Expert:innen: Jürg Eberhard (Forschungsstiftung Strom und Mobilkommunikation), Christian Grasser (Asut)
Die gegenwärtige, fünfte Generation des Mobilfunks (5G) ermöglicht höhere Datenmengen und Übertragungsgeschwindigkeiten, ist sicherer, kann gleichzeitig mehr Verbindungen bedienen und verbraucht weniger Energie als die älteren Generationen 3G und 4G. Damit die weitere Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft nicht ins Stocken gerät, ist der Aufbau eines schweizweiten 5G-Netzes von zentraler Bedeutung. Können die Mobilfunkanlagen nicht rascher modernisiert werden, können die Vorteile der neuen Mobilfunkgeneration nur verzögert genutzt werden.
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5G ist der gegenwärtig modernste Mobilfunkstandard und ist leistungsfähiger als die Vorgängerversionen 2G, 3G und 4G. Neben einem höheren Datendurchsatz ist die Latenz bei 5G tiefer – d. h. die Antwortzeiten beim Austausch von Daten sind kürzer. Zudem benötigt 5G für die Übertragung einer Dateneinheit weniger Energie sowohl bei Antennen als auch bei den Endgeräten, ist sicherer und kann mehr Endgeräte gleichzeitig verbinden als die Vorgängerversionen.
5G ist ein universeller Zugangsstandard zum Mobilfunknetz. Dieser Standard erlaubt verschiedene und je nach Bedürfnis und Anwendungsgebiet unterschiedliche Konfigurationen. So kann 5G hinsichtlich hoher Bandbreiten und tiefer Latenzzeiten, aber auch hinsichtlich des Energieverbrauchs optimiert werden, was gerade für batteriebetriebene Sensoren des Internets der Dinge (s. Beitrag Internet of Things), die nur geringe Datenmengen funken, wichtig ist. Für kritische Anwendungen können virtuelle Netze angelegt werden, die sicher vom Rest des Netzes abgekoppelt sind.
Seit der Einführung moderner Smartphones im Jahre 2007 nimmt die übertragene Menge an Daten im Mobilfunk laufend zu. Allein zwischen 2010 und 2020 wuchs das Volumen übertragener Daten um den Faktor 200. In dieser Zeit verdreifachte sich die Zahl an Smartphones.
Durch die Ablösung und Ergänzung älterer Mobilfunkgenerationen mit 5G können die Kapazität der Netze und der Datendurchsatz erhöht werden, weil der neue Standard im Vergleich zu seinen Vorgängern Daten effizienter überträgt. Dies stellt sicher, dass mobile Datenverbindungen auch bei einer zunehmend steigenden Anzahl an Endgeräten weiterhin in hoher Qualität zur Verfügung stehen. Vereinfacht betrachtet, lassen sich typische Anwendungsbereiche von 5G unterscheiden:
Gegenwärtig wird an verschiedenen Orten, sowohl in der Wirtschaft als auch an den Hochschulen, an Anwendungen gearbeitet, die sich die Vorteile und Eigenschaften von 5G zunutze machen.
Für die Schweizer Wirtschaft ist 5G eine grosse Chance. Eine Studie der Asut kommt zum Schluss, dass 5G-Technologien bis 2030 einen zusätzlichen Produktionswert von über 42 Milliarden Schweizer Franken generieren, wobei rund 88 Prozent auf jene Branchen entfallen, die 5G nutzen oder darauf basierende Anwendungen anbieten. Dies zeigt, wie wichtig drahtlose und mobile Konnektivität und damit auch 5G für Wirtschaft und Gesellschaft sind. Gerade für die anstehende Digitalisierung von Städten und Mobilität (s. Beitrag Mobilitätskonzepte) ist 5G eine unverzichtbare Basistechnologie. Die Vernetzung von Geräten, Maschinen und Gebäuden bietet zudem die Chance auf neue bzw. auf weiter automatisierte Unternehmensprozesse und Geschäftsmodelle.
Im Unterschied zu vorgängigen Mobilfunkstandards können mit 5G private 5G-Netze, sogenannte Campus-Netze, installiert werden. Damit kann ein Unternehmen die interne Kommunikation im Unternehmensnetz, insbesondere für IoT und die Prozesssteuerung, über ein eigenes 5G-Netz abwickeln, was im Vergleich zu Wi-Fi die Sicherheit, Verfügbarkeit und Qualität der Abdeckung verbessert.
Die EU misst der 5G-Infrastruktur eine strategische Bedeutung zu und hat diese Technologie zu einer Basisinfrastruktur eines grünen, nachhaltigen und digitalen Europas erklärt. Es überrascht daher nicht, dass in den EU-Ländern bis 2025 rund 400 Milliarden Euros in den Ausbau dieser Infrastruktur investiert werden sollen.
Hinderlich für den Ausbau der 5G-Infrastruktur in der Schweiz sind die umfangreichen und einschränkenden Vorschriften der Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV), deren Vollzug sowie die langwierige Bewilligungspraxis für Mobilfunkantennen, welche in deutlichem Kontrast zu der immer rasanter verlaufenden Technologieentwicklung steht. Derzeit sind über 3200 Baugesuche für Mobilfunkantennen hängig und der Netzausbau ist entsprechend im Rückstand. Dies hat auch damit zu tun, dass viele Anpassungen und Umbauten an bestehenden Anlagen erneut bewilligt werden müssen.
Die öffentliche Debatte über die Risiken von 5G basiert oftmals auf wissenschaftlich nicht fundierten Grundlagen und ist auch deshalb problematisch, weil 5G eine unentbehrliche Basistechnologie einer digitalen Zukunft ist. Die Kritik sorgt in der Bevölkerung für Verunsicherung und Technologieskepsis. Daher kommen der Aufklärung und Information durch die Behörden eine zentrale Rolle zu. Zu erwähnen sind beispielsweise die von den zuständigen Bundesämtern aufgeschaltete neue Informationswebseite oder der Monitoringbericht zu nichtionisierender Strahlung des Bundesamts für Umwelt, BAFU. Letzterer zeigt auf, dass die Immissionsgrenzwerte deutlich unterschritten werden und die Mobilfunkimmissionen trotz starkem Datenzuwachs nicht angestiegen sind.
Gerade mit Blick auf die Vernetzung kritischer Infrastrukturen sind auch Fragen zu Cybersecurity von zentraler Bedeutung. Dies ist jedoch keine 5G-spezifische Herausforderung und betrifft alle Datenübertragungstechnologien gleichermassen.
Die Basistechnologie 5G ist weitgehend entwickelt und wird bereits an vielen Orten eingesetzt. In der Standardisierung und Grundlagenforschung wird bereits an der Nachfolgetechnologie gearbeitet bzw. geforscht. Anwendungsseitig braucht es noch Aufklärungsarbeit zur Anwendung und zum Nutzen von 5G. Hervorzuheben ist CHANCE5G, eine Dialogplattform, die von der Mobilfunkbranche gegründet wurde. Zu erwähnen ist auch eine von den zuständigen Bundesämtern aufgeschaltete Website, um die Bevölkerung über verschiedenste Aspekte der 5G-Technologie aufzuklären.
