5G: Zwingend notwendig für das Internet der Dinge von morgen

Der Kühlschrank bestellt online die zu Ende gehende Butter im Supermarkt. Die Waschmaschine kontaktiert den Wartungsdienst per E-Mail, weil die Abflussgeschwindigkeit des Wassers abnimmt. Der Geschirrspüler kommuniziert selbstständig mit der Photovoltaikanlage am hauseigenen Dach, um den optimalen Zeitpunkt für das Waschen des dreckigen Geschirrs zu bestimmen. Diese beschriebenen Situationen könnten aus einem Science-Fiction-Roman entsprungen, aber auch sehr bald Realität sein.

Das Internet der Dinge bezeichnet eine Technologie, die es ermöglicht, virtuelle und physische Gegenstände miteinander kommunizieren zu lassen. Dafür benötigen wir jedoch eine entsprechend leistungsstarke Datenübertragungstechnologie. Das scheint 5G zu sein, und 5G ist nichts anderes als die 5. Generation drahtloser Breitbandtechnologie.

Wo Veränderungen absehbar sind, steigen gleichzeitig die Befürchtungen von Menschen, die davon betroffen sein könnten. Im Internet mehren sich die Berichte über die gefährlichen und gesundheitsschädlichen Auswirkungen der 5G-Technologie, die 2020 an den Start gehen wird. Über die Versteigerung der Lizenzen wurde in den Medien sehr viel berichtet. Das erregt natürlich Aufmerksamkeit. Mehr Sendemasten müssen aufgestellt werden, um diese Technologie auch funktionsfähig zu machen. Wenn ich nun davon ausgehe, dass Sendemasten per se negativ für mich sind, dann macht die Reaktion vieler Menschen schon Sinn. Schließlich kommt die Bedrohung sichtbar immer näher.

Wie realistisch ist eine Gefährdung?

Fakt ist, dass die 5G-Technologie massive Veränderungen hervorrufen wird. Selbstfahrende Autos, das Internet der Dinge und weitere Umbrüche werden durch diese Technologie erst möglich gemacht. Erste regionale Umsetzungen gibt es bereits, die als Versuchsballon dienen, um schlussendlich den breitflächigen Ausbau innerhalb der nächsten Jahre zu bewerkstelligen. Der technologische Sprung wird enorm sein, selbst wenn er in seiner Breite derzeit noch gar nicht abschätzbar ist.

Und es gibt ja tatsächlich Abertausende sich widersprechende Berichte und Forschungen zum Thema Handystrahlung oder Elektrosmog - Gefahren, die sich mit der neuen 5G-Technologie wohl noch verstärken sollen.

Um gefährlichem Halbwissen die Stirn zu bieten, lohnt es sich, die jeweils benutzten Begriffe genau zu definieren, da viele Kontroversen aus einem Unverständnis heraus entstehen.

Leider wird im deutschen Sprachgebrauch das Wort „Strahlen“ deckungsgleich mit dem Begriff „Funkwellen“ verwendet. Man kann Funkwellen aber nicht einfach mit dem Begriff „Strahlung“ gleichsetzen. Funkwellen lösen selten negative Emotionen aus. Strahlung dagegen ist immer negativ belegt im Volksmund. Fast jeder von uns musste sich schon einmal Röntgenstrahlen aussetzen und kennt das Prozedere. Strahlen haben etwas Gefährliches an sich, was in den Bildern von Fukushima oder Tschernobyl gipfelt. Doch Funkwellen und radioaktive Strahlen haben so viel miteinander zu tun wie Äpfel mit Birnen.

Funkwellen agieren in einem völlig anderen Frequenzbereich wie gefährliche Strahlung. Wenn wir nun zu stichhaltigen Antworten auf die oben gestellte Frage gelangen wollen, müssen wir diese Begriffe sauber definieren, um nicht Äpfel mit Birnen zu vertauschen. Andernfalls gelangt man zu völlig falschen Schlussfolgerungen, weil eben der Ausgangspunkt schon verkehrt war.

