Wireless Local Area Networks (WLANs)

In den Diskussionen rund um 5G gehen lizenzfreie Sender mit Leistungen unter 6W ERP häufig vergessen. Solche Anlagen befinden sich in der Regel nahe am Menschen. Sie sind zwar omnipräsent, aber so kompakt, dass sie im Gegensatz zu deutlich weniger Mobilfunksendern nicht störend auffallen. Praktisch alle Büros, Haushalte, Einkaufszentren, Flughäfen, Bahnhöfe, Hotels und Spitäler nutzen WLANs.

WLAN Access Points (APs) strahlen auf dem lizenzfrei verfügbaren Frequenzband um 2,4 GHz mit 100 mW und auf dem ebenfalls frei zugänglichen 5-GHz-Band mit 200 mW Sendeleistung. WLANs sind sehr populär und stossen insbesondere an Orten intensiver Nutzung schnell an ihre Grenzen.

Besonders das 2,4-GHz-Band wird auch von anderen Anwendungen wie Bluetooth genutzt. Das 5 GHz-Band ist ebenfalls weitgehend belegt, da auch hier die Datenvolumen mit der Anzahl Nutzer steigen. Daher weicht die neueste Evolutionsstufe Wi-Fi 6E auf das 6-GHz-Band aus, das allein in den USA vollumfänglich und in Europa nur zum Teil verfügbar ist. Hier wird es für 5G und das künftige 6G favorisiert.

Die Herausforderung der WLAN-Entwickler besteht darin, trotz tiefer Sendeleistung und vollen Frequenzbändern hohe Bandbreiten sicherzustellen. Dies geschieht ähnlich wie in Mobilfunknetzen durch weiter entwickelte Modulationsverfahren sowie durch parallele Datenströme über mehrere Antennenpaare dank MIMO (Multiple Input, Multiple Output). Winzig kleine Antennen im Smartphone oder Notebook werden hier mit den Pendants im WLAN-AP gekoppelt und erreichen Geschwindigkeiten im Bereich einiger Gbit/s.

Ähnlich wie WLANs sind auch DECT-Sender und -Telefone weit verbreitet und nahe beim Menschen. Der DECT-Standard blieb in seinen Grundzügen seit den späten 1980er-Jahren praktisch unverändert und ist primär auf Robustheit und Empfangssicherheit ausgelegt. DECT sendet im Frequenzbereich von 1880 bis 1900 MHz und verwendet ein gepulstes Sendesignal mit einer Wiederholungsfrequenz von 100 Hz. DECT nutzt 24 Kanäle in einem Zeitschlitzverfahren und bietet Reichweiten bis zu 300 Meter im Freien und 50 Meter in Gebäuden. Es wird daher gerne zum Telefonieren auf einem Campus verwendet, ob im Kleinbüro, im Handel, in Kliniken oder daheim.

Die Emissionen haben sich jedoch gegenüber den mobilen Frühzeiten deutlich verringert. Während die starke gepulste Strahlung von DECT-Sendern früher bis zu 2 W betrug, sind heute nur noch Strahlungsleistungen bis zu 250 mW zugelassen. Moderne DECT-Sender und -Geräte können ihre Sendeleistung zudem stufenweise regeln, sodass die mittlere Strahlungsleistung beim Endgerät während eines Telefonats nur noch rund 10 mW beträgt, im Ruhezustand sogar nur 2,5 mW.

Tiefere Sendeleistungen bedingen – wie bei WLANs auf einem Campus oder in einem grossen Gebäude – allerdings auch mehr Sender, um alle Mitarbeitenden sicher zu erreichen. Dabei ist die effektive Belastung am Kopf von der Entfernung des DECT-Handgeräts von der Basisstation sowie vom Abstand des Handgeräts vom Kopf abhängig. Einige wenige DECT-Handys besitzen eine 3,5-mm-Buchse zum Anschluss eines kabelgebundenen Hörers mit Mikrofon.