Ein digitaler Zwilling soll die Einführung von 5G in Luxemburg erleichtern

Erst kam 2G, dann 3G gefolgt von 4G, inzwischen redet alles von der fünften Generation der Mobiltelefonie 5G, während sich Forscher wie Sébastien Faye vom Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) auch bereits mit 6G befassen. Die Einführung des neuen Mobilfunkstandards 5G vor ein paar Jahren wirft bei der Bevölkerung viele Fragen auf oder führt auch zu Verwirrung. Um einige dieser Fragen zu beantworten, wurde die Online-Plattform 5G-PLANET von Forschern am LIST geschaffen, über die wir bereits berichtet haben.

viele Menschen aber auch die elektromagnetische Strahlung, die mit jeder drahtlosen Kommunikationsanwendung einhergeht. Und auch wenn die neue Technik ein Stück weit auf die bereits vorhandene 4G-Netzwerkinfrastruktur zugreifen kann, so ist die Errichtung weiterer Antennen für den Aufbau des 5G-Netzwerks unvermeidlich. Und genau hier setzt ein weiteres, ebenfalls von Sébastien Faye betreutes Projekt an: 5G-Emit. Ziel des Projekts ist es, eine Lösung für die Netzplanung vorzuschlagen und zu validieren, die auf Daten und einem digitalen Zwilling (einer digitalen Kopie) basiert. So sollen optimale Strategien für den Netzausbau empfohlen werden, wobei die RF-EMF-Grenzen und die verschiedenen Funktionen, die die neuen 5G-Technologien bieten, berücksichtigt werden.

Für Transparenz bei elektromagnetischen Strahlen sorgen

„Wenn eine 5G-Antenne installiert wird, muss das im Vorfeld genau abgeklärt und der Umfang der elektromagnetischen Strahlung offengelegt werden. Es gibt Grenzwerte und ein eingeführtes Regelwerk“, sagt der Forscher. Das sei bereits bei 4G eine sehr komplexe Angelegenheit gewesen, habe aber mit 5G eine neue Dimension erreicht, fügt er hinzu.

So seien die Antennen der bisherigen Generationen passiv, was bedeute, dass ihr Verhalten immer konstant sei, erklärt Faye. „Bislang war es immer einer eher statische Angelegenheit: ein einheitlicher Strahl, der eine Menge Menschen versorgt. Mit 5G wurde ein aktiver Mechanismus entwickelt: Ein Sender besteht aus mehreren Mikroantennen, die jeweils die Möglichkeit haben einen bestimmten Strahl an ein Gerät auszusenden. Das ermöglicht eine bessere Konzentration des Signals, mehr Effizienz, und es ermöglicht Signale im Verhältnis zu den Nutzern und ihren Anforderungen auszusenden“, so der LIST-Wissenschaftler. 

Abbildung: Beim 5G-Netzwerk werden statt einem einheitlichen Strahl einzelne, präzise Strahlen an Nutzer gerichtet.

„Wenn wir also über die elektromagnetische Strahlung sprechen, der die Bevölkerung ausgesetzt wird, dann sind diese Eigenschaften sehr wichtig. Das Ziel von 5G-EMIT ist es, alle heute verfügbaren wissenschaftlichen, technischen und regulatorischen Elemente zu untersuchen und eine nationale Beobachtungsstelle vorzuschlagen, die von der gesamten im Projekt entwickelten Forschung profitiert und Luxemburg gewidmet ist", sagt Sébastien Faye.

Das ebenfalls als Online-Plattform entwickelte 5G-Emit verfolgt aber mehrere konkrete Ziele. So geht es zum einen darum, alle Daten bezüglich elektromagnetischer Strahlung in Luxemburg zu sammeln und über eine interaktive Karte der Öffentlichkeit frei zugänglich zu präsentieren. Ergänzend dazu installieren die Forscher Sensoren im Land, um vor Ort und in Echtzeit die elektromagnetische Strahlung zu messen, die von 4G-, 5G- oder sonstigen Antennen ausgeht. Die Forscher sammeln derzeit Daten über die Exposition gegenüber elektromagnetischen Feldern von aktiven 5G-Antennen. Andererseits arbeiten die Forscher auch an Entscheidungshilfen für Betreiber und Regulierungsbehörden, die Modelle zur Netzplanung und -optimierung beinhalten werden, sowie Simulationstools, wie weiter unten erläutert.

Auswirkungen von Antenne an möglichen Standorten simulieren

Darüber hinaus bietet die Plattform auch ein Tool für die Akteure des Netzausbaus. So können Betreiber simulieren, welche Auswirkungen Antennen mit bestimmten Leistungen an bestimmten Standorten unter Berücksichtigung aller Indikatoren [MW1] haben. „Dieses Tool wird nicht nur die Exposition an einem bestimmten Ort abschätzen, sondern den Betreibern und Regulatoren auf der Grundlage von Konfigurationen und Standortmerkmalen auch die besten Aufstellungsoptionen empfehlen. Die Herausforderung hierbei ist, die Sender so leistungsfähig wie möglich zu machen und gleichzeitig die Belastung durch elektromagnetische Wellen so gering wie möglich zu halten - was als widersprüchliche Ziele angesehen werden kann“, erklärt Sébastien Faye.

"Die Verwendung einer digitalen Kopie des 5G-Netzes von Luxemburg (digitaler Zwilling) ist für uns eine Sicherheit, die es uns ermöglicht, einen sehr realitätsnahen Grad an Realismus zu erreichen und gleichzeitig eine Vielzahl von Szenarien testen zu können“, sagt der Forscher, der davon ausgeht, dass diese Arbeit auch für die Einführung der nächsten Generation (6G) von Nutzen sein wird. „Mit 4G und 5G wird das Netz immer dichter und für die Bevölkerung auch sichtbarer, weswegen auch die Sorge in der Bevölkerung steigt“, so Faye. „Mit der neuen Plattform wollen wir die Bevölkerung deshalb so transparent wie möglich informieren.“

Die Plattform soll bald online sein. Mehr Informationen zu diesem Projekt auf der Internetseite des LIST. Hervorzuheben ist, dass das Projekt unter anderem vom Service des médias, de la connectivité et de la politique numérique (SMC) unterstützt wird.