Funktechnische Bedingungen (Topographie, Gebäude...)

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1 Betriebstechnische Anforderungen an die Senderstandorte Dr. Gerd Friedrich, Forschungsgemeinschaft Funk e.v. Ich werde Ihnen etwas sagen zu den betriebswirtschaftlichen Anforderungen von Sendestandorten. Ich hab mir dabei gedacht, dass es Sie interessieren wird, welche Planungsprojekte als Grundlage für das ganze System notwendig sind. Das sind Funktechnische Bedingungen (Topographie, Gebäude...) Ökonomische Randbedingungen Gesundheitliche Aspekte Herr Trost hat Ihnen ganz kurz unser Nutzspektrum gezeigt. Hier sehen Sie praktisch die typische Konstellation, die man voraussetzen kann: Sie als Sender in diesem Fall, haben ein Begehren, Sie wollen telefonieren. Sie gehen Zentrale Vermittlungsstelle Richtfunk oder Standleitung Sender Sender Festnetze und andere Mobilfunknetze Zentrale Vermittlungsstelle zur nächsten Basisstation, wireless wie es so schön Neudeutsch heißt, also per Funk. Jetzt benutzen Sie Ihr Handy, Sie kommen auf die Basisstation, Sie werden weitergeschaltet entweder per Richtfunk oder aber auch unterirdisch per Kabel auf die nächste Teilzentrale von dort geht s per Standleitung, also normales konventionelles Netz, oder per Richtfunk zur nächsten Verteilstation und werden da in die Fläche verteilt. Das geschieht auf der anderen Seite wieder, sobald Sie bei der Basisstation angefangen haben, bekommt der Empfänger drahtlos quasi das letzte Stück des Stückes zugespielt. Doch die Landschaften sind sehr unterschiedlich strukturiert und entsprechend unterschiedlich sind auch die Anforderungen. Es gibt Gebiete, die schwach besiedelt sind oder schwach frequentiert worauf man bei der Planung selbstverständlich Rücksicht nehmen muss. Technisch gesehen haben Sie ein Netzwerk mit verschiedenen Basisstationen, in Wabenform aneinander gelegt: Sie werden dort von einer Wabe zu anderen weitergereicht, sobald Sie den Standort ändern, zum Beispiel wenn Sie im fahrenden KFZ - mit Freisprecheinrichtung natürlich telefonieren. Dabei werden Sie von einer

