Science Brunch 23, 17. November 2015

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1 Wo steht St.Gallen mit der vernetzten Stadt? St.Galler Wireless eine leistungsfähige und dennoch strahlungsarme Mobilfunkversorgung für eine Smart City Science Brunch 23, 17. November 2015 Harry Künzle Leiter Amt für Umwelt und Energie Stadt St.Gallen Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 1

2 Inhalt 1. «St.Galler Wireless» ein Puzzle-Stein zur Smart City 2. Mobile Kommunikation Pilotprojekt «St.Galler Wireless» Aufbau Betrieb 4. Messkampagne 5. Fazit Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 2

3 St.Galler Wireless ein Puzzlestein zur Smart City grid metering communication Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 3

4 2. Mobile Kommunikation St.Gallen 2020 Ausgangslage, Entwicklung Mobilfunk Mobilfunktelefonie Datenverkehr auf Mobilfunknetzen 3 Anbieter mit je 3 Diensten in 5 Frequenzbändern Anlagegrenzwert (= Vorsorgegrenzwert) Antennen werden auf Anlagegrenzwert «ausgereizt» Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 4

5 2. Mobile Kommunikation St.Gallen 2020 Ansprüche an den (smarten) Mobilfunk Kunden Mobilfunkfirmen Behörde Smart City schnell X X X leistungsfähig (M2M, IoT, VoIP usw.) X X X verlässlich X X X benutzungsfreundlich X X X bedarfsgerecht (Telefonie/Daten, Tag/Nacht) immissionsarm X X X X «unsichtbar», kleinzellig wirtschaftlich (Investition, Betrieb) (X) X X Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 5

6 2. Mobile Kommunikation St.Gallen 2020 Mehr Antennen, weniger Strahlung (k)ein Widerspruch vermeidbare Strahlung Downlink-Betrachtung! (vom Sender zum Endgerät, gilt sinngemäss aber auch beim Uplink) Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 6

7 2. Mobile Kommunikation St.Gallen 2020 Mehr Antennen, Daten abholen, wo sie anfallen,... die Wireless-Distanz bis Highspeed-Netz so kurz wie möglich halten, die Qualität der Datenübertragung steigern, die Leistung für Downlink und Uplink und den Energieverbrauch senken. Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 7

8 2. Mobile Kommunikation St.Gallen 2020 Netzwerkarchitekturen Modell «Makrozellen» Downlink Uplink vorläufig unverzichtbar wegen der Mobilfunktelefonie insbesondere in nicht urbanen Gebiete, Verkehrswegen bzw. für die grossräumige Versorgung Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 8

9 2. Mobile Kommunikation St.Gallen 2020 Netzwerkarchitekturen Modell «St.Galler Wireless» (primär outdoor-versorgung; inhouse-versorgung privat) Internet? sgsw Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 9

10 2. Mobile Kommunikation St.Gallen 2020 Netzwerkarchitekturen Modell «WLAN Privat» am Tag (inhouse-versorgung als Ergänzung zur outdoor-versorgung) Internet Internet-Provider Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 10

11 2. Mobile Kommunikation St.Gallen 2020 Netzwerkarchitekturen Modell «WLAN Privat» in der Nacht (inhouse-versorgung als Ergänzung zur outdoor-versorgung) Internet Internet-Provider Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 11

12 2. Mobile Kommunikation St.Gallen 2020 Kombination der Netzwerkarchitekturen Makrozelle St.Galler Wireless WLAN privat Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 12

13 3. Pilotprojekt «St.Galler Wireless» Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 13

14 3. Pilotprojekt «St.Galler Wireless» Südliche Altstadt und «Stadtlounge» («Roter Platz») Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 14

15 3. Pilotprojekt «St.Galler Wireless» Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 15

16 3. Pilotprojekt «St.Galler Wireless» Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 16

17 3. Pilotprojekt «St.Galler Wireless» Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 17

