Mobilfunk – Vernetzt in ganz Deutschland durch moderne Netze

Der Mobilfunk hat sich in den letzten Jahrzehnten von einer Luxus‑Kommunikation für Wenige zum Backbone unseres digitalen Alltags entwickelt. Ob im urbanen Zentrum von Berlin und Hamburg, auf Geschäftsreise in Frankfurt am Main und München oder unterwegs in Düsseldorf, Köln, Stuttgart, Leipzig, Dortmund und Dresden – Funkmasten und Antennen versorgen heute nahezu flächendeckend jede Ecke der Republik. Vom einfachen Telefonat bis hin zu hochauflösenden Videokonferenzen und der Steuerung von Industrieanlagen („Internet of Things“) sind mobile Netze unverzichtbar.

Was ist Mobilfunk?
Mobilfunk bezeichnet die drahtlose Daten- und Telefonkommunikation über Funkzellen. Mobilfunksysteme nutzen Frequenzbänder um 800 MHz, 1,8 GHz, 2,1 GHz und neuerdings 3,6 GHz sowie mm-Wellen oberhalb von 24 GHz für 5G. Diese Bänder werden von Mobilnetzbetreibern wie der Deutschen Telekom, Vodafone und Telefónica/O2 im Rahmen von Lizenzvergaben der Bundesnetzagentur betrieben. Die grundlegenden technischen Spezifikationen und Entwicklungen werden international in den Gremien der 3GPP und der ITU (International Telecommunication Union) festgelegt (siehe Wikipedia: Mobilfunk).

Netzgenerationen im Überblick

• 2G (GSM/EDGE): Ab Mitte der 1990er-Jahre eingeführt, ermöglichte GSM das erste flächendeckende digitale Telefonieren in Städten wie Frankfurt, Köln und Leipzig. Mit EDGE kam die erste Mobil‑Datenübertragung mit bis zu 384 kbit/s.

• 3G (UMTS/HSPA): Seit Anfang der 2000er in München und Hamburg verfügbar, brachte UMTS höhere Übertragungsraten (bis zu 14 Mbit/s) und Video‑Telefonie. HSPA+ steigerte die Datenraten später auf bis zu 42 Mbit/s.

• 4G (LTE): Ab 2010 starteten LTE‑Netze in Berlin, Stuttgart und Düsseldorf. Mit Carrier Aggregation, MIMO‑Antennentechnik und LTE Advanced Pro sind Downloadraten von mehreren hundert Mbit/s möglich.

• 5G: Seit 2019 in Pilotregionen wie Berlin‑Mitte, München‑Maxvorstadt und Hamburg‑Altona ausgerollt, bietet 5G extrem hohe Bandbreiten (> 1 Gbit/s), sehr kurze Latenzen (< 1 ms) und die Fähigkeit, Millionen Geräte pro km² zu versorgen. Diese Eigenschaften eröffnen Anwendungsfelder von autonomem Fahren in Frankfurt am Main, Telemedizin in Leipzig und vernetzten Fabrikhallen in Stuttgart.

Netzaufbau und Funkzellen
Mobilfunknetze gliedern sich in Zellen unterschiedlicher Größe:

• Macro‑Cells: Große Funkzellen, die ländliche Regionen und Autobahnen zwischen Städten wie Hamburg und Bremen versorgen.

• Micro‑ und Pico‑Cells: Kleinere Funkzellen für dichte Innenstädte von Köln, Düsseldorf oder München, wo viele Nutzer gleichzeitig online sind.

• Femto‑Cells: Heimzellen, die in Wohnungen und Büros in Leipzig oder Dresden aufgestellt werden können, um dort das Signal zu verstärken.

Die Vernetzung der Basisstationen über Glasfaser‑Backhaul und das intelligente Handover‑Management gewährleisten unterbrechungsfreie Kommunikation bei Bewegungen von Potsdam über Frankfurt nach Freiburg und zurück.

Tarifmodelle und Prepaid vs. Vertrag
Mobilfunkkunden wählen zwischen Prepaid‑Angeboten für Gelegenheitsnutzer und Vertragsmodellen mit Inklusivvolumen und subventioniertem Endgerät.

• Prepaid: Keine Vertragslaufzeit, geeignet für Urlauber in Berlin oder Studierende in Göttingen.

• Postpaid-Verträge: Oft mit LTE‑ oder 5G‑Flat, Inklusivminuten und -SMS. Junge Leute in Hamburg bevorzugen Family‑Tarife, während Berufspendler in München und Stuttgart häufig Business‑Tarife mit Roaming‑Option buchen.

