Indoor-Mobilfunk-Kapazitäten ausbaubar

Bessere Übertragungsraten in Gebäuden

Mobiler Datenverkehr findet zunehmend in Gebäuden statt, so dass Übertragungsraten und Kapazitäten ausgebaut werden müssen. Doch diese Mobilfunksysteme sind meist statisch und lassen eine bedarfsorientierte Anpassung nur eingeschränkt zu.

  • Über 80 Prozent des Datenverkehrs im Mobilfunk findet in Gebäuden statt.

  • Eine Mischung aus Small Cell und DAS-System soll die Netzanbindung in geschlossenen Räumen verbessern, denn dort findet ein Großteil der Kommunikation statt.

Lösungen für den Datenverkehr in Gebäuden werden seit Jahren kaum weiterentwickelt. Dabei sinkt der Bedarf an Produkten, die lediglich die Mobilfunkabdeckung in Gebäuden ermöglichen, während die Nachfrage nach flexiblen Kapazitätslösungen steigt. Schließlich ermöglicht der neue Netzstandard LTE hohe Datenraten und wird an Funkmasten weltweit ausgebaut, gleichzeitig gibt es jedoch im Innenbereich immer stärkere Einschränkungen. Denn die energieeffiziente Architektur verwendet beispielsweise spezielle Fenster mit Metallbeschichtung, um das Sonnenlicht zu reflektieren. Dadurch soll der Innenraum weniger erhitzt werden und Klimatisierung einsparen. Für Funksignale sind diese Fenster jedoch schwer bis gar nicht zu durchdringen.

Um die Probleme der Netzabdeckung und Kapazität zu lösen, setzen die Netzbetreiber auf zentrale Funknetze wie C-RAN (Centralized Radio Acess Network). C-RAN ist eine cloud-basierte Mobilfunkarchitektur, die 2G-, 3G-, 4G-Systeme und zukünftige Mobilfunk-Standards unterstützt. Dabei wird die zentrale Kapazität der Cloud dort eingesetzt, wo sie tatsächlich benötigt wird. Diese Technik nutzt die Ressourcen der Makronetze besonders effizient. Daher sollten Unternehmen diese bei einer Neugestaltung ihrer ITK-Lösungen verwenden, die diesen Ansatz auch in Gebäuden unterstützen.

Bisherige Lösungen sind statisch

Heute werden vor allem verteilte Antennensysteme (Distributed Antenna Systems, DAS) für die Mobilfunkversorgung in Gebäuden eingesetzt. Ein Vorzug von DAS ist die Möglichkeit, Signale für mehrere Mobilnetzbetreiber zu übertragen. DAS-Systeme im Innenbereich kommen bereits in Sportstadien oder Flughäfen zum Einsatz, beispielsweise wenn der Gebäudeeigentümer, Nutzer oder Systemintegrator ein einzelnes Antennensystem montiert hat, um eine Reihe von Mobilfunkdiensten zu unterstützen. Doch sie haben einen entscheidenden Nachteil: Sie sind statisch und bieten keine Flexibilität, um die Kapazitäten des Netzes zügig und ohne große Kosten veränderten Anforderungen anzupassen. Bei DAS ist es oft erforderlich, zwei oder drei Jahre im voraus den Kapazitätsbedarf zu prognostizieren und Hot Spots zu ermitteln – dies sind Punkte in Gebäuden, an die besonders hohe Kapazitätsanforderungen gestellt werden.

Ein erheblicher Kostenfaktor dieser Lösung kommt bei Umzügen bzw. einer veränderten Gebäudenutzung zu Tage. Verlegt zum Beispiel eine Firma die Geschäftsräume von einem Stockwerk in ein anderes oder ist in den Vorstandsbüros eine höhere Breitbandkapazität für Mobilfunk erforderlich, muss das gesamte System möglicherweise neu verkabelt, kalibriert und eingestellt werden. Das bedeutet einen aufwendigen und kostspieligen Prozess, der zudem hohe Fachkompetenz erfordert. Und für MIMO (Multiple Input and Multiple Output) zur Steigerung der Datenrate auf dem Handy muss zuvor eine DAS-Baumstruktur verdoppelt werden. Dies bedeutet hohe Investitionen und ist in vielen Fällen fast unmöglich, da die Verkabelungen wegen Brandschutzmaßnahmen nicht mehr zugänglich sind.

Als Alternative stehen den Netzbetreibern sogenannte Small Cells zur Verfügung – kleine Basisstationen, die über Internet an das Netz eines Netzbetreibers angeschlossen werden können. Doch Small Cells haben den Nachteil, dass sie nur für einen Netzbetreiber zu nutzen sind, und kommen daher bei öffentlichen Gebäuden, bei denen alle Netzbetreiber ihre Signale verteilen wollen, nicht in Betracht. Einen Ausweg könnte die Lösung K-Bow des Anbieters Kathrein darstellen, die weder ein DAS-System noch eine Small Cell ist, sondern eine Mischung aus beidem: Mit ihr wird ein kleinmaschiges Netz in einem Gebäude aufgebaut, wobei jede kleine Zelle im Gebäude einzeln angesteuert werden kann. Dieses Netz ist an einen Kapazitätspool angeschlossen, wodurch sich die Kapazität im Gebäude so verteilen lässt,  dass zum Beispiel in Hot Spots mehr Kapazität zugeordnet wird als in anderen Bereichen.

Mischung aus beidem

Auch die Installation unterscheidet sich laut Anbieter von herkömmlichen Systemen: Der Endkunde wird nur einmal gestört. Der Rest lässt sich über Tools planen und steuern, alle Änderungen im System erfolgen ausschließlich ferngesteuert, also automatisiert. Die Lösung wird über ein Netzwerküberwachungszentrum ferngesteuert, sodass sich die Kapazität in einem Gebäudebereich problemlos erhöhen oder senken lässt – ein zentraler Schritt zu einer selbstorganisierenden Netzwerktechnologie (SON) in Gebäuden.

Die Installation sollte in Abstimmung mit Gebäudeeigentümer, Netzbetreiber und Endnutzer erfolgen. Die Kosten für die benötigte Verkabelung trägt meist der Gebäudeeigner. Der Netzbetreiber hingegen ist für die Bezahlung der Basisstation und Elektronik verantwortlich. Einzelne Unternehmen, die mehr Kapazitäten wünschen, müssen dies über den Netzbetreiber entsprechend abstimmen. Generell ist LTE bereits in das Produkt integriert, um dieselben Datenraten wie außerhalb der Gebäude zu bieten.

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