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Zu den Kernthemen gehören auch der Technologiewechsel im Mobilfunk und das damit verbundene Innovationsrennen. Aktuelle Fragen hierzu standen im Fokus einer Fachtagung über photonische Netze, zu der die Informationstechnische Gesellschaft im VDE (ITG) internationale Experten nach Leipzig eingeladen hatte.

Die gesamte Telekommunikationsbranche wird durch ein Verkehrswachstum angetrieben, das wesentlich größer ist Wachstumsprozesse in anderen Branchen. „Alle detaillierten Analysen von Studien über das Verkehrswachstum zeigen eine Bestätigung der These, dass der IP Verkehr für Privatkunden analog zum Moore´schen Gesetz mit einer Wachstumsrate von 58 % pro Jahr wächst“, resümiert Dr. Wolfgang Frohberg von der Alcatel-Lucent Optics Division in Stuttgart. Dieses Wachstum sei exponentiell und werde durch das Wachstum der Teilnehmerzahlen und durch das Wachstum des Verkehrs pro Teilnehmer generiert.

Grund genug für Dr. Martin Strasser, Produkt Manager bei dem Schweizer Unternehmen Huber + Suhner, sich den Technologiewechsel im Bereich der Telekommunikation genauer unter die Lupe zu nehmen. „Die Funkzellengrößen der modernen Mobilfunknetze werden aufgrund der steigenden Datenraten, der höheren Übertragungsfrequenzen und dem erhöhten Datenaufkommen immer kleiner“, zieht er Bilanz. Während GSM vorwiegend in niedrigen Frequenzbändern um 900 MHz arbeite, verwendeten die neuen Systeme die höheren Frequenzbänder bei 2.1 GHz, 2.5 GHz und 3.5 GHz.

Zu viele Antennen sind Sand im Innovationsgetriebe

„Da die Ausbreitungsverluste quadratisch mit der Frequenz zunehmen, benötigen die neuen Systeme kleinere Funkzellen, um eine gleichwertige Netzabdeckung gewährleisten zu können“, verdeutlicht er. Als Konsequenz steige dadurch auch die Anzahl der Antennen und Basisstationen. Die Funkzellgröße sei auch von systembedingten Parametern abhängig, wodurch gemäß Einschätzungen internationaler Experten Wimax Systeme vier Mal mehr Antenne benötigten als HSPA Systeme. Ein anderer, nicht systembedingter Faktor sei die zunehmende Anzahl von Mobilfunkteilnehmern und das stets steigende Datenaufkommen aufgrund neuer Services. Netzwerkbetreiber seien dadurch gezwungen, ihr Netz immer dichter aufzubauen, um einen qualitativ gleich bleibenden Mobilfunkservice gewährleisten zu können.

Konventionelle Mobilfunkarchitekturen mit Kupferverbindungen zwischen der Basisstation und der Mobilfunkantenne können diesen Trend nicht mehr kosteneffizient unterstützen und sind darüber hinaus nicht mehr konkurrenzfähig. Die Modernsten verwenden daher heute erstmals Glasfasern für die Anbindung von der Basisstation zur Antenne, kurz FTTA genannt (FTTA = Fiber-to-the-Antenna).

Hochfrequenz- und Leistungselektronik wird herausgelöst

Bei FTTA-Systemen ist die gesamte Hochfrequenz- und Leistungselektronik aus der Basistation herausgelöst und in einer eigenen Elektronikeinheit nahe zur Antenne angesiedelt. Dieser abgesetzte Antennenkopf – auch Remote Radio Head (RRH) genannt – ist durch Glasfaserkabel wiederum mit der Basisstation verbunden. Die gesamte Kontrolle und Basissignalverarbeitung findet nach wie vor in der Basisstation statt, in welcher als letzte Einheit eine elektrooptische Datenumwandlung mittels SFP Transceiver durchgeführt wird.

Dabei wird das optische Signal mit typischen Datenraten von einem Gigabit pro Sekunde zum Antennenkopf übertragen. Mittels eines zweiten SFP Moduls wird dieses im Anschluss in ein elektrisches Signal zurückverwandelt. „FTTA leitet eine neue Generation von Mobilfunksystemen ein, welche die neuen hochdatenratigen Mobilfunksysteme der dritten und vierten Generation optimal unterstützen“, verdeutlicht Strasser. Doch auch den „traditionellen Systemen“ attestiert Meyer zunächst noch gute Chancen. Zur Zeit sei GSM noch das am meisten verkaufte Mobilfunksystem, wobei den mittel- und langfristigen Prognosen zufolge spätestens im Jahre 2010 mehr 3G-Systeme als GSM-Systeme am Markt abgesetzt werden könnten.