Stadt Bayreuth

Mobilfunk

Die mobile Kommunikation weist nach wie vor große Wachstumsraten auf. Ein beträchtlicher Teil der Telefongespräche und der Datenübertragung wird heute über Funk abgewickelt. Mit der Einführung moderner Übertragungstechniken wurde in den vergangenen Jahren auch die Datenübertragung über Mobilfunk deutlich verbessert, die vor allem für die mobile Nutzung des Internets erforderlich ist.

Herkömmliche Mobilfunktelefone wurden mittlerweile fast vollständig von Smartphones abgelöst. Smart­phones sind Mobiltelefone, die dem Nutzer mehr Computerfunktionalität und -konnektivität zur Verfügung stellen. Aktuelle Smartphones lassen sich über zusätzliche Programme (sog. Apps) vom Anwender individuell mit neuen Funktionen aufrüsten. Mit diesen Geräten sind beispielsweise Börsenkurse, Wetterinformationen, Stadtpläne und Musikplattformen auch unterwegs verfügbar. Selbst haustechnische Systeme lassen sich mittlerweile über Smartphones steuern. Die Mobilfunknetze werden sehr häufig auch mit anderen mobilen Computersystemen, wie z.B. Laptops, Nettops oder Tablet-PC´s genutzt. Diese Geräte können sich über geeignete USB-Sticks oder SIM-Karten mit Mobilfunknetzen verbinden.

Mit dem zügigen Aufbau der Mobilfunknetze sind in der Bevölkerung allerdings auch die Befürchtungen vor möglichen gesundheitlichen Beeinträchtigungen gewachsen. Diese Unsicherheit ist häufig durch falsche Informationen begründet.

Bei einem Mobilfunksystem erfolgt die Übertragung von Sprache oder Daten immer zwischen einem Handgerät und einer Basisstation, die wiederum über Leitung mit dem Telefonfestnetz verbunden ist. Nachdem die Reichweite der Funkübertragung begrenzt ist, müssen zur Versorgung eines bestimmten Gebietes eine Reihe von Basisstationen vorhanden sein. Jede Basisstation deckt dabei einen Teilbereich des Versorgungsgebietes ab, der als Funkzelle bezeichnet wird. Die Funkzellen fügen sich dabei in einer wabenförmigen Struktur aneinander. Durch sogenannte Frequenz- beziehungsweise Zeitmultiplexverfahren wird sichergestellt, dass innerhalb einer Funkzelle eine gewisse Anzahl von Gesprächen gleichzeitig geführt werden kann, ohne dass gegenseitige Störungen auftreten.

Die Netzbetreiber sind grundsätzlich bestrebt, ein möglichst dichtes Netz an Basisstationen einzurichten, um eine homogene Netzabdeckung im Versorgungsgebiet zu erzielen. Weil man dadurch praktisch überall mit den Funkanlagen konfrontiert wird, und die Bevölkerung oft nicht ausreichend informiert ist, steht man dieser Technik häufig skeptisch gegenüber.

So wird oft die Meinung vertreten, dass viele Mobilfunkstationen auch zu einer entsprechend hohen elektromagnetischen Belastung führen. Diese Auffassung ist jedoch im Allgemeinen nicht unbedingt richtig. Tatsächlich kann es vorteilhafter sein, wenn ein entsprechend dichtes Netz von Basisstationen vorhanden ist, weil die Basisstationen dann kürzere Entfernungen überbrücken müssen, und die Sendeleistungen zur Abdeckung des Versorgungsgebietes deutlich niedriger ausfallen können. Auch die Mobiltelefone der Nutzer arbeiten dann mit geringerer Sendeleistung.

Um auch bei geringen Sendeleistungen eine optimale Reichweite zu erzielen, wird die Sendeenergie der Basisstationen über Richtantennen bevorzugt in horizontaler Richtung abgestrahlt. Nachdem die Abstrahlung in etwa wie beim Lichtkegel eines Leuchtturmes erfolgt, spricht man auch vom sogenannten Leuchtturmeffekt. Das elektromagnetische Feld ist deshalb in dem Gebäude, auf dem sich die Station befindet, entgegen oft vorherrschender Meinungen relativ gering.