Unterscheidungsmerkmale von Funkwellen und Strahlung

Es ist wichtig, den Unterschied zwischen beiden Phänomenen zu kennen, wenn wir sinnvoll über sie diskutieren möchten. Leider machen sich die wenigsten Menschen die Mühe dieser Basisarbeit. Funkwellen sind nichts anderes als elektromagnetische Wellen, die sich ohne Führung frei im Raum ausbreiten. Sie sind eine Energieform, die man sehr leicht messen kann. Treffen diese Funkwellen auf eine Oberfläche, beispielsweise die menschliche Haut, dann wird diese erwärmt. Das nennt man thermische Energie. Nun stellt sich die Frage, wie viel thermische Energie durch Funkwellen erzeugt wird und ob diese Funkwellen unserem Körper in Form von Hitze gefährlich werden können.

Uns ist allen bewusst, höchstwahrscheinlich vom Griff auf die Herdplatte, dass übermäßige Erhitzung unserer Haut schädlich ist. Schwere Verbrennungen bis hin zum Tod sind mögliche Folgen. Das benötigt jedoch sehr viel Energie. Eine Herdplatte ist andererseits auch durchaus nützlich, wenn ich ein Essen zubereiten möchte.

Ein weiteres Beispiel, das noch besser in unseren Kontext passt, ist die Mikrowelle. Hier wird unsere Nahrung „bestrahlt“, so dass wir ein warmes Mahl innerhalb kürzester Zeit in Händen halten können. Vor dieser Form der Strahlung sind wir durch die Bauweise der Mikrowelle sehr gut geschützt, so dass sie uns nichts anhaben kann. Es wird eine hohe Leistung benötigt, um die Temperatur dermaßen schnell zu ändern.

Nun können wir Analogien zum Handy herstellen. Diese mobilen Geräte werden ebenfalls warm, wenn wir sie benützen oder mit ihnen telefonieren. Jeder von uns hat dies schon einmal am eigenen Ohr festgestellt. Im Vergleich zur Mikrowelle ist die Leistung des Handys jedoch viel geringer, sonst würden unsere Ohren mehrheitlich gegrillt werden, was glücklicherweise nicht der Fall ist.

Die Leistung der Funkwellen ist sehr leicht mess- und bestimmbar. Demzufolge gibt es Höchstgrenzen, die von der produzierenden Industrie penibel eingehalten und unterboten werden müssen. Nachdem wir mit einem Handy weitaus öfter und länger in Berührung kommen als mit einer Mikrowelle, sind die Bestimmungen der Höchstwerte weitaus strenger. Deshalb kann die menschliche Haut durch Berührung mit dem Telefon auch nicht in solch einem Ausmaß erwärmt werden, dass nachhaltige Schäden entstehen, auch wenn verschiedene Internetvideos dies nahelegen. Dies ist der thermische Aspekt von Funkwellen.

Es gibt jedoch noch einen anderen Aspekt, und das ist die athermische Energie. Ist athermische Energie vielleicht sogar gefährlicher als thermische Energie?

Tatsächlich berufen sich die Kritiker der 5G-Technologie mehrheitlich auf diesen Aspekt der Energie und zitieren verschiedene Studien, die die Gefahr dieser Energieform nachgewiesen haben. Mir ist jedoch keine Studie zu diesem Thema bekannt, die der wissenschaftlichen Überprüfung nachhaltig standgehalten hat, wenn es um die gesundheitsschädigenden Auswirkungen athermischer Energie gegangen ist. Oftmals schlichen sich Rechenfehler ein, die zu völlig falschen Ergebnissen führten. Andere Berechnungen wiederum konnten nicht repliziert werden, sprich: Unter gleichen Versuchsbedingungen müssen gleiche Ergebnisse erzielt werden. Dies ist einer der Grundpfeiler des wissenschaftlichen Arbeitens. Andernfalls kann eine Studie nicht ernst genommen werden.

