Selbst das Mobilfunkbundesamt tendiere inzwischen zu einer Abkehr von der strahlungsintensiven Indoorversorgung

Toll! Bis drauf, dass es in diesem unserem Lande gar kein Mobilfunkbundesamt gibt.

Ich bin mir ziemlich sicher, mit dem ominösen Mobilfunkbundesamt meint Gutbier nicht das Bundesamt für Strahlenschutz, sondern das Umweltbundesamt (UBA). Warum? Das UBA veröffentlichte im September 2020 die Ergebnisse des Forschungsprojekts "Green Cloud-Computing" und dort heißt es an einer einzigen Stelle lakonisch:

Der Mobilfunk ist für den Hausanschluss ungeeignet und aus Sicht des Umwelt- und Klimaschutzes nicht tragfähig.

Da der Satz ohne Begründung dort steht, habe ich im März 2021 beim UBA nachgefragt, jedoch keine Antwort erhalten.

(Den Text meiner Anfrage an die Berichtsautorin und UBA-Mitarbeiterin Marina Köhn habe ich hier eingestellt.)

Auf erneute Nachfrage beim UBA Anfang August 2021 traf die erhoffte Begründung postwendend ein:
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Sehr geehrter Herr Schall,

vielen Dank für Ihre berechtigte Nachfrage und Entschuldigung, dass wir so verspätet antworten. Gerne möchte ich Ihnen den Hintergrund unserer Aussage erläutern.

Zunächst zur Begrifflichkeit.

Unter Hausanschluss haben wir hier verstanden, dass primär ein Gebäude, ggf. aber auch eine einzelne Wohneinheit oder auch ein Büro, mit einem Zugang zum Internet versorgt wird. Dies geschieht bisher in den weitaus überwiegenden Fällen kabelgebunden (DSL per Kupferleitung aber auch per FTTH mittels Glasfaser), kann aber auch per Mobilfunk oder Satellit erfolgen. Im Inneren wird dann der Internetzugang i.a. über einen Router per Kabel oder WLAN den Nutzern zur Verfügung gestellt.

Die genannten Zugangswege verfügen über einen unterschiedlichen Energiebedarf der ganz wesentlich von der verwendeten Technologie abhängig ist. Beispielhafte Werte hierfür können Sie unserem Bericht entnehmen.

In der Tat greifen Sie bereits in Ihrer Mail eines der Hauptargumente auf, warum nach unserer Einschätzung Mobilfunk auch perspektivisch nicht für die Versorgung von Hausanschlüssen geeignet ist. Dabei ist insbesondere zu berücksichtigen, dass selbst bei privaten Anschlüssen der Bedarf nach höheren Bandbreiten kontinuierlich zunimmt und sicher auch perspektivisch weiter wächst. Dementsprechend steigen, insbesondere in Gebäuden mit mehreren Abnehmern (Wohneinheiten, Büros usw.), auch die Bandbreitenanforderungen an den Internetzugang. Perspektivisch würden diese Anforderungen per Mobilfunk sicher nur unter Verwendung von 5G und mittels mm-Wellen (24 bis 49 GHz oder noch höher) abgedeckt.

Die über den Mobilfunk realisierbaren Bandbreiten korrespondieren unmittelbar mit den eingesetzten Frequenzen, höhere Bandbreiten erfordern auch die Verwendung höherer Funkfrequenzen. Gleichzeitig steigt die Signaldämpfung durch die Gebäudehülle. Um dies zu kompensieren müsste entweder die Sendeleistung erhöht werden (das ist auf Grund der gesetzlichen Regelungen allerdings nur begrenzt möglich (Strahlenbelastung) und gleichzeitig mit einem deutlich höheren Energieverbrauch beim Sender verbunden) oder außen an der Gebäudehülle entsprechende Empfangsantennen angebracht werden. Ggf. wäre auch ein entsprechender Signalverstärker erforderlich. Zur weiteren Versorgung der Nutzer wäre dann analog zum kabelgebundenen Zugang im Inneren ein Router o.ä. erforderlich.

Diese Maßnahmen tragen aber gleichzeitig zur Reduzierung der Energieeffizienz bei. Teils steigt der Energieverbrauch senderseitig, teils sind zusätzliche Aufwände für den Empfang erforderlich (so durchdringen mm-Wellen beispielsweise nicht einmal die menschliche Haut) und erfordern ggf. Durchbrüche an der Gebäudehülle für die externe Antenne (mit entsprechenden Auswirkungen auf die Wärmedämmung des Gebäudes).

Die verwendeten Funkfrequenzen werden aber nicht nur durch die Gebäudehülle gedämpft sondern generell auch durch andere Gebäude, Pflanzen usw. zwischen Sender und Empfänger. Daher wären für die flächendeckende Internet-Versorgung eines Wohnbereichs über 5G mehr Sendestationen (mit entsprechendem Energiebedarf) erforderlich als bspw. für die reine Mobilfunkversorgung mittels 4G / 5G. Auch dies führt zu einer Erhöhung des Energie- und Ressourcenbedarfs.

Wie Sie unserem Bericht entnehmen können, ist die Übertragung von Daten über eine kabelgebundene Verbindung sehr viel energieeffizienter als per Funk, unabhängig davon, welche Funktechnologie verwendet wird. Unter Berücksichtigung dessen sowie der oben angeführten Argumente ist eine kabelgebundene Internet-Versorgung der Hausanschlüsse (vorzugsweise per Glasfaser) aus Umweltaspekten zu bevorzugen.