Grafik Mobilfunk

Messungen in unmittelbarer Umgebung von Mobilfunksendern haben in deutlicher Weise die Vermutung widerlegt, bei Wohnungen in unmittelbarer Umgebung von Mobilfunksendern würden hohe Feldstärken auftreten. Wie festgestellt wurde, werden die gesetzlichen Grenzwerte im Bereich der nächstgelegenen Wohnbebauung meist nur zu etwa einem Prozent ausgeschöpft.

Außerdem wird oft die gemeinsame Nutzung von Standorten durch mehrere Netzbetreiber favorisiert, obgleich dies nicht immer vorteilhaft ist. Selbst wenn in solchen Fällen die gesetzlichen Grenzwerte bei weitem nicht erreicht werden, so ergeben sich in dicht besiedelten Gebieten für die unmittelbaren Anwohner doch höhere Feldstärkebelastungen als bei der Verteilung auf mehrere Standorte.

Bereits seit einigen Jahrzehnten ist bekannt, dass es bei der Einwirkung von starken elektromagnetischen Feldern zu thermischen Wirkungen in menschlichem oder tierischem Gewebe kommen kann.

In der Fachliteratur wird ausgeführt, dass es beim Mobilfunk und den sonstigen Nachrichtensystemen bei Einhaltung der Grenzwerte nicht zu solchen thermischen Wirkungen kommt. Dennoch werden immer wieder sogenannte nichtthermische Effekte (z.B. Elektrosensibilität) diskutiert. Diejenigen, die bereits seit längerer Zeit bekannt sind, sind bei der Grenzwertfindung bereits berücksichtigt worden. Es war aber lange Zeit offen, ob andere nichtthermische Effekte überhaupt vorhanden sind und – wenn ja – ob sie eine Bedeutung für die menschliche Gesundheit haben können. Die Hintergründe wurden und werden in diversen Untersuchungen und Forschungsvorhaben geprüft.

Von 2002 bis 2008 wurden im Rahmen des „Deutschen Mobilfunk Forschungsprogramms“ (DMF) eine Reihe von Forschungsvorhaben durchgeführt. Im Ergebnis hat es sich nicht bestätigt, dass die im Alltag vorhandenen elektromagnetischen Felder gesundheitliche Beeinträchtigungen oder eine erhöhte Elektrosensibilität zur Folge haben. Es besteht demnach insgesamt kein Anlass, die Schutzwirkung der bestehenden Grenzwerte in Zweifel zu ziehen. Dennoch ist beim Betrieb der bestehenden und der Entwicklung neuer drahtloser Kommunikationstechnologien weiterhin auf eine vorsorgliche Minimierung der Exposition der Nutzer und der Bevölkerung zu achten.

Der 118-seitige Ergebnisbericht steht der Allgemeinheit im Internetangebot des Bundesamtes für Strahlenschutz (BfS) zur Verfügung.

Bei den immer wieder aufflammenden Diskussionen über elektromagnetische Felder in der Umgebung von Mobilfunkbasisstationen ist auch zu erwähnen, dass der Bereich Mobilfunk nur einen kleinen Teil des in der Nachrichtentechnik verwendeten Hochfrequenzspektrums ausmacht.

Informationen werden bereits seit mehreren Jahrzehnten drahtlos übertragen, wobei neben den unterschiedlichsten Funkdiensten (z.B. Betriebsfunk, Fund von Sicherheitsbehörden, Flug- und Schiffsfunk, zivile und militärische Satellitentechnik u. v. m.) vor allem von Rundfunk- und Fernsehsendern ein hoher Anteil der vorhandenen Hochfrequenzfelder ausgeht. Da die Reichweitenanforderungen bei diesen Sendeanlagen erheblich größer sind als bei den Mobilfunkstationen, wird hier meist mit Sendeleistungen von über tausend Watt bis zu mehreren Hunderttausend Watt (vgl. Mobilfunkbasisstation: 10 bis 50 Watt) gearbeitet. Auch wenn sich diese Sender in weiterer Entfernung der bebauten Gebiete befinden, ergeben sich im innerstädtischen Bereich oft noch Feldstärken, die genauso hoch oder sogar höher als die der Mobilfunkstationen sind.