18 3. Pilotprojekt «St.Galler Wireless» Bahnhofplatz Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 18

19 4. Messkampagne «St.Galler Wireless»* *Messkonzept: ICOM Hochschule Rapperswil Technologievergleich? = Messgrösse: Flächenbezogene Strahlungsdosis für eine definierte Menge Daten mws/(m 2 *MB) wenige, gezielte Messungen im «Feldlabor» Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 19

20 4. Messkampagne «St.Galler Wireless» Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 20

21 4. Messkampagne «St.Galler Wireless» Technologievergleich Leistungsflussdichte [mw/m 2 ] primär Downlink primär Uplink Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 21

22 4. Messkampagne «St.Galler Wireless» Technologievergleich Energieflussdichte pro Datenmenge [mws/m 2 *MB] primär Downlink primär Uplink Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 22

23 4. Messkampagne «St.Galler Wireless» Vergleich vorher - nachher? > Messgrösse: elektrische Feldstärke V/m sehr viele, stochastische Messungen im Feldversuch Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 23

24 4. Messkampagne «St.Galler Wireless» Vergleich vorher - nachher Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 24

25 4. Messkampagne «St.Galler Wireless» Vergleich vorher - nachher 4 Messkampagnen je 5 Langzeit- und 23 Kurzzeitmessungen mehrere Durchgänge pro Kampagne Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 25

26 4. Messkampagne «St.Galler Wireless» Betriebsmodelle «Bezahlmodell»: 30 Minuten gratis, Datenrate begrenzt, bei Bezahlung volle Datenrate und unbegrenzt «Gratismodell»: volle Datenrate und zeitlich unbegrenzt Anzahl Verbindungen pro Tag Freischaltung keine brauchbaren Messungen möglich! «Bezahlmodell» «Gratismodell» Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 26

27 4. Messkampagne «St.Galler Wireless» Vergleich vorher - nachher «Bezahlmodell» ohne St.Galler Wireless «Gratismodell» Typischer Verlauf (Messdauer jeweils 1 Woche) Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 27

28 elektrische Feldstärke [V/m] Wechsel von «Bezahlmodell» zu «Gratismodell» 4. Messkampagne «St.Galler Wireless» Zeitlicher Verlauf der elektrischen Feldstärke [V/m] St.Galler Wireless ohne St.Galler Wireless ohne St.Galler Wireless St.Galler Wireless Bezahlmodell volle Datenrate kostenfrei Vergleich vorher - nachher Anzahl Verbindungen pro Tag über St.Galler Wireless UL+DL Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 28

29 5. Fazit 1. «St.Galler Wireless» funktioniert tadellos und schnell! Anfängliche Bedenken der Mobilfunkfirmen auch bezüglich Handover wurden widerlegt, «Wireless St.Gallen» hat Daten «abgesaugt» 2. Initialkosten für die kleinzellige Infrastruktur sind erheblich! Müssen aber «irgendwann» ohnehin gemacht werden, da die Entwicklung der Datenvolumen eindeutig in diese Richtung geht 3. «St.Galler Wireless» wird intensiv genutzt, jedoch nur wenn dadurch keine zusätzlichen Nutzungskosten entstehen; dadurch 4. Refinanzierung der Kosten über die Nutzenden (parallel zu den Flatrate-Abos der Mobilfunkfirmen) ist nicht möglich! Einbezug/Mitmachen der Mobilfunkfirmen ist erforderlich; Ziel: Aufbau und Betrieb eines einzigen, dafür hochleistungsfähigen Netzes 5. Strahlungsreduktion ist messbar und markant! Mehr Antennen, weniger Strahlung: «was zu beweisen war.» Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 29

30 Wo steht St.Gallen mit der vernetzten Stadt? «St.Galler Wireless» - ein wichtiger Schritt zur Smart City St.Gallen! Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Science Brunch 23, 17. November 2015 Seite 30