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Makrozelle vs. Kleinzelle vs. Femtozelle: Eine 5G-Einführung
Kleinzellen stellen neue, hohe Geschwindigkeiten für 5G-Netzwerke und 5G-Geräte bereit. Aber Makrozellen und Femtozellen sind ebenfalls entscheidend für 5G-Netze.
Die Kleinzellentechnologie wurde als eine wichtige neue Entwicklung für 5G-Netzwerke angepriesen, aber Small Cells sind nicht die einzigen Basisstationen, die 5G-Konnektivität bieten werden.
5G-Netzwerke werden auch Makrozellen, wie zum Beispiel Mobilfunkmasten, für die Konnektivität nutzen. Diese größeren Basisstationen ermöglichen niedrigere 5G-Frequenzen im Vergleich zu den hochfrequenten Millimeterwellen (mm-Wellen) der Kleinzellen. Die Netzbetreiber werden auch 5G-Femtozellen für eine bessere Mobilfunkabdeckung in Privathaushalten oder KMUs bereitstellen.
Die Unterschiede zwischen Makrozellen und kleinen Zellen sowie Femtozellen sind in Bezug auf Größe, Abdeckung und Kosten offensichtlich.
Definition von Makrozelle, Kleinzelle und Femtozelle
Makrozelle oder Macro Cell
Eine Makrozelle ist eine Mobilfunkbasisstation, die Funksignale über große Masten und Antennen sendet und empfängt. Insbesondere Mobilfunkmasten können zwischen 15 und 60 Metern hoch sein und bieten Mobilfunkabdeckung über mehrere Kilometer. Ende 2019 waren laut Bundesnetzagentur (PDF, Seite 61) in Deutschland 81.282 Antennenstandorte in Betrieb. Die Funkanlagen und Kleinzellen in Ihrer Umgebung können Sie hier in der interaktiven Karte der Bundesnetzagentur einsehen.
Kleinzelle oder Small Cell
Eine Small Cell ist eine andere Art von Mobilfunkbasisstation, die physisch klein ist, etwa so groß wie ein Pizzakarton, und Funksignale überträgt. Das Ziel von Kleinzellen ist es, die drahtlose Netzwerkkonnektivität in bestimmten Gebieten zu erhöhen, da sie mm-Wellenfrequenzen mit Hochgeschwindigkeits-Breitbandkonnektivität ermöglichen können.
Femtozelle oder Femto Cell
Eine Femtozelle ist ein drahtloser Zugangspunkt, der zur Verbesserung der Mobilfunkkonnektivität in Innenräumen verwendet wird. Im Gegensatz zu anderen Mobilfunkoptionen stellen Femtozellen eine Rückverbindung über das Internet her, um eine Mobilfunkverbindung im Haus oder Büro zu ermöglichen. Femtozellen sehen aus und funktionieren wie Router. Benutzer können Femtozellen in der Nähe ihrer aktuellen Netzwerkhardware platzieren. Femtozellen sind für jeden zugänglich, der sie erwerben möchte.
Makrozellen- vs. Kleinzellentechnologie
Obwohl sowohl Makrozellen als auch Kleinzellen 5G-Konnektivität bereitstellen, unterscheiden sich die Signalausbreitung und die Möglichkeiten der Gebäudedurchdringung erheblich. Die Signalausbreitung, der Abdeckungsradius, ist der Hauptunterschied zwischen Makrozellen und kleinen Zellen: Makrozellen bieten eine Niederfrequenzabdeckung über mehrere Kilometer, während Kleinzellen eine Hochfrequenzabdeckung über etwa 100 Meter ermöglichen.
Die Gebäudedurchdringung bezieht sich darauf, wie gut die Konnektivität in Innenräumen funktioniert. Niedrigere Frequenzen von Makrozellen reichen weit, und Wände, Fenster oder andere physische Barrieren blockieren die Signale nicht. Auf der anderen Seite hat die Small-Cell-Technologie Sichtlinienbeschränkungen, was bedeutet, dass physische Barrieren das Signal blockieren können, so dass es nicht mehrere Räume in einem Gebäude erreichen kann.
Ein weiterer Unterschied zwischen Makrozellen und Kleinzellen sind die Kosten. Die Einrichtung von Makrozellen kostet in der Regel rund 200.000 Euro, die von Kleinzellen dagegen weniger als 10.000 Euro. Selbst wenn Telekommunikationsanbieter die zehnfache Anzahl an Kleinzellen im Vergleich zu Makrozellen einrichten, sind die Kosten für Kleinzellen immer noch deutlich geringer als für die vollständige Einrichtung von Makrozellen. Die Netzbetreiber rüsten auch bestehende Makrozellen auf 5G um, aber diese Umstellung wird voraussichtlich noch einige Jahre dauern.
