Mobilfunk 5G-Standard soll Handynetze besser machen: 20.000 neue Funkmasten für die Bahn

Dürftige Mobilfunkverbindungen waren lange ein Ärgernis in Zügen. Der 5G-Standard soll den Mobilfunk bei der Bahn leistungsfähiger machen. Selbst bei Tempo 300. Der Aufwand dafür ist gewaltig. Ein 5G-Mast versorgt nur einen Kilometer Gleise. Der Weg zum großen Gigabit-Netz.

Mobiles Arbeiten, Video-Streaming und Telefonate mit dem Handy – auch im Zug erwarten viele Fahrgäste guten und lückenlosen Empfang. Das klappt im deutschen Schienenverkehr mal mehr, mal weniger gut, mal gar nicht. Doch insgesamt hat sich die Versorgung deutlich verbessert, dank hoher Investitionen der Mobilfunkanbieter und der Deutschen Bahn AG, die mit ihrer DB Netz AG das gut 33.000 Kilometer große bundeseigene Schienennetz betreibt.

Der künftige Standard 5G soll den Mobilfunk in Zügen noch viel leistungsfähiger machen. Denn die Anforderungen an die Netze und die Datenraten nehmen rasant zu. Experten erwarten, dass schon in acht bis zehn Jahren Übertragungsraten bis zu 5 Gigabit pro Sekunde und Zug notwendig werden, damit Reisende an Bord Telefon- und Datenverbindungen in dann üblicher Qualität erleben können. Das ist ein Vielfaches der mit heutiger LTE-Technologie möglichen Datenraten.

Förderprojekt der Regierung

Das Förderprojekt Gigabit Innovation Track der Bundesregierung soll ausleuchten, wie möglichst rasch und effizient mit 5G eine üppige Gigabit-Versorgung entlang der Gleise und in den Zügen realisiert werden kann. „Wir wollen das Netz schon heute für die Bedürfnisse von morgen und übermorgen rüsten“, sagt Verkehrsminister Volker Wissing. Sein Haus fördert das Projekt mit 6,4 Millionen Euro bis Ende 2024.

In gleicher Höhe beteiligen sich die Projektpartner an der Finanzierung. Neben der bundeseigenen Deutschen Bahn AG und DB Netz AG gehören dazu der Mobilfunkanbieter Telefónica Germany GmbH & Co. KG, die Ericsson GmbH und die Vantage Towers AG, ein Betreiber von Funkmasten. Die Projektergebnisse sollen der Politik helfen, den 5G-Ausbau entlang der Schiene und dessen Finanzierung zu konzipieren. Darauf darf man gespannt sein. „In einem einzigen ICE sitzen bis zu 900 Fahrgäste, es geht also darum, quasi eine kleine Stadt sicher mit Mobilfunk zu versorgen, und das bei Geschwindigkeiten von bis zu Tempo 300 und auch in Tunneln“, beschreibt ein DB-Sprecher die technische Herausforderung. Dafür ist beim 5G-Standard noch mehr Aufwand nötig. Denn die Übertragung ist zwar leistungsfähiger, die Reichweiten sind aber geringer als beim heutigen 4G-Mobilfunk.

Ein Funkmast pro Gleis-Kilometer

„Ein Funkmast kann nur rund einen Kilometer Bahnstrecke versorgen“, sagt der Experte. Die Folge: Entlang der Schienen werden deutschlandweit mindestens rund 20.000 weitere Funkmasten gebraucht. Es könnten sogar noch viel mehr werden, falls jeder der drei großen Mobilfunkanbieter in Deutschland für sein 5G-Netz eigene Masten errichtet. Zudem werden für den künftigen Bahnfunk „Future Rail Mobile Communication System“ (FRMCS) zusätzliche Masten benötigt. Diese Technik soll helfen, Züge künftig autonom ohne Lokführer fahren zu lassen.

Wie diese Infrastruktur ressourcenschonend aufgebaut werden kann, sollen die Projektpartner nun ausarbeiten. Für Praxistests wird auf einem gut zehn Kilometer langen Gleisstück in Mecklenburg-Vorpommern ein Versuchsfeld aufgebaut mit bis zu zehn innovativen Funkmasten unterschiedlicher Bauart. Sie sollen für eine lückenlose Gigabit-Ausleuchtung dieser Strecke sorgen.