Bei Rundfunk- und Fernsehsendern wirkt sich die Umstellung von analoger Technik auf Digitaltechnik (z.B. DVB-T2) bezüglich der von den Sendeanlagen verursachten elektromagnetischen Felder aber wiederum deutlich günstiger aus.

Auch sind Hochfrequenzfelder, die von schnurlosen Telefonen (sog. DECT-Telefone) abgestrahlt werden, nicht zu vernachlässigen. Diese Telefone verfügen zwar über sehr geringe Sendeleistungen, dafür werden sie aber unmittelbar innerhalb des Wohnumfeldes eingesetzt. Anzumerken ist, dass die Basis-Stationen dieser Telefone in der Regel auch dann dauerhaft senden, wenn nicht telefoniert wird. Bereits seit längerer Zeit sind im Handel auch DECT-Telefone erhältlich, bei denen die Sendeleistung der Basisstation bzw. des Mobilteils stark zurückgeregelt wird.

Drahtlose Systeme werden auch zunehmend im Bereich der Datenübertragung genutzt. So wird heute vielfach bei Computernetzwerken auf die aufwändige Verlegung von Kabeln verzichtet. Selbst im privaten Bereich ist die drahtlose Übertragungs- und Netzwerktechnik mittlerweile weit verbreitet. Die entsprechenden Geräte können von jedermann relativ preiswert erworben und genehmigungsfrei betrieben werden. Die von diesen Systemen ausgehende elektromagnetische Feldstärke dürfte in etwa der von DECT-Telefonen vergleichbar sein.

Für die Errichtung üblicher Mobilfunk-Basisstationen ist normalerweise keine behördliche Genehmigung erforderlich. Erst ab einer bestimmten Größe bedarf die Errichtung einer Antennenanlage bzw. der zugehörigen Versorgungseinrichtungen einer bauordnungsrechtlichen Genehmigung. Unabhängig davon ist für Mobilfunk-Basisstationen in allgemeinen und reinen Wohngebieten aus planungsrechtlicher Sicht mindestens eine Befreiung erforderlich, auf deren Erteilung allerdings kein Rechtsanspruch besteht. In reinen Wohngebieten ist die Möglichkeit der Erteilung von entsprechenden Ausnahmen weiter eingeschränkt.

Nach der Verordnung über das Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder (BEMFV) dürfen ortsfeste Funkanlagen mit einer äquivalenten isotropen Strahlungsleistung (EIRP) von 10 Watt oder mehr nur betrieben werden, wenn für den jeweiligen Standort eine gültige Standortbescheinigung der Bundesnetzagentur vorliegt. Eine Standortbescheinigung ist auch erforderlich, wenn die Antennenanlagen an einem Standort geändert werden. Durch die Standortbescheinigung der Bundesnetzagentur ist vom Netzbetreiber zu belegen, dass die vom Gesetzgeber festgelegten Grenzwerte für die elektrische und magnetische Feldstärke nicht überschritten werden. Diese Grenzwerte werden in horizontaler Richtung in der Regel oft bereits in einem Abstand von 5 bis 15 Metern eingehalten. In vertikaler Richtung werden die Grenzwerte wegen der bevorzugt horizontalen Richtcharakteristik meist bereits in einem Abstand von weniger als ein bis zwei Metern nicht mehr überschritten. Messungen im Einwirkungsbereich von Mobilfunkanlagen haben ergeben, dass die Feldstärke an den nächstgelegenen Wohnanwesen meist nur noch einen Bruchteil des gesetzlich festgelegten Grenzwertes erreicht.

Die in Deutschland geltenden, frequenzabhängigen Grenzwerte für die elektrische und die magnetische Feldstärke sind in der 26. Bundes-Immissionsschutzverordnung festgelegt, die 2013 novelliert wurde. Die Verordnung über elektromagnetische Felder dient dem Schutz und der Vorsorge vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder. Die ursprüngliche Verordnung aus dem Jahr 1997 blieb hinter der Empfehlung des Rates der Europäi­schen Union vom 12.06.1999 zur Begrenzung der Exposition der Bevölkerung gegenüber elektromagnetischen Feldern (1999/519/EG) zurück und bedurfte der Anpassung an neueste wissenschaftliche Erkenntnisse.