Kleinzellen- vs. Femtozellen-Technologie
Femto-, Piko- und Mikrozellen werden aufgrund ihrer geringeren Größe und begrenzten Reichweite oft als Typen von Kleinzellen betrachtet. Finneran hält diese Kategorisierung aber für nicht korrekt. Pikozellen und Mikrozellen würden häufig in Flugzeugen, Hotels und Einkaufszentren eingesetzt, aber sie hätten keine einheitlichen Definitionen in der gesamten Mobilfunkbranche – obwohl Mikrozelle wahrscheinlich ein früherer Begriff für Small Cells sei. Femtozellen sind jedoch den Kleinzellen vorausgegangen und bilden aufgrund von zwei wesentlichen Unterschieden einen eigenen Markt.
Ein Unterschied besteht darin, wie Kleinzellen und Femtozellen an das Netzwerk angeschlossen werden. Eine Kleinzelle stellt eine Verbindung über eine eigene Leitung her. Eine Femtozelle ist mit dem Internet verbunden. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass eine Femtozelle privat betrieben wird, während eine Kleinzelle ein öffentliches Netzwerk ist.
Femtozellen sind auch kleiner als Small Cells – etwa so groß wie ein Taschenbuch, wenn nicht kleiner, erklärt Finneran – und haben nicht die Sichtlinieneinschränkungen, die Kleinzellen aufweisen. Wenn ein Nutzer eine Femtozelle an einem zentralen Ort in seinem Haus oder Büro platziert, sollte diese Person eine ausreichende Abdeckung erhalten. Da Femtozellen außerdem privat sind, können sich nur die Geräte der Person mit der Femtozelle verbinden, während sich jeder in Kleinzellen einklinken kann.
Femtozellen ähneln in Aussehen, Funktion und Kosten den Routern. Femtozellen kosten etwa 100 Euro. Sie können die Abdeckung in Innenräumen an Standorten verbessern, die zu klein sind, um die Investition in ein vollständiges digitales Antennensystem zu rechtfertigen.
Die Anwendungsfälle von Klein- und Femtozellen unterscheiden sich ebenfalls. Zum Beispiel sind Femtozellen vergleichbar mit WLAN-Routern, während Kleinzellen vergleichbar mit WLAN-Hotspots sind. Das bedeutet, dass Kleinzellen die Mobilfunkabdeckung in Bereichen verbessern können, in denen sich Menschen versammeln, etwa in Stadien wie ein WLAN-Hotspot für Internetverbindungen.
Erwartungen an die Small-Cell-Technologie
Während die wesentlichen Unterschiede zwischen Makrozellen und Kleinzellen beziehungsweise Femtozellen bereits bekannt sind, befindet sich die 5G-Kleinzellentechnologie noch im Anfangsstadium.
Wenn Telekommunikationsanbieter Millimeterwelle einführen, können Verbraucher und Unternehmen auf einige Probleme stoßen, da dieser Teil des Funkspektrums für beide Märkte neu ist. Aufgrund der Sichtlinienbeschränkungen und der Unfähigkeit, große Entfernungen zu überwinden, ist mm-Welle für Telekommunikationsanbieter und Nutzer gleichermaßen eine große Umstellung.
Backhaul ist ebenfalls ein wichtiges Thema bei der Small-Cell-Technologie. Die Telekommunikationsanbieter müssen eine effektive Lösung für dieses Problem entwickeln. Dieses Thema ist vor allem dann relevant, wenn Netzbetreiber planen, Kleinzellen auf Objekten wie Laternenpfählen zu platzieren, die durch elektrischen Strom und nicht durch die für Small Cells erforderlichen Glasfaserverbindungen versorgt werden.
Während Kleinzellen anscheinend vorteilhafte Hotspots für Orte wie Stadien oder Veranstaltungszentren im Freien sind, haben die Netzbetreiber noch keine soliden Pläne für ihren großflächigen Einsatz vorgestellt. Doch trotz der Unzulänglichkeiten und Unbekannten bleiben Kleinzellen kritische Facetten in den 5G-Plänen.
Im Wesentlichen sind Kleinzellen ein wachsender und wichtiger Bestandteil der Pläne der Telekommunikationsanbieter für die Bereitstellung von 5G. Obwohl Kleinzellen technische Grenzen haben, können sie dazu beitragen, einen Hotspot aufzuheizen.Im Wesentlichen sind Kleinzellen ein wachsender und wichtiger Bestandteil der Pläne der Telekommunikationsanbieter für die Bereitstellung von 5G. Obwohl Kleinzellen technische Grenzen haben, können sie dazu beitragen, einen Hotspot aufzuheizen.
