13.04.2024, 16:14 Uhr | Lesezeit: 5 Minuten

Mobile Daten aktivieren und lossurfen – dank des Mobilfunknetzes ist dies selbst in den abgelegensten Ecken Deutschlands möglich. Dahinter steckt jedoch eine komplexe Technologie, welche unsere Kommunikation für immer verändert hat.

Wie ist das Mobilfunknetz in Deutschland aufgebaut?

In ganz Deutschland verstreut gibt es Hunderttausende Mobilfunkantennen, die auch als Basisstationen bezeichnet werden. Dabei ist jede Basisstation für einen bestimmten Bereich zuständig, in dem sie Daten empfängt und versendet. Diese Gebiete werden wiederum als Funkzellen bezeichnet, die zusammen das Mobilfunknetz ergeben.

In ländlichen Gebieten kann die Reichweite einer Funkzelle mehrere Kilometer betragen. In Städten, wo hingegen mehr Menschen leben und arbeiten, stehen mehr Mobilfunkantennen, die kleine Funkzellen abdecken. Somit ist das Mobilfunknetz in Städten dichter.

Wie funktioniert die Übertragung im Mobilfunknetz?

Die Datenübertragung im Mobilfunknetz erfolgt über elektromagnetische Wellen. Wird ein Anruf getätigt oder eine Nachricht gesendet, werden die Informationen in Form von digitalen Signalen codiert und über die Antennen des Smartphones gesendet. Diese Signale werden dann von nahegelegenen Mobilfunkmasten empfangen und an Vermittlungsstellen weitergeleitet. Dort werden sie entschlüsselt und an das entsprechende Zielgerät gesendet.

Sehen wir uns die Mobilfunkübertragung anhand eines einfachen Praxisbeispiels an:

1. Sie senden eine Nachricht an einen Freund oder eine Freundin.
2. In diesem Fall verbindet sich Ihr Smartphone nicht direkt mit dem Handy des Empfängers.
3. Stattdessen schickt Ihr Smartphone die Daten zunächst an die nächste Mobilfunkantenne.
4. Im nächsten Schritt werden die Daten an eine Vermittlungsstelle weitergeleitet, welche für mehrere Basisstationen verantwortlich ist.
5. Von dort aus werden die Daten zurück an die Basisstation geschickt, die dem Empfänger am nächsten ist.
6. Letztlich sendet diese Basisstation die Daten, in Form Ihrer Nachricht, an das Handy des Empfängers.

Von 2G bis 5G – diese Mobilfunkstandards gibt es

Bei der Datenübertragung nutzen die deutschen Mobilfunknetze verschiedene Standards. Das sind zurzeit 2G/EDGE, 4G/LTE und 5G. Das „G“ in der Abkürzung steht dabei für die jeweilige Generation des Übertragungsstandards. In der Statusleiste Ihres Smartphones sehen Sie, über welchen Funkstandard sich Ihr Gerät in das Mobilfunknetz einloggt.

2G ging bereits 1992 an den Start und wird heute hauptsächlich von älteren Geräten für die Telefonie verwendet. Sein Nachfolger, 3G, wurde 2021 abgeschaltet. Der Grund: Aufgrund der zunehmenden Smartphone-Nutzung wurde das UMTS-Netz überlastet. Für viele Kunden wurde daher das LTE-Netz freigegeben, um die Netzlast zu verteilen. 4G wurde 2010 eingeführt und konnte erstmals Downloadgeschwindigkeiten von bis zu 500 Mbit/s garantieren. Den aktuellsten Mobilfunkstandard 5G gibt es seit 2019. Mit dem sich im Ausbau befindenden 5G-Netz sind gar bis zu 10 Gigabit pro Sekunde möglich.

Lesen Sie auch: Die Unterschiede zwischen den Mobilfunkstandards LTE, 4G und 5G

Netzausbau Deutschland: Wie viele Mobilfunknetze gibt es?

In Deutschland gibt es zurzeit vier Mobilfunknetze:

1. Deutsche Telekom: D1-Netz
2. Vodafone: D2-Netz
3. Telefónica Deutschland: O2-Netz
4. 1&1: 1&1-Netz

Dabei spielt es keine Rolle, bei welchem Anbieter Sie Ihren Vertrag abgeschlossen haben – letztlich nutzen Sie beim Telefonieren und Surfen immer eines dieser vier Mobilfunknetze. Allerdings unterscheiden sich die Netze deutlich in ihrer Qualität, was insbesondere in ländlichen Gebieten zum Tragen kommt. Wer dort das D1-Netz der Telekom nutzt, hat oftmals einen besseren Empfang als Vodafone- und Telefónica-Kunden.

Laut eigenen Angaben erreicht die Telekom 95 Prozent der Bevölkerung mit ihrem 5G-Netz. Sowohl Vodafone als auch Telefónica decken hingegen 90 Prozent ab. Das hauseigene Netz von 1&1 ging nach einiger Verzögerung im Dezember 2023 in Deutschland an den Start. Es steckt somit noch in den Kinderschuhen. Das Unternehmen aus Montabaur ist derzeit noch dabei, seine Netzinfrastruktur zu verbessern und mehr Antennenstandorte einzurichten. Damit will es seine Abhängigkeit vom sogenannten National Roaming reduzieren. National Roaming ermöglicht es einem Mobilfunkanbieter, das Netz eines anderen Anbieters zu nutzen. So kann es eine flächendeckende Abdeckung garantieren, wenn das eigene Netz nicht verfügbar ist.

Bis Anfang 2024 konnte 1&1 rund 500 Antennen an 100 Standorten aufstellen. Das eigentliche Zwischenziel – 1000 Antennen bis Ende 2022 – wurde somit verfehlt. 1&1 muss daher bis Mitte 2024 auf das 5G-Netz von Telefónica zurückgreifen. Danach soll Vodafone mit seinem 5G-Netz aushelfen, bis 1&1 mehr Standorte aufgebaut hat.

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Welche Frequenzen nutzen deutsche Mobilfunknetzbetreiber?

Um eine flächendeckende Netzabdeckung sicherzustellen, nutzen die Netzbetreiber verschiedene Frequenzen für ihre Basisstationen. Für LTE kommen die Bereiche 700 MHz, 800 MHz und 1800 MHz zum Einsatz. Bei 4G sind es 2600 MHz, während 5G sowohl über 700 MHz, 1800 bis 2100 MHz und 3600 MHz empfangen wird.

Sowohl Telekom als auch Vodafone und O2 bauen den ländlichen Raum mit 700 MHz und 800 MHz aus. Dort werden vorrangig niedrigere Frequenzen eingesetzt, da diese eine größere Reichweite haben. Mobilfunkbetreiber in ländlichen Gebieten benötigen somit eine geringere Anzahl an Basisstationen, um eine ausreichende Abdeckung zu gewährleisten.

In Städten wiederum werden meist höhere Frequenzen wie 1800 MHz und 2600 MHz verwendet. Diese haben zwar eine geringere Reichweite, bieten jedoch eine höhere Datenkapazität. Aufgrund der Bevölkerungsdichte ist eine höhere Antennendichte erforderlich, um eine ausreichende Netzkapazität zu ermöglichen.