WLAN oder Mobilfunk: Wer kriegt das 6-GHz-Band?

Zugegeben, das Beispiel hat mich damals überzeugt. Als es später um ein konkretes Projekt in diesem Umfeld ging, musste ich nachrechnen. Heraus kam, dass ein 5G-Netz in einer PKW-Montagehalle nicht annähernd die Kapazität bereitzustellen vermag, die man für diese Anwendung benötigt. Die zu bewegenden Datenmengen sind schier zu groß. Die Kapazität privater 5G-Mobilfunknetze hierzulande ist für diesen Zweck dank der Beschränkung auf gerade einmal 100 MHz Bandbreite (3,7 bis 3,8 GHz) nicht ausreichend.

Die Übertragungskapazität eines Funknetzes ist proportional zur nutzbaren Bandbreite. Sicher, Mobilfunk wie auch WLAN nutzen jegliche Bandbreite bestmöglich aus. Dank orthogonaler Frequenzmodulation (OFDM), vielwertiger Quadratur-Amplitudenmodulation (QAM) und Multiple Input Multiple Output (MIMO) lassen sich große Datenmengen auch durch schmale Funkkanäle quetschen. Der genannte Zusammenhang gilt dennoch: Mehr Bandbreite = größere Kapazität.

Das ist der Grund, warum die Automobilhersteller in ihren Montagehallen nach wie vor auf WLAN setzen. In Europa kann ich in den „traditionellen“ Bändern 2,4 und 5 GHz insgesamt 19 Kanäle zu je 20 MHz nutzen. Das ergibt gegenüber dem privaten 5G-Mobilfunk die fast 4fache Kapazität. Dazu kommen seit 2021 die WLAN-Frequenzen im 6-GHz-Band, insgesamt 480 MHz.

Es wird Ihnen nicht entgangen sein, dass man in den USA bereits ein Jahr zuvor das 6-GHz-Band für WLAN freigegeben hatte. Dort stehen seither knapp 1.200 MHz zur Verfügung. Wieso sind es in Europa nur 480 MHz, d.h. die untere Hälfte des Bereichs? Zur Beantwortung dieser Frage kann man den Frequenzplan der BNetzA [2] zu Rate ziehen. Dort finde ich nach etwas Suchen den Eintrag „6525 – 7075 MHz MOBILFUNKDIENST“.

So ähnlich ist es auch in anderen Teilen der Welt. Die Wi-Fi Alliance veröffentlicht eine entsprechende Weltkarte [3]. Nur wenigen Ländern neben den USA steht das gesamte Band für WLAN zur Verfügung. In vielen sind es wie in Europa nur die unteren 480 MHz. Bemerkenswert finde ich jedoch, dass es in China gar keine Freigabe für WLAN im 6-GHz-Band gibt.

Offensichtlich sollen die genannten Frequenzen anstelle von WLAN für Mobilfunk genutzt werden. Soweit ich die Mobilfunkstandards bislang kannte, war davon nicht die Rede. Jedoch tauchen bereits 2022 in der Technischen Spezifikation [4] die Netze n96 (5925 – 7125 MHz), n102 (5925 – 6425 MHz) und n104 (6425 – 7125 MHz) auf.

Als Besonderheit wird für die untere Hälfte des 6-GHz-Bandes (n102) bzw. für die Nutzung des gesamten Bandes (n96) vorgegeben, dass „shared spectrum access“ zu unterstützen ist, sich der Mobilfunk das Band mit anderen Funkdiensten teilen muss. Schaut man in die entsprechende Spezifikation [5], erkennt man wohlbekannte Vorgaben aus dem WLAN-Standard IEEE 802.11.

Auf der anderen Seite gibt es für WLAN die so genannte Automated Frequency Coordination (AFC). WLAN-Endgeräte, die im Freien betrieben werden, ermitteln ihren genauen Standort per GPS und befragen damit eine Datenbank, die Betreiber bevorrechtigter Frequenznutzer umfasst. Daraus erhält das WLAN-Endgerät Vorgaben für die Frequenznutzung, d.h. auszuschließende Kanäle und maximale Sendeleistungen.

Fassen wir bis hierher zusammen: Das 6-GHz-Band ist sowohl für WLAN als auch für Mobilfunk reserviert. Technische Verfahren für eine Ko-Existenz von WLAN und Mobilfunk wurden spezifiziert. Nicht alle Staaten geben jedoch das Band für beide Funkdienste frei.

Warum nicht? Ich vermute folgendes: WLAN wurde in den USA erfunden. Das IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ist ursprünglich eine amerikanische Vereinigung. Der GSM-Mobilfunk (ursprünglich Group Spéciale Mobile) wurde in Europa erfunden. Die großen Mobilfunk-Ausrüster sind in Skandinavien beheimatet und in China. Über China mag man denken, wie man möchte, jedoch stellen die dortigen Ausrüster hochwertiges Mobilfunk-Equipment her.

Es mag also sein, dass die in [3] gezeigte Karte einfach nur ein Sinnbild für die Rivalität zweier Technologieführer ist. Ich bin gespannt darauf, welche Zugangstechnik sich bei uns durchsetzen wird. Und was letztlich vom Kunden angenommen wird.

Verweise

[1] https://data.bundesnetzagentur.de/Bundesnetzagentur/SharedDocs/Downloads/DE/Sachgebiete/Telekommunikation/Unternehmen_Institutionen/Frequenzen/OffentlicheNetze/LokaleNetze/20181018_stellungnahmenantragsverfahren3738ghz_zip.zip

[2] https://www.bundesnetzagentur.de/DE/Fachthemen/Telekommunikation/Frequenzen/Grundlagen/Frequenzplan/start.html

[3] https://www.wi-fi.org/regulations-enabling-6-ghz-wi-fi

[4] Base Station (BS) radio transmission and reception, 3rd Generation Partnership Project, https://portal.3gpp.org/ChangeRequests.aspx?q=1&specnumber=38.104

[5] Physical layer procedures for shared spectrum channel access, 3rd Generation Partnership Project, https://portal.3gpp.org/ChangeRequests.aspx?q=1&specnumber=37.213