Klein & fast unsichtbar: Schweizer Small Cells für die Telekom

Wir alle kennen die großen Sende­türme, die oft auf hohen Bergen stehen, manchmal auch in der Stadt oder am Orts­rand. Sie waren zu Beginn des mobilen Zeit­alters unbe­dingt notwendig, um möglichst große Flächen zu errei­chen. Vorher war rein gar nichts, also nahm man einzelne Funk­löcher in Kauf, weil es ja über­haupt einmal ging, halt nicht überall. Die ersten Mobil­funk­netze funkten in Deutsch­land bei 149 MHz (A-Netz, B-Netz) mit hoher Reich­weite, das C-Netz stieg schon auf 450 MHz um (gerin­gere Reich­weite), das Telekom (D1)- und Voda­fone (D2)-Netz star­teten bei 900 MHz, auf 1800 MHz ging es mit E-Plus und VIAG/o2 weiter. Heute kommen (zusätz­lich) Frequenzen bei 2,1 oder 2,6 GHz und bald bis 3,8 GHz zum Einsatz. Künftig wird es frequenz­mäßig noch weiter hinauf gehen.

Klein ist fein

Die Small-Cell-Antennen gibt's wahlweise rund (für versteckte Montage) oder rechteckig, z.B. an Laternenmasten
Bild: Deutsche Telekom Kleine Funk­zellen (englisch "Small Cells") haben nur eine geringe Reich­weite, dafür aber hohe Daten­kapa­zitäten. Sie werden dort aufge­baut, wo mit vielen Nutzern auf eng begrenzten Flächen zu rechnen ist.

Die Telekom hat in ihrem Netz schon erste 5G-Small-Cell-Antennen aufge­baut, gut versteckt in Tele­fonsäulen oder Werbe­plakaten. Dazu arbeitet sie mit dem Schweizer Unter­nehmen Huber + Suhner, einem Spezia­listen für elek­trische und opti­sche Verbin­dungs­technik, zusammen. Funk-Amateure und Technik-Freunde kennen diese Firma als Hersteller von hoch­wertigen Steckern und Kabeln.

Huber + Suhner öffnete in Herisau (bei St. Gallen, Schweiz) die Türen seiner Forschungs­labo­rato­rien und der Produk­tion, wo Kabel und Antennen für die Deut­sche Telekom herge­stellt werden. Das Unter­nehmen mit etwa 4.500 Beschäf­tigten hatte zuvor eine welt­weite Ausschrei­bung gewonnen.

Für die Telekom hat das Unter­nehmen fünf verschie­dene Small Cell Antennen entwi­ckelt, welche 4G- und 5G-Frequenzen unter­stützen. Die Antennen vom Typ "Sencity Urban" decken den Frequenz­bereich von 1,7 bis 4,2 GHz ab, also ideal für Band 1 (2100 MHz), Band 3 (1800 MHz), Band 7 und 38 (2600 MHz) und die neuen 5G-Frequenzen zwischen 3,4 und 3,7 bzw. 3,8 GHz (Bänder 42 und 43).

Wozu Small Cells?

Small Cells bestehen aus einer kleinen Antenne mit inte­griertem Verstärker für das Mobil­funk­netz. Damit kann der Daten­durch­satz gezielt dort erwei­tert werden, wo beson­ders viele Kunden unter­wegs sind oder surfen.

Dipl. Ing. (Master of Engi­neering) Irina Stepa­nets hat in Darm­stadt studiert und ist inzwi­schen Projekt­leiterin für Small Cells bei der Deut­schen Telekom. Im Video des Kanals Telekom­netz erklärt sie der Telekom Unter­nehmens­spre­cherin Marion Kessing den Einsatz­zweck und die Wirkungs­weise von Small-Cells-Antennen. "Diese Antennen wurden mit einem erwei­terten Frequenz­spek­trum entwi­ckelt, um nicht nur 4G, sondern auch 5G zu unter­stützen. Je nach Anfor­derung gibt es unter­schied­liche Öffnungs­winkel. Es gibt zwei Bauformen, einmal rund und einmal quadra­tisch z.B. an Later­nenmasten."

Die neuen Small Cell Antennen werden zunächst im 4G-Netz (LTE) der Telekom einge­setzt. Zukünftig können sie mit wenigen Hand­griffen auf 5G aufge­rüstet werden.