2 Wabe in den nächsten Funkfrequenzbereich weitergereicht. Dies wird dann koordiniert, so dass die Basisstation praktisch genau weiß, wo Sie Ihren Standort haben, sprich: wo Ihr Handy sich befindet. Es wird weiterhin eine Leistungskontrolle ausgeübt, da komme ich gleich noch drauf, wo eingestellt wird, wie stark Sie zu empfangen sind und dementsprechend regelt die Basisstation, nicht das Handy, die Feldstärke mit der Sie mit Ihrem Handy senden. Handy Als nächstes sind natürlich die Frequenzen zu betrachten, die rare Materie darstellen. Deswegen hat man sich beim GSM, also C-Netz oder D-Netz bzw. jetzt E-Netz schon abgesprochen. Man hat versucht, mögliche Frequenzen sehr oft zu nutzen. Resultat ist, dass die Zellen sich untereinander durch die Frequenzbereiche sehr deutlich unterscheiden. Man unterscheidet dabei zwischen Makrozelle, Mikrozelle und Picozelle, die unterschiedlich groß sind. Besonders interessant natürlich in städtischer Umgebung, wo der Empfang im Gebäude ermittelt werden muss, und die Basisstationen sehr eng aneinander sind. Leistungsregelung bei GSM Leistungsregelung bei GSM Diese sollen so ausgerichtet sein, dass das Sie möglichst im Gebäude mit geringer Leistung telefonieren können. Zur Wiederholung: Sind Sie weiter weg von der Basisstation wird unter Umständen die maximale Handyleistung von 2 W in Anspruch genommen, das ist keine Dauerleistung, sondern der Maximalwert der Aussteuerung. Inzwischen sind die Handys so klein geworden und die Batterieleistung, damit man möglichst lange telefoniert, so ausgereizt, so dass ein typisches Handy eine Ausgangsleistung von etwa 0,8 bis 1,2 W hat. Sind Sie im Ortsbereich, sehr nah oder sehr gut zu erreichen, dann wird die Sendeleistung auf Werte von ca. 0,5 W heruntergeregelt. Hier im Beispiel ist 0,3 W gewählt worden. Bei UMTS wird es etwas anders werden. Herr Trost hat es angesprochen, Frequenzen sind knappe Ressourcen. Man hat sich überlegt, wie man es zeitmäßig so gestalten, dass möglichst viele Leute telefonieren können. Bei der jetzigen GSM-Generation wird das Sendesignal in acht Zeitschlitze zerlegt, so wie ein Stück Kuchen in acht Teile geteilt wird. In jedem der acht Teile wird ein Teilnehmer gepackt und kann telefonieren. Hier bei diesem neuen Verfahren benutzt man ein anderes, ein doppelt raffiniertes Verfahren. Man verwendet eine Codierung, verschlüsselt alle Teilnehmer gleichzeitig in ein Frequenzband und stapelt es so, dass 8 bis 16 Teilnehmer gleichzeitig sprechen können. Wir sprechen also alle gleichzeitig über die gleiche Frequenz. Damit ist praktisch auch die Möglichkeit gegeben, größere Inhalte zu transportieren. Größere Inhalte heißt: Bei UMTS ist es zukünftig auch möglich, dass Sie beispielsweise Videofilme oder Internetkommunikation mit hoher Bandbreite durchführen können. 2 Watt Maximale Sendeleistung Sender im Außenbereich Basisstation 0,3 Watt Reduzierte Emission durch Leistungsregelung bei Basis Makrozelle (Land): Makrozelle (Stadt): Mikrozelle: Picozelle: Sender nah am Nutzer 1-5 km 0,3-1 km m < 100 m station und Handy

3 Wichtige UMTS-Daten noch mal zur Wiederholung. Der Frequenzbereich wird sich im oberen Bereich neben dem E-Netz befinden. Deshalb werden die Sendeleistungen vergleichbar sein. Sie werden zwischen 12 W für die Basisstation und im Endausbau 15 W liegen. Die Dichte der Basisstation ist lastabhängig. Dieser Umstand ist neu. Je mehr Teilnehmer, je höher werden die benötigten Leistungen, um breitbandige Anwendungen nutzen zu können, und desto mehr Basisstationen Wichtige UMTS-Daten zur Wiederholung: Frequenzbereich: ca MHz Sendeleistung der Anlagen vergleichbar mit GSM Dichte der Basisstationen ist lastabhängig Betriebsmodus FDD: kontinuierliche Signalabgabe Betriebsmodus TDD: diskontinuierliches Senden Basisstation und Endgerät senden immer nur mit der minimal notwendigen Leistung (schnelle Leistungsregelung notwendig) werden benötigt. Dabei ist es möglich, dass die ganze Anlage weniger Teilnehmer aufnehmen kann mit der gleichen Bandbreite. Also bekommen Sie mehr Frequenzbandbreite zugeteilt als die anderen. Dadurch wird sich dann der Radius der Basisstationen verringern, die Packungsdichte der Anlagen vergrößern, obwohl die Sendeleistung der einzelnen Anlagen kleiner wird. Versorgungsfeldstärke und Grenzwerte Logarithmus der Leistungsflußdichte +20 db(w/m ) 2 0 Grenzwerte nach DIN VDE 0848 Teil 2/10.91 umgerechnet in Leistungsflußdichte Mikrowellenofen 5 cm vor der Tür TV I UKW stereo mono TV III TV IV D1/D2 TV V E-Plus Frequenz/MHz Kommen wir jetzt zur Leistungsflussdichte, die Sie bei den Fernseh- und Radiokanälen benötigen, um sicher fernsehen oder Hörfunk hören zu können. Diese ist hier auf der Ordinate als Logarithmus in db (W/m²) aufgetragen. Herr Trost hat mit mw/cm² geantwortet, aber man kann es untereinander umrechnen. Sie sehen ferner die Kurve, die die Grenzwerte nach der DIN/VDE darstellt, die die Basis für die 26. BImSchV- Verordnung [26. BImSchV = 26. Verordnung zur Durchführung des Bundes- Immissionsschutzgesetzes = Verordnung über Elektromagnetische Felder vom Anmerkung des Hrsg.] ist. Die Markierungen bezeichnen die Werte, die Sie brauchen, um quasi sicher hören, fernsehen und telefonieren zu können, maximal -108 db. Was bedeutet dies für die Praxis?

