Neue Studie beraubt 5G-Gegner ihrer stärksten Argumente (Forschung)

H. Lamarr @, München, Freitag, 15.04.2022, 01:06 (vor 290 Tagen)

Eine neue Studie empfiehlt den Übergang zu 5G-Mobilfunk, um die Exposition von Menschen zu verringern und hohe Datenraten zu erzielen. Zudem räumt das Papier mit beliebten Behauptungen organisierter Mobilfunkgegner auf. So führe 5G nicht zu einer signifikanten Erhöhung der Exposition durch Basisstationen und die Trennung von Innen- und Außenabdeckung durch Mobilfunk zeige keine Vorteile hinsichtlich der Exposition der Bevölkerung.

Im Oktober 2020 beauftragte das Schweizer Bundesamt für Kommunikation (Bakom) die Stiftung IT'IS (Kuster-Gruppe) mit der Evaluierung verschiedener 5G-Netztopologien in Bezug auf die Exposition von Menschen, die Qualität der mobilen Kommunikation und die Nachhaltigkeit, um Fragen zu beantworten, die in der politischen Motion Häberli-Koller vom 30. Juli 2020 gestellt wurden. Die Studie wurde gemeinsam durchgeführt mit der Imec-Waves-Gruppe des Departements für Informationstechnologie der Universität Gent, Belgien. Der Abschlussbericht trägt den Titel "Assessment of varied mobile network topologies on human exposure, mobile communication quality and sustainability" und wurde im September 2021 dem Auftraggeber übergeben, der ihn am 13. April 2022 veröffentlicht hat (Volltext, PDF, 43 Seiten, englisch). Für die Schweizer Regierung (Bundesrat) legte der Abschlussbericht das technische Fundament, um ihre Vorstellungen für die künftige Mobilfunkentwicklung in dem Alpenstaat konkret zu formulieren.

Der Abschlussbericht ist gut verständlich geschrieben, dürfte absolute Laien in Sachfragen der Mobilfunktechnik jedoch schon wegen der Terminologie vor erhebliche Probleme stellen. Alle anderen erwartet eine Fülle von Informationen, die etliche Behauptungen organisierter Mobilfunkgegner über 5G als Falschdarstellungen entlarven. Gut gelungen ist die mehrseitige Zusammenfassung zu Beginn, die übersichtlich ein ganzes Bündel von naheliegenden Fragen stellt und die Antworten gleich mitliefert. Einschränkend ist anzumerken, die Ergebnisse der Studie beruhen auf Simulationsmodellen, die wiederum zum Teil auf Annahmen beruhen, die in Kapitel 4 beschrieben sind. Die Auswirkungen dieser Annahmen werden in Kapitel 6 diskutiert. Anzumerken ist auch, da der Bericht nicht in einer wissenschaftlichen Fachzeitschrift publiziert wurde, kann dort eine wissenschaftliche Auseinandersetzung z.B. über die Aussagekraft der Simulationen nicht stattfinden. Es ist jedoch nicht auszuschließen, dass akademische Mobilfunkkritiker versuchen werden, die Studie auf ihren privaten Plattformen zu entwerten. Das könnte spannend werden, wenn Niels Kuster oder die anderen Autoren des Abschlussberichts dagegen halten.

Genug der Vorrede. Die folgende Übersetzung des Kapitels 7 (Conclusions) zeigt, welche Sprengkraft in den 43 Seiten steckt und warum es die Stop-5G-Bewegung nicht nur in der Schweiz künftig schwerer haben wird, mit technischer Desinformation über 5G zu punkten.

Die in dieser Studie vorgestellten Ergebnisse bestätigen, dass die Exposition eines Menschen, der ein Mobilfunknetz nutzt, durch das Uplink-Signal des eigenen Mobilgeräts dominiert wird. Die Expositionsverhältnisse [was das ist, wird auf Seite 2 unter "Statement of work" erklärt; Anm. Postingautor] im Uplink waren im Durchschnitt zehnmal höher als die Expositionsverhältnisse im Downlink. Bei der Optimierung von Netzen für eine niedrige Exposition von Menschen müssen immer sowohl der Uplink als auch der Downlink berücksichtigt werden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass es nicht möglich ist, ein Netz mit einer guten Datenübertragungsqualität zu entwerfen, indem nur die Exposition im Downlink optimiert wird.

Aus Sicht der Datennetzqualität wurden die 5G-Netze in dieser Studie mit einer zehnfachen Kapazität im Vergleich zu 4G-Netzen ausgelegt. Diese 5G-Kapazitätserhöhung führt nicht zu einem signifikanten Anstieg der Downlink-Exposition im Vergleich zu 4G. Nur in den Szenarien mit der höchsten Datenrate stieg die Exposition in den 5G-Downlink-Netzen in allen drei Umgebungen [Stadt, Vorstadt, Land] um durchschnittlich 34 %. In der Uplink-Richtung trug der Einsatz von 5G dazu bei, die Exposition im Durchschnitt um –75 % bei der Basisdatenrate und um –61 % im Szenario mit hoher Datenrate zu verringern.

