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Infrastruktur: Neue Hardware braucht das UMTS-Land

Nur ein kleiner Teil der vorhandenen Mobilfunknetze lässt sich für UMTS nutzen. Insbesondere die Basisstationen erfordern eine völlig neue Hardware.


Die Zeit drängt: Bis 2003 muss das deutsche UMTS-Netz mindestens einem Viertel der Bevölkerung zugänglich sein, so wollen es die Lizenzverträge. Doch die vorhandene Infrastruktur des derzeitigen GSM-Netzes lässt sich dafür kaum nutzen, Antennen, Basisstationen und deren Steuerelektronik unterscheiden sich grundlegend. Nur das "Kernnetz" aus zentralen Vermittlungsstellen und den Komponenten zur Anbindung an Festnetz und Internet lässt sich an UMTS anpassen.

Selbst wenn sich die Betreiber auf Großstädte konzentrieren, müssen sie für etliche Milliarden Mark Zehntausende neuer Basisstationen errichten. Dementsprechend wollen einige Unternehmen kooperieren und die neuen Stationen gemeinsam nutzen. Martin Kast, Solutions Manager von Ericsson, rechnet mit 30 bis 40 Prozent geringeren Investitionskosten.

An vorhandenen Standorten wird man wohl keine zusätzlichen Antennen aufstellen, sondern die für GSM durch Dual- oder Tripleband-Antennen ersetzen, also solchen, die auf zwei oder drei Frequenzen senden können.

Basisstationen enthalten die Sende- und Empfangseinheiten sowie den Signalverstärker, sie sind über Koaxialkabel mit den Mobilfunkantennen verbunden und in deren unmittelbarer Nähe aufgestellt. Genügte zur Erweiterung von GSM auf GPRS noch ein einfaches Software-Update, so wird für UMTS eine komplett neue Basisstation benötigt, im Fachjargon als "Node B" bezeichnet. Denn die Funktechnik ändert sich durch das so genannte CDMA-Verfahren, bei dem verschiedene Funkverbindungen durch Codes identifiziert werden. Node B extrahiert unter anderem die Sprachkanäle anhand dieser Codes.

Einen Fortschritt bietet UMTS auch hinsichtlich des Energieverbrauchs. Der in Node B integrierte Verstärker regelt die von der Antenne abgestrahlte Leistung zwischen einem Maximalwert von zwanzig Watt bei voller Auslastung bis zu lediglich ein oder zwei Watt bei Nulllast herunter. Eine GSM-Antenne des E-Netzes strahlt hingegen permanent zwanzig Watt ab. Ob UMTS aber den gefürchteten Elektrosmog wirklich reduziert, lässt sich noch nicht sagen. Denn die gestiegenen Ansprüche an Datenrate und Verbindungsqualität erfordern ein dichteres Netz als bei GSM mit wesentlich mehr, aber kleineren Zellen. In Bayern, wo 4000 neue Mobilfunkmasten in den nächsten Jahren aufgestellt werden, plant die Landesregierung deshalb an 200 Standorten entsprechende Vergleichsmessungen vor und nach dem Ausbau des UMTS-Netzes.

Die Steuerung mehrerer Basisstationen benötigt zudem eine andere Elektronik, so genannte "Radio Network Controller" (RNC). Zu ihren Aufgaben gehört der "Seamless Handover": "Die RNC stellen sicher, dass beim Verlassen einer Funkzelle die Verbindung nahtlos von einer benachbarten Zelle übernommen wird", sagt Andreas Varesi vom Netzausrüster Siemens. "Unsere RNC können jeweils bis zu 1024 Node B verwalten." Da in Großstädten der Abstand zwischen den Basisstationen zwischen 300 und 800 Metern schwankt, müsste in einer Stadt wie München nur ein solcher Controller aufgestellt werden. In der Regel kalkulieren die Netzbetreiber jedoch noch zwei Reservegeräte ein.

Schätzungen der Mobilfunkbetreiber gehen davon aus, dass das bestehende GSM-Netz parallel zu UMTS bis zum Jahr 2010 fortgeführt wird. An den Antennenstandorten werden deshalb sowohl die Basisstationen von beiden Standards nebeneinander stehen oder durch UMTS-Stationen mit eingebautem GSM-Modul ersetzt. Mit den frei werdenden GSM-Basisstationen wird parallel zum UMTS-Aufbau in den Städten der Ausbau des GSM-GPRS-Netzes auf dem Land vorangetrieben.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 10 / 2001, Seite 81
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

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