Konzept der Zukunftstechnologie 5G-Netzwerk Funksysteme und Internet der Dinge
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02.09.2019 Fachinformation 424 0

Messung der Strahlenbelastung von Menschen bei der neuen Netzwerktechnologie 5G

IEC stellt bewährte Verfahren bereit, um die genaue Bewertung von elektromagnetischen Feldern bei der Prüfung von 5G-Netzwerken und -Geräten zu gewährleisten.

IEC-Logo

Von Michael A. Mullane

5G ist die neueste Generation der mobilen Netzwerktechnologie. Sie verspricht größere Kapazitäten sowie spürbar höhere Download-Geschwindigkeiten als die derzeitigen 4G-Netze. Das bedeutet, dass sich die HD-Version eines Drei-Stunden-Films wie Avengers: Endgame in Sekunden statt wie bisher in Minuten herunterladen lässt.

Was aber noch viel wichtiger ist: 5G eröffnet aufregende, neue Möglichkeiten für eine ganze Reihe von Technologien, zu denen das Internet of Things (IoT), Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) gehören.

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„5G ist angetreten, die Drahtloskommunikation zu revolutionieren, eine wichtige Rolle in unserer zukünftigen vernetzten Gesellschaft zu übernehmen und einem wesentlich weiter fortgeschrittenen IoT den Weg zu ebnen“, so Mike Wood, der den Vorsitz im TC 106 der IEC (Spiegelgremium: DKE/K 764) führt.

Das Expertengremium erarbeitet internationale Normen für Mess- und Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Belastung des Menschen durch elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder. Mitglieder des TC 106 sind weltweit Experten von Mobilfunknetz-Betreibern, Mobilfunktechnologie-Herstellern, Hochschulen, Regulierungsbehörden und Prüflaboren.

Immenses Nutzenpotenzial

„Das Wissen um die Bedeutung von 5G und die drahtlose Kommunikation weltweit treibt unsere Experten an. Sie widmen viele Stunden und auch einen erheblichen Teil ihrer persönlichen Zeit der Arbeit der internationalen Normung“, berichtet Wood gegenüber dem IEC e-tech-Newsletter.

Wenn die Technologie in vollem Umfang zur Verfügung steht, wird sie nicht nur für höhere Download- und Upload-Geschwindigkeiten über das Mobilfunknetz sorgen, sondern auch die Vernetzung für Milliarden von IoT-Geräten ermöglichen sowie Latenzzeiten – also die Antwortzeiten des Netzes – verkürzen. Dies eröffnet eine Vielzahl von neuen Möglichkeiten in den Bereichen Robotik, Fahrzeuge und Fahrzeugsicherheitssysteme sowie telemedizinische Anwendungen.

Im praktischen Einsatz bedeutet das eine deutliche Verkürzung der Nachladezeiten auf unseren Mobilgeräten und ermöglicht ein verbessertes Kundenerlebnis. Darüber hinaus wurden bei weltweiten Testbetrieben bereits die massiven, potenziellen Vorteile für industrielle und medizinische Anwendungen deutlich. Zum Jahresbeginn berichteten chinesische Medien von einer 5G-gestützten, telemedizinisch durchgeführten Gehirnoperation an einem Patienten, der sich in 3000 km Entfernung befand. Chirurgische Eingriffe in abgelegenen Gegenden mit Hilfe von Roboterarmen wären über die herkömmlichen 4G-Netze aufgrund der bestehenden Verzögerungen nicht durchführbar.

5G-Feldversuche haben bereits begonnen, und einige Betreiber werden ihre Netze noch in diesem Jahr in Betrieb nehmen. 5G wird, zu Beginn noch unterstützt von 4G, als die dringend benötigte Kommunikationsbackbone für die ständig wachsenden Anforderungen an Datenverkehr und Konnektivität dienen – von den Milliarden vernetzter IoT-Geräte bis zu selbstfahrenden Autos und Smart Citys. Dabei liegt es auf der Hand, dass die Sicherheit der Menschen und die Konformität der Geräte von entscheidender Bedeutung sind, und gerade in diesen Bereichen ist die Arbeit der IEC bereits vorangeschritten.