Was die Trennung von Innen- und Außenabdeckung betrifft, so zeigen unsere Ergebnisse, dass die Downlink-Belastung im Freien um den Faktor 10 reduziert werden kann, wenn nur die Außenabdeckung angestrebt wird. Für eine erfolgreiche Innenraumabdeckung waren im 4G-Netz im städtischen Umfeld hauptsächlich zusätzliche Basisstationen erforderlich. Insbesondere bei 5G ist der Bedarf an zusätzlichen Basisstationen zur Abdeckung von Innenräumen gering. In absoluten Zahlen benötigten 5G-Netze jedoch im Durchschnitt 3-mal so viele Basisstationsstandorte wie das betrachtete 4G-Netz. Da aber die Exposition im Uplink in allen Abdeckungs- und Datenraten-Szenarien sehr ähnlich und im Vergleich zur Exposition im Downlink dominant ist, führte eine Trennung von Innen- und Außenabdeckung in unseren Simulationen nicht zu einem Vorteil hinsichtlich der Exposition von Menschen.

Ein Mobilfunk-Einheitsnetz hat die Exposition der Menschen nicht wesentlich verändert, obwohl es in einigen Situationen aufgrund der begrenzten Netzkapazität zu einer höheren Exposition im Uplink führt. Ein Einheitsnetz kann jedoch dazu beitragen, die Anzahl der erforderlichen Basisstationen zu verringern. Die gleiche Netzqualität wurde in den drei verschiedenen Umgebungen mit 30 % bis 50 % weniger Basisstationen bei 4G bzw. mit 13 % bis 30 % weniger Basisstationen bei 5G erreicht. Die Reduzierung bei 5G ist geringer, da die in 5G verwendeten adaptiven Massive-Mimo-Antennen weniger Nutzer pro Basisstation unterstützen.

Die Studie hat gezeigt, dass zukünftige Netze ohne eine Lockerung der Vorsorgegrenzwerte realisiert werden können. Die Anzahl der Basisstationen wird hauptsächlich von den Datenanforderungen und nicht von den Grenzwerten bestimmt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Übergang zu einem 5G-Mobilfunknetz empfohlen wird, um die Exposition der Menschen zu verringern und hohe Datenraten zu erzielen. Die Vereinheitlichung der Netzinfrastruktur ist von Vorteil, um die Anzahl der Basisstationen zu verringern.

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Jedes komplexe Problem hat eine Lösung, die einfach, naheliegend, plausibel – und falsch ist.
– Frei nach Henry Louis Mencken (1880–1956) –

Neue Studie beraubt 5G-Gegner ihrer stärksten Argumente

e=mc2, Montag, 18.04.2022, 17:11 (vor 286 Tagen) @ H. Lamarr

Aufschlussreich auch der Ausblick zu Millimeterwellen im englischsprachigen Bericht.
Kuster sieht kaum Anwendungen bei denen Menschen substanziell Millimeterwellen ausgesetzt sein werden. Es wäre langsam an der Zeit, dass diejenigen welche bei der voraussichtlichen Anwendung von höheren 5G-Frequenzen ins Hyperventilieren geraten, ein plausibles Expositionsszenario präsentieren.

Although the frequencies above 6 GHz are not yet available in Switzerland, the study should also include the future use of these frequencies (millimeter waves, in Switzerland probably in the 24.25-27.5 GHz range). At present, the use of millimeter wave technologies in Switzerland cannot be predicted. Therefore, we did not include millimeter waves in our mobile network simulation model. Based on initial roll-outs internationally, the current main application of 5G millimeter links is for the last mile. The last mile application (fixed wireless access) is not strictly limited to mobile communication. Here, wireless point-to-point links would replace copper or fiber links. Based on the point-to-point nature, human exposure to last-mile links is unlikely.
Recently, the first mobile devices (US models of Apple iPhone 12, Samsung S21) with millimeter-wave communication capabilities were placed on the market. This development is driven by the unavailability of the 3.5 GHz band in the United States (US) and the attempt to offload the majority of the data volume over millimeter waves. There is still very little use of millimeter-wave communications in the US [2]. Due to shadowing effects of the human body [3] and the highly directive beam-forming in this frequency range, it can be assumed that the usage of millimeter waves for mobile applications will also mostly be limited to line-of-sight situations. This may lower human exposure due to the highly directive and adaptive nature of the communication links required for signal quality reasons.

