5G-Mobilfunk bietet neue Möglichkeiten nicht nur bei mobilen, sondern auch bei stationären Internetzugängen. Der stationäre Zugang über 5G war in den USA die erste 5G-Anwendung überhaupt, noch bevor die mobile Nutzung möglich wurde. Das liegt in der einfacheren technischen Umsetzung. Die mobile Nutzung mit 5G-Smartphones über verschiedene Basisstationen hinweg ist komplizierter umzusetzen als die Versorgung an einem festen Standort. Das liegt daran, dass das mobile Endgerät zwischen verschiedenen Mobilfunkzellen und auch unterschiedlichen Mobilfunktechnologien wechseln muss.
Die stätionäre 5G-Anbindung ist einfacher zu realisieren als für mobile Endgeräte. Mobile Endgeräte benötigen ein Handover zwischen den Sendemasten und müssen möglichst unterbrechungsfrei zwischen allen Mobilfunktechnologien wechseln.
5G-Router die man zuhause aufstellen kann, werden mit FWA von einem Mobilfunkmast versorgt wie normale Smartphones auch. 5G bietet jedoch bessere Möglichkeiten stationäre Nutzer zu versorgen, als 4G oder 3G. Das liegt im Wesentlichen an der Beamforming Technologie, die es möglich macht, eine Mobilfunkverbindung, vergleichbar mit Richtfunk direkt mit dem Nutzer aufzubauen. Der Sendemast sendet nicht mehr gleichverteilt in einem Sektor wie bislang, sondern kann den 5G-Router über einen zielgerichteten Beam (Strahl) versorgen. Dadurch wird die Sendereichweite verbessert und insbesondere die Zellrandversorgung optimiert.
Bei 5G-Routern spricht man häufig auch von CPE`s (Customer Premise Equipment). Inzwischen sind die ersten 5G-Router auf dem Markt, auch AVM hat mit der „FritzBox 6850 5G“ das erste Modell mit 5G Unterstützug in der Pipeline. Der 6850 5G hat einen Qualcomm SDX55-Chip (5G mit 4 x 4 MIMO) für Frequenzen unter 6GHz, in Deutschland ist das der 3,5 GHz Bereich. Damit sind theoretisch Datenraten von mehr als 2 Gigabit pro Sekunde (2.000 Mbps) möglich.Die Fritzbox 5G hat eine intelligente Ausrichthilfe um die beste Ausrichtung der Mobilfunkantennen zu ermitteln. Zudem besitzt die FritzBox 6850 5G zwei SMA-Buchsen für externe Antennen.
FWA im 26GHz-Bereich
5G für stationäre Endkunden wird gerade in verschiedenen Projekten getestet. O2 hat beispielsweise in Hamburg einen Test im 26GHz Bereich durchgeführt. Dabei kamen 5G-Router von Samsung zum Einsatz. Im 26GHz Bereich steht sehr viel Kanalbandbreite zur Verfügung, so dass mit dieser Anbindung Datenraten von über 1GBit/s erreicht werden. Beamforming funktioniert in diesem hohen Frequenzbereich besonders gut, da der Beam sehr stark fokussiert werden kann. Die Sender Reichweite beträgt bei freier Sicht (Line of Sight) mehrere hundert Meter. Eine freie Sicht ist im Millimeterwellenbereich eigentlich erforderlich, in einigen Fällen kann ein guter Empfang jedoch auch über Reflexionen erreicht werden. Hochfrequente Signale können zum Beispiel an Metallobjekten oder auch metallbeschichteten Fensterscheiben reflektiert werden und so auch ohne freie Sicht eine gute Verbindung aufbauen.
Bild: 5G-Router-CPE von Samsung bei einem Test von O2 mit Fixed Wireless Access im 26GHz Bereich. Quelle: Telefonica/O2
Ein weiterer Vorteil sind die sehr kleinen Antennen im Millimeterwellenbereich. Die notwendige Antennengröße sinkt, je höher der Frequenzbereich wird. Ein Antennengrind mit 1024 Antennen passt in einen Schuhkarton großen Kasten und kann dadurch relativ problemlos an vielen Orten installiert werden. Voraussetzung ist allerdings eine Glasfaseranbindung um die hohen Datenmengen abzuführen.
Die Bundesnetzagentur sieht den 26GHz Bereich inzwischen auch für FWA vor. Bei der BNetzA heißt es :
Unter Berücksichtigung der in den Kommentaren zu den Erwägungen beschriebenen unterschiedlichen Geschäftsmodelle und damit einhergehende Frequenzbedarfe sowie die physikalischen Eigenschaften dieses mm-Wellenbandes, plant die Bundesnetzagentur den Bereich 24,25-27,5 GHz für lokale Anwendungen bereitzustellen….
…Diese Art der Nutzung schließt auch eine Nutzung zur Überbrückung der „letzten Meile“ (FWA) im ländlichen Raum ein.
Der 5G Frequenzbereich (Frequenzband n258) 26,5 - 27,5 GHz soll vorrangig für lokale, grundstücksbezogene Zuteilungen, z.B. für Industrieanwendungen oder land- und forstwirtschaftliche Anwendungen vorgesehen werden. Lokale Anwendungen mit Grundstücksbezug sollen dabei Vorrang vor grundstücksübergreifenden Anwendungen haben. Das würde bedeuten, dass eine Nutzung, wie bei den lokalen Frequenzen bei 3,7-3,8 GHz erlaubt ist und auch eine grundstücksübergreifende darüber hinaus. Das wäre die notwendige Bedingung für FWA.
Aktuell bestünde auchdie Option 5G-Router über Fixed Wireless Access im 3,5 GHz Bereich anzubinden. Die Datenraten werden aber voraussichtlich niedriger ausfallen als bei den Tests im 26GHz Bereich. Antennengrids, die für Beamforming benötigt werden, sind in diesem Frequenzbereich auch deutlich größer und das Beamforming funktioniert nicht so gut wie im Millimeterwellenbereich. Stationäre Internetzugänge über FWA anzubieten ist hauptsächlich für Netzbetreiber interessant, die keine eigene Festnetzinfrastruktur haben.
Indoor und Outdoor 5G-Router
Für den Aufbau der 5G-Router wird es voraussichtlich zwei Optionen geben, die Indoor-CPE und die Outdoor-CPE. Da Mobilfunk insbesondere in hohen Frequenzbereichen nur schwer durch Wände kommt und auch metallbeschichtete Scheiben, wie sie oft in Neubauten genutzt werden die Mobilfunkstrahlung stark dämpfen, mach die Outdoor-installation natürlich Sinn. Im Innenbereich müsste der 5G-Router deutlich mehr Sendeleistung haben um die hohe Dämpfung zu kompensieren. Der Nachteil der Außeninstallation ist offensichtlich, es ist deutlich mehr Aufwand notwendig und müsste ggf. von einem Fachbetrieb durchgeführt werden.