Der Anwendungsbereich der novellierten 26. BImSchV erstreckt sich jetzt auch auf private und hoheitliche Funkanlagen, z.B. Anlagen der öffentlich-rechtlichen Rundfunkanstalten, Anlagen der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS), Amateurfunkanlagen. Ergänzt wurde der Anwendungsbereich außerdem um den bisher ungeregelten Bereich der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ), dem als neue Übertragungstechnologie beim Ausbau der Stromnetze zukünftig eine nicht unerhebliche Rolle zukommen kann. Zudem wird der gesamte Bereich der niederfrequenten Felder von 1 Hertz bis 9 Kilohertz geregelt. Die Verordnung berücksichtigt jetzt auch die geänderten Grenzwertempfehlungen der ICNIRP (International Commission on non-ionizing radiation protection), also der Internationalen Kommission für den Schutz vor nichtionisierender Strahlung. Die ICNIRP ist eine internationale Vereinigung von Wissenschaftlern zur Erforschung der Auswirkung nichtionisierender Strahlung auf die menschliche Gesundheit.

Nachdem die Errichtung üblicher Mobilfunkbasisstationen keiner speziellen baurechtlichen Genehmigung bedarf, haben die Kreisverwaltungsbehörden in der Regel keine Möglichkeit, den Bau derartiger Antennenanlagen zu verhindern oder zu beeinflussen. Da das Thema Mobilfunk aber in der Bevölkerung zu stark kontroversen Diskussionen geführt hat, wurde in Bayern auf der Basis einer freiwilligen Vereinbarung (Mobilfunkpakt II) ein Mitwirkungsverfahren für Kommunen beim Ausbau der Mobilfunknetze eingeführt.

Wenngleich sich die Stadt Bayreuth aus grundsätzlichen Erwägungen weder an der Standortsuche beteiligt, noch städtische Liegenschaften für Sendeanlagen zur Verfügung stellt, so hat sie sich dennoch in den vergangenen Jahren intensiv und umfassend mit der Mobilfunkproblematik auseinandergesetzt. In diesem Zusammenhang wurden zahlreiche Besprechungen mit den Netzbetreibern und auch mit verschiedenen Bürgerinitiativen geführt. Darüber hinaus sind unterschiedlichste Mobilfunkthemen in den zuständigen städtischen Beschlussgremien behandelt worden.

Nachdem sich die Nutzung der GSM-Netze (GSM = Global System for Mobile Communications) im Wesentlichen auf die Übertragung von Sprach- und einfachen Textinformationen beschränkt hatte, wurde im Jahr 2003 in Bayreuth mit dem Aufbau von UMTS-Netzen (Universal Mobile Telecommunication System) begonnen, die auch für die Übertragung größerer Datenmengen, z. B. für die Übertragung von Bild- und Videoinformationen, sowie für die Internetnutzung, geeignet sind. Im Gegensatz zum GSM-Standard werden die Daten nicht in Form eines gepulsten Sendesignals übertragen. Die Übertragung erfolgt kontinuierlich, wobei unterschiedliche Sendungen auf gleicher Frequenz abgewickelt werden. Durch eine individuelle Codierung kann das Signal beim Empfänger wieder separiert und entschlüsselt werden.

Der Ausbau der UMTS-Netze ist in Bayreuth bereits seit längerem abgeschlossen. Die stark zunehmende mobile Internetnutzung mit Smartphones hat dazu geführt, dass auch die UMTS-Netze schnell die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit erreichten.

Deshalb wurde der UMTS-Nachfolgestandard LTE (Long Term Evolution) eingeführt, der bereits seit längerer Zeit im Stadtgebiet verfügbar ist.