Verschiedene Masten werden geprüft

Geprüft werden auch verschiedene Designs von Funkmasten. Erprobt werden auch Masten, die in die Erde geschraubt werden können, ohne dass wenig nachhaltige Beton-Fundamente gegossen werden müssen. Das könne Zeit und CO 2 sparen.

Offen ist, ob sich die großen Telefonanbieter – Deutsche Telekom, Vodafone und Telefónica – durchringen, Masten gemeinsam zu nutzen. Das Projektteam soll Vorschläge für Betreiber- und Kooperationsmodelle zwischen Bahn- und Mobilfunkindustrie sowie Funkmastbetreibern entwickeln. Bauzeit, Ressourcen und Kosten würden verringert, wenn Funkmasten gemeinsam, aber wettbewerbsneutral für FRMCS-Verbindungen sowie die 5G-Versorgung der Fahrgäste genutzt würden.

Lange ein großes Ärgernis

Der oft dürftige oder fehlende Mobilfunkempfang in deutschen Zügen war lange Zeit für Fahrgäste ein großes Ärgernis und ist es teils immer noch. Die Lage hat sich nicht zuletzt durch Kooperationsvereinbarungen verbessert. So bilanzierten DB und Deutsche Telekom unlängst, dass 97 Prozent aller ICE-Strecken bereits heute eine LTE-Versorgung mit 200 Mbit/s haben und der Ausbau eines lückenlosen Handynetzes entlang der Schiene schneller vorankomme als geplant. Die Telekom habe dafür 700 Funkstandorte modernisiert und 300 neue Masten errichtet.

DB und Telekom hatten im Juni 2021 vereinbart, das gesamte Streckennetz der DB bis Ende 2026 lückenlos mit leistungsfähigem Mobilfunk zu versorgen und dafür eine dreistellige Millionensumme zu investieren. Der Ausbau entlang der rund 7800 Kilometer Hauptverkehrsstrecken für ICE- und Intercity-Züge soll bis Ende 2024 abgeschlossen sein.

Weitere 13.800 Kilometer, auf denen jeweils jeden Tag mehr als 2000 Reisende unterwegs sind, sollen bis Ende 2025 versorgt sein, die restlichen rund 12.000 Kilometer bis Ende 2026. Die Ziele seien bereits weitgehend erreicht, hieß es. Übertragungsraten von 100 Mbit/s stünden für Telekom-Kunden nahezu auf dem gesamten DB-Streckennetz zur Verfügung, Funklöcher seien schneller als geplant gestopft worden.

Die Vorgaben übertroffen

Auch für Vodafone-Kunden hat sich die Lage verbessert, der Anbieter hat ebenfalls bereits viele Funklöcher an Schienenstrecken geschlossen. Die voriges Jahr vereinbarte Kooperation mit der DB sieht vor, dass bis 2025 lückenloses Telefonieren und Surfen mit 225 Mbit/s möglich sein soll und dafür Hunderte neue Mobilfunkstationen an den Gleisen errichtet werden. Vodafone will die ICE-Strecken als erster Anbieter zudem bis 2025 großflächig mit 5G+ versorgen. Bahnreisende sollen dann von hohen Bandbreiten und erstmals auch von extrem niedrigen Reaktionszeiten profitieren, die bei Videospielen wichtig sind.

Der DB-Konzern betont, dass die mit der Telekom und Vodafone vereinbarten Ziele deutlich über die von der Bundesnetzagentur festgeschriebenen Ausbauverpflichtungen hinausgehen. Die DB stellt für den Mobilfunkausbau Infrastruktur wie Grundstücke, Anschlüsse an Glasfaserleitungen oder Flächen auf Gebäuden und an Mobilfunkmasten bereit. Allein mit der Telekom wurden dafür Hunderte Verträge geschlossen.

Tunnel besonders knifflig

Besonders anspruchsvoll ist es, die vielen Eisenbahntunnel für den Mobilfunkempfang auszurüsten. Denn Funksignale von Masten reichen nur teils in die Röhren hinein. In langen und gekrümmten Tunneln müssen zusätzliche Mobilfunkantennen eingebaut und dafür aus Sicherheitsgründen die Anlagen für den Zugverkehr gesperrt werden.

Schwierig sind laut der Bahn auch Streckenabschnitte, an denen strenge Vorgaben von Natur- oder Denkmalschutz zu beachten sind, der Platz für Funkmasten knapp ist oder steile Abhänge oder Böschungen das Bauen erschweren.