4 Dies ist ein Schema einer Mobilfunkantenne. Typischerweise hat sie eine Ausstrahlung in der Richtung, das sie leicht gegen den Erdboden geneigt ist. Man erkennt, dass eigentlich unterhalb des Mastes der schlechteste Empfang ist. Nur das ist immer das Widersinnige von der Physik her. Wenn man sagt, ich hätte Bereiche mit Kindergärten, zum Beispiel, wenn der Kindergarten unterhalb der Antenne ist, dann ist das eigentlich der beste Ort dafür. Ich mache noch mal ein anderes Beispiel. Man kann diese 108 db pro m² erreichen, wenn man einen Großmast aufstellt oder indem man viele kleine Sender mit vielen Masten aufbaut. Natürlich sind die Feldstärken in der Nähe des Großmastes bedeutend höher als wenn ich viele kleine Masten aufstelle und die Fläche besser ausleuchte. Das ist in die Diskussion reingekommen, nach dem Motto: 500 m weg vom Ort. Es kommt wirklich auf die Leistungsflussdichte an. Antenne senkrecht Antennen werden im Regelfall um bis zu 16 nach unten g kippt, um die abgestrahlte Leistung auf den Boden zu lenken Ich würde ganz gern noch mal darauf hinkommen, was eigentlich meine Hauptbeschäftigung ist; nämlich Grundsätze für eine, Sie nennen es Elektrosmog-Forschung, wir nennen es db Umweltverträglichkeits-Forschung. Wichtig ist es meines Erachtens, dass man nicht nach dem erst besten Report, der erst besten Studie anfängt zu reden. Da muss mehr zusammengetragen db werden. Es muss die ganze Palette der Wissenschaft geprüft werden. Herr Meyer wird noch etwas mehr darüber sagen, wie die einzelnen Sachen dann zusammengetragen werden, aber lassen Sie mich mal ganz kurz etwas dazu sagen. Der Wissensstand besteht aus allen Meldungen, die weltweit verfügbar sind. Sie müssen es bewerten und gewichten. Das wird durch Fachleute geschehen, die auch mehr wissen als nur eine Disziplin. Es sollen Forschungsergebnisse zusammengetragen werden im Rahmen der WHO oder auch anderer Gremien der europäischen Union oder in Deutschland der Strahlenschutzkommission usw. Dadurch werden bewertbare Wissensgebiete definiert. Die Kommissionen sollten sie kombinieren und alles sofort nachprüfen. Wenn man von den Situationsmeldungen Nachricht bekommt, dauert es leider zwei bis drei Jahre, bevor man in der Lage ist, dem nachzugehen und nachprüfbare Ergebnisse zu haben. Dabei haben wir aber eins festgestellt. Die Auftragnehmer müssen auf strenge wissenschaftliche Qualitäten festgelegt werden, zum Beispiel die Qualitätsanforderungen der WHO beachten. Forschung geschieht auf verschiedenen Ebenen. Einmal auf Ebene der ganzen Bevölkerung, der Individuen, dass heißt mit Tieren zum Beispiel, ganzen Tieren, aber auch

5 bei Zellen und Geweben, Molekülen noch eine Ebene tiefer oder aber indirekte Einwirkungen, dass heißt man kann zum Beispiel Hörgeräte oder Herzschrittmacher heranziehen. Die können ja auch indirekte Auswirkungen ausüben. Dieses muss auf verschiedenen Ebenen zusammengetragen werden und geht dann ein in den Basisgrenzwert. Wenn Sie mehr Informationen dazu haben wollen, verweise ich auf unsere Internetseite ( ). Dort können Sie sich von diesen Seiten auf andere Seiten weiterschalten lassen und sehen was ungefähr da in der Welt passiert. Wir selbst geben einige Publikationen heraus, zum Beispiel unseren Newsletter. Damit bin ich am Ende meines Vortrags