• Data‑Only‑Tarife: Für Tablets und mobile Hotspots, beliebt in Düsseldorf und Köln für Remote‑Work.

Service, Netzqualität und Messdaten
Die Bundesnetzagentur veröffentlicht regelmäßig Messdaten zur Netzabdeckung und -qualität. Initiativen wie OpenSignal und Crowdsourcing‑Apps zeigen in Echtzeit, wie gut das Mobilfunknetz in Berlin, Hamburg, Frankfurt, Stuttgart und ländlichen Kreisen performt. Staatliche Vorgaben sichern dabei Mindestanforderungen an Download‑ und Upload‑Geschwindigkeit sowie Ausfallsicherheit.

Sicherheit und Datenschutz
Mobilfunknetze verwenden Verschlüsselungsverfahren wie A5/3 für GSM und 128‑Bit‑AES für LTE, um Sprache und Daten vor Abhören zu schützen. Betreiber müssen zudem Anforderungen der DSGVO und Telekommunikations‑Telemedien‑Datenschutz­gesetzes (TTDSG) umsetzen. Mehr Informationen zu Datenschutz im Mobilfunk bietet das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik.

Zukunftsperspektiven

• Standalone‑5G: Trennung von Steuer‑ und Datenebene im 5G‑Netz für noch geringere Latenz.

• Network Slicing: Virtuelle Netzwerke für spezielle Anwendungen – etwa dedizierte Slices für Fahrzeuge in Wolfsburg oder für Fabrik‑IoT in Dresden.

• 6G‑Forschung: Erste Forschungsprojekte an der TU München und der RWTH Aachen befassen sich bereits mit Terahertz‑Frequenzen und KI‑gesteuerter Netzoptimierung.

• Satelliten‑Kommunikation: Ergänzung der terrestrischen Netze in abgelegenen Regionen wie dem Bayerischen Wald oder dem Erzgebirge bei Chemnitz durch LEO‑Satelliten.

Der Mobilfunk bleibt Treiber für digitale Transformation in Wirtschaft und Gesellschaft. Ob in Großstadtmetropolen wie Berlin, Hamburg, München, Frankfurt am Main oder in mittelgroßen Städten wie Köln, Düsseldorf, Leipzig, Dresden und vielen weiteren Regionen – leistungsfähige Netze sind die Grundlage für Home‑Office, E‑Health, Smart Cities und Industrie 4.0. Mit dem Wechsel zu 5G eröffnet sich eine neue Dimension der Konnektivität, die innovative Dienste und Geschäftsmodelle ermöglicht. Die kontinuierliche Weiterentwicklung hin zu 6G und darüber hinaus sichert Deutschlands Vorreiterrolle im weltweiten Mobilfunkmarkt.

Der Begriff Mobilfunk umfasst eigentlich den Betrieb von allen möglichen beweglichen Funkgeräten, wobei umgangssprachlich inzwischen oftmals vor allem Funktelefone (Mobiltelefone) und die dafür nötigen Netze (Mobilfunknetze) als Mobilfunk bezeichnet werden. Neben den Mobiltelefonen gehören zum Mobilfunk allerdings auch tragbare Handfunkgeräte für den Amateurfunk und in Fahrzeuge integrierte Geräte. Hinzu kommen noch viele weitere Anwendungsbereiche für den Mobilfunk. Dazu gehören unter anderem Schifffahrtsfunkdienste, Funkrufdienste, Telemetrie und die mobile Datenerfassung. Zum Mobilfunknetz gehört in erster Linie das sogenannte Mobilvermittlungsnetz. Im Mobilvermittlungsnetz werden Signale zwischen ortsfesten Einrichtungen und Plattformen des Mobilfunknetzes übertragen. Das Zugangsnetz (auch Luftschnittstelle genannt) zählt ebenfalls zum Mobilfunknetz. In ihm werden die Signale zwischen Mobilfunkantennen und Mobiltelefonen übertragen. Der Mobilfunk mit Mobiltelefonen wurde vor allem mit den GSM-Netzen populär. Eine biologische Wirkung von Mobilfunkgeräten wird von vielen sogenannten Wissenschaftlern vehement abgestritten.

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Ähnliche Themenbereiche wie Telekommunikation, Telefonanlagen und Funktechnik können über die bereitgestellten Links aufgesucht werden. Informationen über das Deutsche Mobilfunk Forschungsprogramm finden sich hier.