Runde Sache: Mobilfunk aus der Litfaßsäule

Mobilfunkantennen – kennt man! Große graue Kästen, die an hohen Masten hängen, und die dafür sorgen, dass Smartphonebesitzer (fast) überall telefonieren und surfen können. Das mit dem Telefonieren und Surfen soll künftig mit 5G noch besser und schneller funktionieren. Dafür sorgen unter anderem völlig neue Antennen, die die Deutsche Telekom ab sofort installiert. Die so genannten Small-Cell-Antennen sind deutlich kleiner als bisher und erinnern in ihrer platzsparendsten Variante eher an einen Müslibecher. Und dazu passt auch ihre Herkunft. Denn wer hat’s erfunden? Die Schweizer! Motto: Kleines Land, kleine Antennen. Wir verraten, was die Eidgenossen mit dem neuen 5G-Mobilfunk zu tun haben – und wie die Kunden der Deutschen Telekom davon profitieren.

Was sind Small Cells?

5G funktioniert technisch völlig anders als das gewohnte 4G bzw. LTE. Das neue Netz ermöglicht drastisch schnelleres Surfen als bisher. Bis zu einem Gigabit pro Sekunde ist möglich – also etwa zehnmal schneller als mit LTE. Aber: Die Funkzellen bei 5G sind deutlich kleiner. Sie versorgen Kunden, die sich in ihrer Reichweite befinden, gezielt mit sehr hohem Datendurchsatz, decken aber keine großen Flächen ab. Vor allem in Städten ergänzen deshalb „Small Cells“ das Netz. Diese relativ kleinen Funkzellen kommen überall dort zum Einsatz, wo sich viele Menschen gleichzeitig aufhalten, zum Beispiel auf Marktplätzen, in Fußgängerzonen oder bei großen Veranstaltungen. Dort sorgen sie dafür, dass das Netz selbst bei Lastspitzen problemlos und schnell arbeitet.

Wie funktionieren Small-Cell-Antennen?

Die kleinen Antennen hängen an Hausfassaden, Laternenmasten oder Ampeln. Die besonders kompakte Müslibecher-Variante passt sogar in bestehende Telefonsäulen der Telekom – und versteckt sich unsichtbar unter dem magentafarbenen „T“ an der Spitze der Säulen. „Gemeinsam mit der Firma Huber+Suhner haben wir fünf Antennentypen entwickelt, in zwei verschiedenen Bauformen“, erklärt Irina Stepanets, Projektleiterin der Telekom für Small-Cell-Antennen. Sie decken ganz unterschiedliche Einsatzzwecke ab. Es gibt Antennen, die ihr Signal in einer sehr runden Form abstrahlen, zum Beispiel für den Einsatz auf einem großen Platz. Für die Versorgung einer längeren Fußgängerzone sind dagegen Antennen mit einem engeren Öffnungswinkel erforderlich, die das Signal nicht breit ausstrahlen – dafür aber mit höherer Reichweite. Als besonderer Clou unterstützt die schweizerisch-deutsche Neuheit nicht nur 5G, sondern auch 4G. So profitieren auch Nutzer von LTE von der besseren Netzabdeckung. Zudem ist in den Antennen MIMO verbaut. Dieses Kürzel steht für „Multiple Input Multiple Output“ – also für mehrere Antennen sowohl an den Sendeanlagen als auch in Empfangsgeräten wie Smartphones, die das Surftempo noch weiter erhöhen.

Wie werden solche Antennen entwickelt?

Die Huber+Suhner AG aus Herisau im Schweizer Kanton Appenzell Ausserrhoden, deren Geschichte bis ins Jahr 1864 zurückreicht, hat sich in einer weltweiten Ausschreibung der Deutschen Telekom für die Entwicklung und Produktion der Small-Cell-Antennen durchgesetzt. Der renommierte Spezialist für Verbindungstechnik, der weltweit in 80 Ländern rund 4.500 Mitarbeiter beschäftigt, stand bei der Entwicklung der Antennen vor einigen Herausforderungen. Produktmanagerin Claudia Bartholdi erklärt: „In diesem Fall ging es nicht um ein schlüsselfertiges Produkt. Für die Small Cells mussten neue Antennen entwickelt werden.“ Das passiert mit Computersimulationen von Hard- und Software, und mit aufwändigen Praxisversuchen. Dabei wird die Alltagstauglichkeit der neuen Antennen getestet. Halten sie eine künstliche Wasserflut aus – und sind damit auch unempfindlich gegen starken Regen oder bei Gewittern? Schaden ihnen auch massive Vibrationen nicht, wenn zum Beispiel ein großer Lastwagen oder eine Straßenbahn vorbeifahren? „Die Tests gehen bis hin zur Erdbebensicherheit“, verrät Produktmanagerin Bartholdi.

Wie wird die Funktion der neuen Antennen getestet?

Das geschieht in einer so genannten Absorber-Kammer, einer gegen Signale von außen abgeschirmten Antennen-Messkabine, die an die Kulisse eines Science-Fiction-Films erinnert – oder an die Folterkammer eines James-Bond-Bösewichts. Denn der Boden und die Wände sind mit hunderten von Kunststoffspitzen verkleidet. Claudia Bartholdi von Huber+Suhner verrät den Sinn dieser Konstruktion: „Der Aufbau sorgt dafür, dass keine Reflexionen und kein Echo entstehen. Dadurch wird die Antenne exakt so vermessen, wie sie sich dann auch in der Realität verhält.“ Eine Test-Antenne sendet dabei permanent Signale aus, die ein um 360 Grad rotierender Empfänger aufnimmt. Telekom-Projektleiterin Irina Stepanets erklärt, was mit den erfassten Messdaten passiert: „Wir validieren dann die Ergebnisse, sehen uns die Antennendiagramme an, und können damit prüfen, ob sich alles genauso verhält, wie wir es brauchen.“

Und wie werden die Small-Cell-Antennen produziert?

Das geschieht alles „inhouse“ bei Huber+Suhner. Die „Müslibecher“, also das Gehäuse der Antennen, entstehen bei 400 Grad Hitze per Spritzguss aus einem Polymer-Kunststoffgranulat. Auch die Kabel, die die Antennen mit der Netztechnik verbinden, produzieren die Schweizer selbst, sie landen nach der Fertigung auf riesigen Spulen. Und die Steckverbinder werden aus Kupferstangen gefräst und gebohrt – und anschließend galvanisiert, also mit einer hauchdünnen Metallschicht überzogen. „Dafür verwenden wir Gold, Silber oder Weißbronze“, verrät Claudia Bartholdi. Warum das teure Gold? Mit Luxus und Bling-Bling hat das nichts zu tun, wie Telekom-Projektleiterin Irina Stepanets weiß: „Das brauchen wir, damit unsere Signale möglichst verlustfrei durch die Antennen und die Stecker übertragen werden.“ Denn Gold ist ein exzellenter elektrischer Leiter – und hilft so dabei mit, dass die neue Mobilfunktechnik, die die Telekom bereits in ersten Städten montiert hat, für die Kunden dann tatsächlich auch Gold wert ist.