Antenne unsichtbar

Die Antenne in einer Tele­fonsäule (dem Nach­folger der früheren Tele­fonka­binen oder Tele­fonzellen) ist nach außen unsichtbar. Die Idee war, dass das beleuch­tete T-Logo nicht vom Schatten der Antenne beein­träch­tigt werden darf. Dafür hat die Antenne einen höheren Anten­nenge­winn, sprich die Signale vom Handy kommen besser dort an und das Handy "hört" die Signale der Antenne besser.

Solche Antennen gibt es teil­weise schon. In Kiel, Lüne­burg, Osna­brück, München, Mülheim und weiteren Städten sollen die Antennen vom Typ "Sencity Urban" nun beson­ders zum Einsatz kommen.

Small Cells werden in der Zukunft eine stär­kere Rolle im Telekom-Netz spielen. Sie schaffen in ihrem Versor­gungs­bereich eine spür­bare Stei­gerung der Daten­kapa­zität. Derzeit könnten das "bis zu 150 MBit/s zusätz­lich" sein. Ein Beispiel: Wo bisher beispiels­weise 50 MBit/s möglich waren, könnten es - im Ideal­fall - künftig bis zu 200 MBit/s sein.

Die neuen Anten­nentypen von Huber + Suhner verwenden die so genannte MIMO-Technik (Multiple Input Multiple Output). Mit dieser Technik sorgen mehrere Antennen - sowohl an den Sende­anlagen als auch im Empfangs­gerät – für einen höheren Daten­durch­satz, weil durch intel­ligentes "Verschalten" der Antennen, der jewei­lige Nutzer besser erreicht werden kann, ohne dass die Antenne mecha­nisch bewegt werden muss.

„Small Cell Antennen sind ein wich­tiger Bestand­teil unserer Ausbau­stra­tegie. Mit den neuen Antennen können wir Plätze und Straßen gezielt ausleuchten. Damit schaffen wir in den Innen­städten mehr Kapa­zität und opti­mieren so unser Netz weiter“, so Walter Golde­nits, Tech­nikchef der Telekom Deutsch­land. „Ein großer Mehr­wert der Antennen unseres Schweizer Part­ners ist die flexible Hand­habung: Wir können die Versor­gung mit wenigen Hand­griffen auf 5G umstellen.“ So eine Antenne hat in etwa die Größe eine Pudding­bechers.

Großer Frequenz­bereich, klein und unauf­fällig

So groß wie ein Puddingbecher, aber wesentlich leistungsfähiger: Small-Cell-Antenne von Huber + Suhner
Bild: Deutsche Telekom bei Huber + Suhner / Youtube / Screenshot teltarif.de „Es war eine Heraus­forde­rung, Small Cell Antennen zu entwi­ckeln, die die 4G- und 5G-Tech­nologie unter­stützen und sich auf kleinem Raum gut ins Stadt­bild inte­grieren lassen", sagt Claudia Bartholdi, Produkt­mana­gerin bei Huber+Suhner. „Die Sencity Urban Antennen haben eine opti­mierte Leis­tung und ermög­lichen eine flexible Montage, so dass die Erwei­terung des Netzes in städ­tischen Gebieten auf 5G einfach umge­setzt werden kann.“

Künftig werden die Small-Cell-Antennen von Huber+Suhner auf öffent­lichen Tele­fonzellen, Halte­stellen, an Wänden oder auf Leucht­möbeln (beleuch­tete Glas­werbe­plakate in Innen­städten) zum Einsatz kommen. Dabei gibt es unter­schied­liche Typen von Antennen und Gehäusen, die sich dem jewei­ligen Bedarf anpassen. Für Markt­plätze werden zum Beispiel Rund­strahler einge­setzt, für enge Gassen gerich­tete Antennen, die das Signal gut in der Gasse verteilen.

Für die Versor­gung von städ­tischen Gebieten mit 4G und 5G werden zukünftig Small Cells benö­tigt. In Kombi­nation mit den herkömm­lichen Stand­orten kann das Netz so die notwen­dige Abde­ckung und Kapa­zität liefern, um immer mehr draht­lose Geräte zu versorgen. Die "Sencity Urban"-Antennen sind sehr kompakt und können leicht in bereits bestehende Infra­struk­turen instal­liert werden. Das spart Platz und ermög­licht eine hohe Leis­tungs­fähig­keit der zukünf­tigen Netze.

Telekom-Video: Einblicke in die Small Cells-Produk­tion in der Schweiz