Mobil telefonieren - Wie funktioniert das?

Die Mehrheit der Schweizer Bevölkerung besitzt mittlerweile ein Handy. Über 19000 Basisstationen für den Mobilfunk stellen sicher, dass wir damit fast überall im Inland telefonieren und Daten übertragen können.


1. Aufschwung des Mobilfunks

Nach 1993 hat der damals eingeführte Mobilfunkstandard GSM das bestehende Natel-C-Netz allmählich abgelöst und so wesentlich zum Aufschwung der Mobiltelefonie beigetragen. In der Schweiz werden aktuell fünf Mobilfunkstandards (GSM, UMTS, LTE, 5G/NR, TETRAPOL) eingesetzt, welche in neun Frequenzbändern (400, 700, 800, 900, 1400, 1800, 2100, 2600 und 3400 bis 3800 MHz) betrieben werden können.

Als Folge des ständig erweiterten Angebots und der wachsenden Nachfrage im Bereich des Mobilfunks nimmt aber auch die Belastung der Umwelt mit hochfrequenten elektromagnetischen Wellen zu.

Im Gegensatz zur Stromversorgung, wo die Strahlung ein unerwünschtes Nebenprodukt ist, dient sie beim Mobilfunk als bewusst eingesetztes Transportmittel zur drahtlosen Übertragung von Informationen.

GSM: Der Mobilfunkstandard "Global System for Mobile Communications" ist in der Schweiz seit 1993 in Betrieb.  

UMTS: Das "Universal Mobile Telecommunications System" ist der Standard der dritten Mobilfunkgeneration. Im Vergleich zu GSM lässt sich mit UMTS eine grössere Datenmenge übertragen, sodass zum Beispiel auch die Übermittlung von bewegten Bildern möglich ist.

LTE: Der Datenverkehr in Schweizer Mobilfunknetzen nimmt sehr stark zu. Um den Bedürfnissen nach höherer Kapazität und damit höheren Datenraten zu entsprechen, hat die Industrie das neue Mobilfunksystem Long Term Evolution (LTE) entwickelt - ein Nachfolger der Mobilfunktechnologien UMTS, HSPA und HSPA+.

5G/NR: 5G ist der Name der fünften Mobilfunkgeneration, die als «New Radio» bezeichnet wird. Die über das Mobilfunknetz übertragene Datenmenge verdoppelt sich jedes Jahr. Mit der Einführung der dritten Mobilfunkgeneration (3G, UMTS) Mitte der 2000er-Jahre und der vierten Generation (4G, LTE) ab 2012 konnte der Bedarf bisher abgedeckt werden. Nun stossen diese Technologien jedoch an ihre Grenzen. Die Einführung von 5G wird für eine deutliche Erhöhung der Datenübertragungskapazitäten sorgen. 

TETRAPOL: Bündelfunksystem für Sicherheitsorgane: Tetrapol ist ein digitales, zellulares Bündelfunksystem für Sprach- und Datenübertragung. Es wurde speziell für die Anforderungen und Bedürfnisse der Sicherheitskräfte entwickelt.

Mobifunkentwicklung in der Schweiz:


2. Netzstruktur

Ein Mobilfunknetz besteht aus vielen Funkzellen. Zu jeder Zelle gehört eine Antenne (Bild links), die via Funk Verbindung zu den Mobiltelefonen in ihrer näheren Umgebung herstellt. Üblicherweise werden von einem Standort aus mehrere Zellen versorgt. Alle Antennen an diesem Standort bilden eine so genannte Basisstation.

Die Basisstationen sind mit Glasfaserleitungen oder über Richtfunk (Bild links: runde Antenne) mit einer Telefonzentrale verbunden. Von dort empfangen sie Anrufe, die sie an ein Mobiltelefon in ihren Zellen weiterleiten müssen. Umgekehrt übermitteln sie dorthin auch Gespräche, die mit einem Handy in ihrem Versorgungsgebiet geführt werden.

Jede Basisstation kann nur eine begrenzte Datenmenge übermitteln. Die Grösse einer Funkzelle wird somit durch die Intensität der Nutzung bestimmt. In ländlichen Gegenden mit kleiner Mobiltelefondichte haben die Zellen einen Radius von mehreren Kilometern. Dagegen sind es in städtischen Gebieten nur einige hundert Meter.

Noch kleiner sind die häufig in Innenstädten verwendeten Mikrozellen. Sie kommen dort zum Einsatz, wo das Verkehrsaufkommen besonders hoch oder die Funkabdeckung auf Grund der dichten Bauweise schwierig ist. Schliesslich gibt es noch Picozellen mit einem beschränkten Radius von einigen dutzend Metern. Sie stellen die Versorgung innerhalb von Gebäuden sicher.

Die Sendeleistung einer Antenne muss so stark sein, dass die zu übermittelnden Funksignale die Mobiltelefone auch am Rand der Zelle noch erreichen. Sie darf aber nicht zu intensiv sein, weil sonst die Signale in anderen Zellen gestört würden. Da Antennen von kleinen Zellen mit einer tieferen Sendeleistung operieren, erzeugen sie eine geringere Strahlenbelastung. Obwohl es dafür mehr Antennen braucht, wird die von allen Anlagen insgesamt abgestrahlte Leistung - zumindest in städtischen Gebieten - nicht grösser, sondern kleiner. Ein feinmaschiges Netz kann mit einer insgesamt geringeren Sendeleistung sogar mehr Daten übertragen.

Schematisches Mobilfunknetz

Standorte von Sendeanlagen


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Letzte Änderung 22.03.2024

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