Ratgeber LTE

LTE-Technik und -Ausbau: Die Hintergründe

Von den weißen Flecken auf dem Land bis zu den Hotspots der Metropolen wird LTE als Wundermittel der Mobilfunkbranche gepriesen. Was ist dran an der Technik für superschnellen, drahtlosen Internetzugang und wie weit ist die Einführung fortgeschritten? Eine Bestandsaufnahme.

  1. LTE-Technik und -Ausbau: Die Hintergründe
  2. Der Mobilfunkstandard LTE im Detail
LTE

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LTE

Die Fahrt von Berlin Mitte in den Landkreis Ostprignitz-Ruppin dauert über eine Stunde. Im Bus diskutieren die Insassen den Bohrungsbeginn zur Rettung der Bergleute in der Mine von San Jose. Doch abgesehen vom ernsten Thema ist die Stimmung unter den Mobilfunkexperten ausgelassen. Schließlich gilt es am 30. August 2010 einem historischen Event beizuwohnen. In der 10.000-Seelen-Gemeinde Kyritz in Brandenburg nimmt die Telekom bei leichtem Regen den ersten LTE-Sendemast Deutschlands in Betrieb.

Telekom LTE Surfstick

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Laptop mit einem LTE-Sufstick der Telekom

Frequenzversteigerung im Mai 2010

Auch wenn der kommerzielle Start selbst in Kyritz bis Anfang April 2011 auf sich warten lässt, hat die durch das symbolträchtige Einstecken eines Netzwerkkabels durch Telekom-Chef Rene Obermann ans Netz genommene Mobilfunkstation eine lange Vorgeschichte. Bereits im Mai 2010 kamen bei der Bundesnetzagentur drei je zwei mal 10 MHz breite Frequenzbänder um 800 MHz und insgesamt rund 300 MHz Bandbreite bei 1,8, 2,0 und 2,6 Gigahertz unter den Hammer. Die Breite der vergebenen Bänder ist ein entscheidender Faktor dafür, wieviele Menschen mit einer bestimmten Geschwindigkeit versorgt werden können. Der zweite ist spektrale Effizienz, dazu später mehr.

Wozu die Frequenzen um 1,8 und 2,0 Gigahertz?

Wer bisher in Bezug auf LTE nur von 800 MHz und von 2,6 GHz gehört hat, sollte sich nicht wundern. Ressourcen um 2,0 GHz werden wohl hauptsächlich zur preiswerten Erweiterung der UMTS-Netze genutzt, wo sie sich nahtlos an die vorhandenen Bänder anschließen. Frequenzen um 1,8 GHz hingegen sind jetzt schon für GSM im Einsatz, zukünftig werden in diesem Bereich beide Standards genutzt.

Vier Milliarden Euro: Im Vergleich zur UMTS-Versteigerung ein Schnäppchen

Gut für Netzbetreiber und letztendlich die LTE-Nutzer: Im Gegensatz zum Rekordgewinn der UMTS-Auktion im Jahr 2000, der umgerechnet fast 51 Milliarden Euro für 120 MHz Bandbreite brachte, mussten diesmal für die dreifache Kapazität nur gut vier Milliarden Euro berappt werden. Das sollte für bezahlbare Preise sorgen.

800 MHz: Breitband-Internet für Gegenden ohne DSL

Mit der Zuteilung der Bänder um 800 MHz, die durch die Umstellung des Fernsehens von analog auf digital frei geworden waren und deshalb unter Digitale Dividende firmieren, waren aber Auflagen verbunden. Die Gewinner Telekom, Vodafone und O2 müssen bisher mit schnellen Breitbandanschlüssen unterversorgte Gebiete mit LTE bei 800 MHz (LTE 800) ans Internet anschließen.

Ratgeber: Diese Handys kommen demnächst

Dabei unterscheidet die Bundesnetzagentur von kleinsten Gemeinden unter 5000 Einwohnern bis zu solchen über 50.000 vier Prioritätsklassen. Erst wenn eine untere Klasse zu 90 Prozent versorgt ist, darf in dem Bundesland die nächsthöhere angegangen werden. Im April 2012 sind in den acht Bundesländern Baden-Württemberg, Bayern, Hessen, Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz, Saarland, Schleswig-Holstein und Niedersachsen alle Auflagen erfüllt, sodass hier der freie Ausbau erfolgen kann.

Infrastruktur hängt vom Ort ab

Doch warum machen sich drei Netzbetreiber eigentlich die Mühe, zunächst gerade die Gebiete mit einer neuen Mobilfunktechnik zu versorgen, die besonders dünn besiedelt sind? Was macht das Spektrum bei 800 MHz so attraktiv, dass die Netzbetreiber dafür rund 30 mal mehr Geld pro MHz Bandbreite investieren als für 2,6 GHz?

Um das zu verstehen, muss man etwas über Funkwellen wissen. Je größer ihre Frequenz ist, desto kleiner ist die Wellenlänge. Lange Wellen lassen sich weniger von Objekten alltäglicher Größe stören. Den knapp 40 Zentimeter langen Wellen bei 800 MHz fällt die Ausbreitung also deutlich leichter als den gut 10-Zentimeter-Wellen bei 2,6-GHz. Sie können besser in Gebäude dringen (Stichwort "Indoor-Versorgung") und erfahren zudem auf längeren Strecken deutlich weniger Dämpfung. Sprich: Die einfache Versorgung großer Gebiete macht LTE 800 so attraktiv.

Auch die Zahl der Nutzer entscheidet über die Zellengröße

LTE Antenne

© NSN

Moderne LTE-Mobilfunkstationen können bis sechs 60-Grad-Sektoren getrennt versorgen.

Doch eine Mobilfunkzelle kann nur eine bestimmte Anzahl an Personen mit guter Geschwindigkeit ans Internet anbinden, man spricht von einem Shared Medium. Deshalb sind in stark bevölkerten Stadtgebieten sowieso deutlich mehr Antennenstandorte nötig, die dann ohne Probleme mit 1,8 GHz oder sogar mit 2,6 GHz versorgt werden können.

Test: 4 Handyshops

Als Faustregel gilt: 800 MHz sind gut zur Versorgung großer Flächen, 1,8 und 2,6 GHz eignen sich, um viele Menschen zu bedienen. Denkbar ist auch, an einem Standort LTE 800, 1800 und 2600 auszubauen, wobei das tiefere Band die breitflächige Indoor-Versorgung an kritischen Stellen abdeckt.

Mehr Kapazität durch kleinere Sektoren

Wird darüber hinaus noch Kapazität gebraucht, etwa an Flughäfen, Fußballstadien oder ähnlich frequentierten Plätzen, kann an einem Standort auch die Anzahl der Sektoren erhöht werden. Normalerweise teilen sich drei jeweils 120 Grad abdeckende Antennen die Arbeit, jede bildet eine eigene Mobilfunkzelle aus.

Alternativ sind auch sechs 60-Grad-Antennen möglich. Da es in den Übergangsbereichen zwischen Antennen zu Interferenz genannten Störungen kommt, bringt das nicht ganz eine Verdopplung der Kapazität.

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