Mit LTE-Systemen ist eine um das 10-fach höhere Datengeschwindigkeit bis 100 Mbit/s, eine bessere Energieeffizienz der mobilen Endgeräte und eine flexiblere Frequenzbandnutzung möglich. Ein großer Vorteil liegt aber in der flexiblen Funknetzplanung. Es sind sehr gute Leistungen bei Funkzellen mit fünf Kilometern Reichweite erzielbar. Mit LTE ist außerdem eine flächendeckende Nutzung selbst außerhalb der Städte möglich.

Vorteilhaft ist, dass insbesondere im innerstädtischen Bereich im Vergleich zum UMTS-Netz kaum zusätzliche Mobilfunkstandorte benötigt wurden. Allerdings erforderte die Nutzung des LTE-Standards auch andere Endgeräte. Die mittlerweile angebotenen Geräte sind meist für das LTE-Netz nutzbar. In Bayreuth sind jetzt fast alle Mobilfunkstandorte mit LTE-Technik ausgerüstet.

Nachdem aber auch der GSM- und der UMTS-Mobilfunkstandard noch genutzt werden, ist bis auf weiteres nicht mit der Abschaltung der älteren Netztechnik zu rechnen.

Da mittlerweile auch der Ausbau der Mobilfunkbasisstationen mit LTE-Technik in Bayreuth weitgehend abgeschlossen ist, verändert sich die Anzahl der Mobilfunkstandorte im Stadtgebiet derzeit kaum.

2010 startete in Deutschland das erste LTE-Netz (4G-Standard) und markierte damit einen Meilenstein in der Mobilfunktechnik. Mittlerweile spricht man bereits von einem Nachfolger, dem 5G-Standard. Noch sind es hauptsächlich Visionen, wenn man darüber spricht, was 5G leisten könnte. Auch sind die verbindlichen 5G-Standards noch nicht abschließend festgelegt. Aber man redet bereits von Übertragungsraten bis zu 10.000 Mbit/s. Das ist etwa hundertmal mehr als beim aktuellen LTE-System. Darüber hinaus soll 5G kaum merkliche Latenzzeiten aufweisen, also blitzschnelle Reaktion im Netz ermöglichen, und dabei wesentlich weniger Strom benötigen. Bei diesen Übertragungsraten wäre der Inhalt einer vollen DVD in lediglich 3,6 Sekunden übertragen.

Derzeit ist man in Deutschland auf der Basis von LTE-Advanced noch bei Übertragungsraten von bis zu 300 Mbit/s. Das könnte sich schnell ändern. Vor allem bei Kommunikation von vernetzten Systemen untereinander werden immer mehr Netzkapazitäten verlangt. Immer mehr Geräte unseres Alltags tauschen Informationen untereinander aus. In diesem Zusammenhang wird mittlerweile der Begriff „Internet der Dinge“ oft genutzt. Neben alltäglichen „Spielereien“ gibt es bei der modernen Datenübertragung aber natürlich auch ernsthafte und nützliche Perspektiven, etwa bei optimierten Verkehrsleitsystemen oder Anwendungen im medizinischen Bereich.

Allerdings ist die Einführung dieses revolutionären Mobilfunkstandards auch mit immensen Investitionen für Lizenzen und den Netzausbau verbunden. So muss beispielsweise jede Mobilfunkbasisstation per Glasfasernetz oder Richtfunk mit dem Kernnetz des jeweiligen Providers verbunden werden. Außerdem benötigt 5G ein viel größeres Frequenzspektrum, welches auch die Nutzung von deutlich höheren Frequenzbereichen erforderlich macht. In diesen hohen Frequenzbereichen können zwar bei höherer Wellenlänge mehr Daten pro Zeiteinheit übertragen werden, dafür sinkt aber die Reichweite. Das bedeutet, dass anstelle weniger dutzend Sendemasten vermutlich hunderte oder tausende kleiner Funkzellen erforderlich werden. Wie sich das in der Praxis realisieren lässt, ist derzeit noch weitgehend offen.

Weitere, ausführliche Informationen zum Thema “Elektromagnetische Felder“ werden in den Internetangeboten des Bayerischen Landesamtes für Umwelt und des Bayerischen Staatministeriums für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz zur Verfügung gestellt. Dort finden Sie neben weiteren Fachinformationen auch Informationen zu rechtlichen Aspekten.

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