[...] In diesem Zusammenhang möchte ich darauf hinweisen, dass der von Ihnen zitierte Bericht eine Vorab-Veröffentlichung war. Den vollständigen Abschlussbericht des Forschungsvorhabens finden Sie hier: https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/green-cloud-computing.

Mit freundlichem Gruß

Hans-Jürgen Baumeister
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Dr. Hans-Jürgen Baumeister ist Leiter der Beratungsstelle nachhaltige Informations- und Kommunikationstechnik (Green-IT) am Umweltbundesamt in Dessau-Roßlau.

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

Tags:
Anfrage, Repeater, Festnetz, Glasfaser, Indoorversorgung, Umweltbundesamt, Klima, Mobilfunkversorgung, Indoor/Outdoor

Höchstwahrscheinlich hat die Einschätzung der drei Studienautoren nichts mit Gutbiers Strahlenphobie zu tun, sondern mit dem Energieaufwand, der für die Gebäudedurchdringung bei hohen Frequenzen erforderlich ist.

In dieser Einschätzung sehe ich mich von den Erläuterungen des UBA voll und ganz bestätigt.

Die Mobilfunknetzbetreiber werden sich zukünftig, wenn mit dem Bandbreitenbedarf auch die Trägerfrequenzen steigen, von der bisher praktizierten brachialen Innenraumversorgung von außen verabschieden müssen. Die Technik zur Indoor-Versorgung ist seit langem bekannt und die Mobilfunknetzbetreiber brauchen keine Ratschläge von Mobilfunkgegnern (Trennen von Indoor- und Outdoor-Versorgung), wie sie das aufkommende Problem mit der Gebäudedämpfung lösen können. Das Zauberwort dafür heißt "Das" (Distributed Antenna System).

Das Prinzip ist denkbar einfach: Eine außen am Gebäude angebrachte Antenne empfängt die Funksignale von Basisstationen und leitet diese per Kabel ins Gebäudeinnere. Dort werden die Signale ggf. verstärkt und vielen im Gebäude verteilten Antennen zugeleitet, die sie schlussendlich abstrahlen. Sinngemäß funktioniert es so auch in umgekehrter Richtung.

Auf diese Weise werden schon heute große Gebäudekomplexe (starker Dämpfung durch viele Mauern und Decken) wie Krankenhäuser oder Hochhäuser innen mit Funk versorgt. Mit zunehmenden Trägerfrequenzen wird diese Problemlösung auch für kleine Gebäude in Betracht kommen. Smartphonebesitzer bemerken von dieser Technik nichts, sie können sich ungehindert und ohne Verbindungsabbrüche in Das-versorgten Gebäuden bewegen. Auf den Kosten dieser Versorgung werden jedoch aller Voraussicht nach die Gebäudeeigentümer sitzen bleiben, es sei denn, Mobilfunknetzbetreiber erkennen darin ein Marketinginstrument zur Kundenbindung, so wie sie einem heute z.B. W-Lan-Router "schenken".

Eine Energiebilanz, die zeigt, ob Das-Lösungen unterm Strich insgesamt merklich weniger Energie schlucken als Funkmasten, die voll aufgedreht mit hoher Sendeleistung versuchen Mauern zu durchdringen, ist mir nicht bekannt. Es dürfte auch nicht einfach sein, so eine Bilanz treffend zu ziehen.

Sicher ist, ab einem bestimmten Trägerfrequenzbereich wird die Gebäudedämpfung für die Funkkommunikation zwischen Funkmast und Smartphone zu einem existentiellen Problem. Dann trotzdem noch zu versuchen, allein mit hochgeschraubter Sendeleistung ins Gebäude einzudringen, statt mit Das den intelligenteren Weg zu wählen, wäre ebenso unklug wie der umständliche Versuch der jungen Dame in folgendem Video, an ihren Autoschlüssel zu kommen:

Anzunehmen ist ferner, dass zukünftig zuerst nicht die leistungsstarken Funkmasten an Mauern scheitern werden, sondern die leistungsschwachen Smartphones, denen nur ein paar hundert Milliwatt zur Verfügung stehen, um Mauern von innen nach draußen zu durchdringen. Oder anders gesagt: Die Zeit für flächendeckendes Das dürfte spätestens dann reif sein, wenn wir unsere künftigen 6G- oder 7G-Smartphones 2-mal täglich laden müssen . Und wahrscheinlich ist es eine gute Idee, vorsorglich schon heute sein Geld in Das-Anbieter zu investieren, bevor dieser Branche in vielleicht zehn Jahren der Goldrausch winkt.

Auch wenn der Grundgedanke von Das simpel ist, so ist die optimale Planung und Installation eines solchen Systems kein Kinderspiel. Dazu ist mehr erforderlich, als irgendwo drinnen einen Repeater an die Wand zu nageln. Zu dieser Einsicht brachten mich die vielen passiven und aktiven Das-Varianten, die mir bei meinen Streifzügen durchs www begegnet sind. Glaubt man dem Mann im Video oben, ist es z.B. keine gute Idee, die Katakomben eines Stadions mit einem passiven Das versorgen zu wollen. Die Länge der signaldämpfenden Kabelage würde so einen Plan, der energetisch vorteilhaft wäre, wahrscheinlich scheitern lassen.

Hintergrund
Das in Wikipedia (englisch)
5G Indoor White Paper von ZTE (PDF, 23 Seiten)
Das-Kursangebot von Telcoma
Cellular Distributed Antenna Systems (DAS): The Definitive Guide
Wissenschaftliche Artikel zu Das

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