzelne Empfänger versenden. Mehr Geräte können sich gleichzeitig im Netz befinden, ohne dass sich die Übertragungsgeschwindigkeit stark verringert. Da die Übertragungsfrequenz von 5G höher als 4G ist, sind seine Signale anfälliger für Interferenzen oder Abschirmungen. Die Telekommunikationsunternehmen benötigen mehr kleine Basisstationen, um die Bedürfnisse der Benutzer zu erfüllen.

Kleine Basisstationen mit ihren intelligenten Antennen benötigen Netzteile, die in einer Außenumgebung installiert werden. Das Produktangebot von Emtron umfasst die HEP-W-Serie von Mean Well. Diese eignen sich ideal für den Einsatz im Außenbereich von einer Leistung von 150 bis 1000 Watt.

Bei einem Leistungsbedarf von mehr als 1000 Watt bietet Emtron die UHP-1500/2500-Serie von Mean Well für die Spannungsversorgung an. Die UHP-Serie muss vom Hersteller der Basisstation in einer wasserdichten, staubdichten und wärmeableitenden Arbeitsumgebung installiert werden.