Obwohl Frequenzen über 6 GHz in der Schweiz noch nicht verfügbar sind, sollte die Studie auch die künftige Nutzung dieser Frequenzen (Millimeterwellen, in der Schweiz wahrscheinlich im Bereich von 24,25 GHz bis 27,5 GHz) berücksichtigen. Derzeit ist die Nutzung von Millimeterwellen in der Schweiz noch nicht absehbar. Daher haben wir Millimeterwellen nicht in unser Simulationsmodell für Mobilfunknetze aufgenommen. Ausgehend von den ersten internationalen Roll-outs ist die derzeitige Hauptanwendung von 5G-Millimeterverbindungen die letzte Meile. Die Anwendung der letzten Meile (fest zugeordneter Funkzugang) ist nicht strikt auf die mobile Kommunikation beschränkt. Hier würden Punkt-zu-Punkt-Funkverbindungen die Kupfer- oder Glasfaserverbindungen ersetzen. Da es sich um Punkt-zu-Punkt-Verbindungen handelt, ist es unwahrscheinlich, dass Menschen mit den Verbindungen der letzten Meile in Berührung kommen.
Vor kurzem wurden die ersten Smartphones (US-Modelle des Apple iPhone 12, Samsung S21) mit Millimeterwellen-Kommunikationsfähigkeiten auf den Markt gebracht. Grund für diese Entwicklung ist die Nichtverfügbarkeit des 3,5-GHz-Bandes in den Vereinigten Staaten (USA) und der Versuch, den Großteil des Datenvolumens über Millimeterwellen zu übertragen. In den USA wird die Millimeterwellenkommunikation noch sehr wenig genutzt [2]. Aufgrund von Abschattungseffekten des menschlichen Körpers [3] und der stark gerichteten Strahlformung in diesem Frequenzbereich ist davon auszugehen, dass auch die Nutzung von Millimeterwellen für mobile Anwendungen meist auf Sichtliniensituationen beschränkt sein wird. Dies kann die Exposition des Menschen aufgrund der hochdirektiven und adaptiven Natur der Kommunikationsverbindungen, die aus Gründen der Signalqualität erforderlich sind, verringern.


[Admin: Deutsch-Übersetzung angefügt am 18.04.2022, 17:18 Uhr]

Tags:
Kuster, Millimeter-Wellen

Deutsche Telekom sagt Fixed Wireless Access erst einmal ab

H. Lamarr @, München, Montag, 18.04.2022, 18:00 (vor 286 Tagen) @ e=mc2

Ausgehend von den ersten internationalen Roll-outs ist die derzeitige Hauptanwendung von 5G-Millimeterverbindungen die letzte Meile. Die Anwendung der letzten Meile (fest zugeordneter Funkzugang) ist nicht strikt auf die mobile Kommunikation beschränkt. Hier würden Punkt-zu-Punkt-Funkverbindungen die Kupfer- oder Glasfaserverbindungen ersetzen. Da es sich um Punkt-zu-Punkt-Verbindungen handelt, ist es unwahrscheinlich, dass Menschen mit den Verbindungen der letzten Meile in Berührung kommen.

FWA sollte rund 1 GBit/s an ein Viertel aller Haushalte in Deutschland liefern. Doch laut Telekom gibt es zu viele Probleme mit der Technologie. mehr ...

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– Frei nach Henry Louis Mencken (1880–1956) –

T-Mobile US meldet 1 Mio. FWA-Kunden

H. Lamarr @, München, Donnerstag, 21.04.2022, 11:15 (vor 283 Tagen) @ H. Lamarr

FWA sollte rund 1 GBit/s an ein Viertel aller Haushalte in Deutschland liefern. Doch laut Telekom gibt es zu viele Probleme mit der Technologie. mehr ...

Ganz anders in den USA, wie einer aktuellen Meldung von Telecompaper zu entnehmen ist:

T-Mobile US hat bekannt gegeben, dass der Meilenstein von 1 Million Home-Internet-Kunden überschritten wurde, ein Jahr nach der kommerziellen Einführung des FWA-Zugangsdienstes. Der Mobilfunkbetreiber baut den Dienst weiter aus. Mehr als 40 Millionen Haushalte, die von seinem 5G-Netz abgedeckt werden, könnten Home-Internet nutzen.

Daran erkennt man gut, dass manche Meldungen über technologische Entwicklungen, hier FWA, nicht überall gleich bedeutsam sind, sondern in unterschiedlichen Teilen der Welt auf mehr oder weniger Resonanz stoßen. Gemäß Kuster ist (im Gegensatz zu Europa) die Nichtverfügbarkeit des 3,5-GHz-Bandes für kommerziellen Mobilfunk in den USA der Treiber für das FWA-Geschäft im 28-GHz-Mikrowellenband.

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