Das TC 106 spielt hierbei eine zentrale Rolle mit der vor kurzem erfolgten Veröffentlichung eines neuen Technischen Berichts der IEC zur Beurteilung der Belastung des Menschen durch Hochfrequenz (HF)-Felder in der Nachbarschaft von Basisstationen. Dieser Bericht folgt auf die Veröffentlichung einer neuen Norm (IEC 62232) im Jahre 2017.


Tauben auf Stromleitung
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Expertengremium DKE/K 764 Sicherheit in elektromagnetischen Feldern

Das Expertengremium ist für die Festlegung von Sicherheitsanforderungen bezüglich der Einwirkung von elektromagnetischen Feldern auf Personen (EMF) im Frequenzbereich von 0 Hz bis 300 GHz zuständig.

Seitens des DKE/K 764 und der entsprechenden internationalen und europäischen Normungsgremien werden vorwiegend messtechnische Festlegungen erarbeitet und international bzw. europäisch vorhandene Grenzwertfestlegungen für elektromagnetische Felder umgesetzt.

Zum Expertengremium DKE/K 764

Sicherheit beruht auf genauen Daten

IEC 62232 bietet Verfahren zur Bestimmung der HF-Feldstärke in der Nähe von Basisstationen für die Funkkommunikation mit der Absicht, die Belastung für den Menschen zu beurteilen. Dabei werden die mm-Wellen-Frequenzen berücksichtigt, die für 5G-Netze verwendet werden. Das TC 106 hat außerdem drei gemeinsame Arbeitsgruppen (Joint Working Groups – JWGs) mit dem IEEE eingerichtet, um in naher Zukunft internationale Normen für die Prüfung von 5G-Einrichtungen zu erarbeiten:

  • Die JWG 11 untersucht Berechnungsmethoden zur Beurteilung der Leistungsdichte in unmittelbarer Nähe zum Kopf und Körper. Ziel ist es, eine gemeinsame IEC/IEEE-Norm zur Berechnung der Leistungsdichte von drahtlosen Kommunikationsgeräten im Bereich von 6 GHz bis 300 GHz zu erarbeiten.
  • Die JWG 12 befasst sich mit Messmethoden zur Bewertung der Leistungsdichte in unmittelbarer Nähe zum Kopf und Körper. Dies sollte in eine gemeinsame IEC/IEEE-Norm zur Messung der Leistungsdichte von drahtlosen Kommunikationsgeräten im Bereich von 6 GHz bis 300 GHz münden.
  • Die JWG 13 arbeitet an einer gemeinsamen IEC/IEEE-Norm für Messverfahren zur Bestimmung der spezifischen Absorptionsrate. Diese bezeichnet das Maß, in dem Energie vom menschlichen Körper aufgenommen wird, wenn dieser einem hochfrequenten elektromagnetischen Feld (Frequenzbereich von 4 MHz bis 10 GHz) ausgesetzt wird.

Der Technische Bericht von 2019 befasst sich sowohl mit 5G-Basisstationen als auch mit Smart Cells. Er stellt für Netzbetreiber, die 5G-Netze aufbauen, eine wichtige Ressource dar, und veranschaulicht Prüfverfahren und Berechnungsbeispiele an 5G-Versuchsstandorten. Der Bericht hilft Stakeholdern – darunter Objektleiter, Gebäudeeigentümer sowie Regierungen und lokales Gemeinwesen – sicherzustellen, dass sie ihre Netze und Basisstationen ordnungsgemäß prüfen. Daraus ergibt sich ein dreifacher Vorteil:

  1. Es werden neue Prüfverfahren für 5G gezeigt,
  2. die weltweite Konsistenz und Genauigkeit bei Prüfungen von Basisstationen und Smart Cells wird verbessert und
  3. die Umsetzung von standortbezogenen HF-Sicherheitsbewertungen wird durch Berechnungsbeispiele vereinfacht.

„Angesichts der schnell voranschreitenden Einführung von 5G und des Aufbaus der entsprechenden Netze stellt die Überprüfung der Basisstationen auf Einhaltung der HF-Expositionsnormen einen wesentlichen Schritt für Betreiber, Regulierungsbehörden und die Gemeinden dar, um sich davon zu überzeugen, dass die Sicherheit gewährleistet ist“, so Wood.

Faktencheck 5G

Faktencheck 5G

VDE
Veröffentlichungsdatum 18.06.2019
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Internationale Zusammenarbeit in der elektrotechnischen Normung