Wie der Name schon sagt, geht es bei der athermischen Energie nicht um Wärme. Kritiker meinen, dass die 5G-Technologie maßgeblichen Einfluss auf die Kommunikation unserer Zellen habe. Diese werden durch die athermische Energie gestört. Das Gefährliche daran sei, dass wir das nicht merken würden. Wenn dies der Fall wäre, wäre es auf Dauer tatsächlich gesundheitsschädlich, dass wir uns dieser Belastung auszusetzen.

Die Gefahr, die diese oben angesprochenen Studien in der athermischen Wirkung sehen, ist ihre – scheinbare – Fähigkeit, auf die Kommunikation unserer Zellen Einfluss zu nehmen. Kurz gesagt, wird in der Mehrzahl dieser Studien davon ausgegangen, dass die Spannung zwischen unseren Zellen von der athermischen Energie negativ beeinflusst wird. Diese Spannung zwischen unseren Zellen sorgt dafür, dass sie miteinander Informationen austauschen können. Dass das Funktionieren dieses Informationsaustausches enorm wichtig ist, liegt auf der Hand, zumal dadurch unser gesamtes Stoffwechselsystem beeinflusst und erst ermöglicht wird.

Wenn nun die athermische Energie von außen Einfluss nimmt, kann sich das nicht positiv auf das Gesamtsystem auswirken. Die Kommunikation kommt ins Stocken und wird im schlimmsten Fall sogar völlig eingestellt.

Ich gebe zu, auf den ersten Blick machen diese Aussagen Sinn. Doch auf den zweiten auch?

Sehen wir es uns einmal aus der physikalischen Perspektive an. Nachdem die Spannungen zwischen den Zellen extrem klein sind, ist die Feldstärke sehr groß. Die elektrische Feldstärke ist nichts anderes als ein Maß für die Intensität des elektrischen Feldes. Wenn die Spannung durch die Entfernung dividiert wird, erfahren wir, wie groß diese tatsächliche Feldstärke ist. Eine kleine Spannung geteilt durch eine kleine Entfernung ergibt eine wesentlich größere Feldstärke als eine große Spannung geteilt durch eine große Entfernung.

Nun sind wir an einem entscheidenden Punkt: Dadurch, dass die Feldstärke unserer Zellkommunikation, unserer Zellen, so groß ist, würde es ein noch größeres Energiepotenzial benötigen, um überhaupt Einfluss auf sie zu nehmen. Gleichzeitig würden wir durch diese Energiezunahme relativ schnell im thermischen Bereich landen, weil wir Wärme erzeugen. Wir würden die Zellkommunikation zwar beeinflussen, doch gleichzeitig würden wir die Zellen durch die Hitze zerstören. Somit ist eine athermische Beeinflussung unserer Zellen aus rein mathematisch-logischen Aspekten zu verneinen.

Welche Chancen hält 5G nun für uns bereit?

Aus technischer Sicht ist 5G revolutionär sowie notwendig, denn unsere Gesellschaft unterliegt einem großen Datenhunger. Fragen Sie sich dazu selbst, wie es Ihnen beim letzten Streaming oder Online-Gaming ging, als der Datentransfer nicht ausreichend vorhanden war. In den unpassendsten Situationen merken wir plötzlich, wie oft und ausgiebig wir Unmengen von Daten nutzen und deren Verfügbarkeit als selbstverständlich ansehen.
 
Während 3G bei nur 42 MBit wohl beinahe ausgedient hat, ist auch das 4G mit seinen 1000 MBit (1 GBit) dem 5G weit unterlegen. Denn in den Anfangsphasen des 5G soll dessen Leistung zwischen 1 bis 3 GBit liegen und in späteren Phasen sogar 10 GBit übersteigen können.

Eine weitere Besonderheit, die 5G deutlich von seinen Vorgängern unterscheidet, liegt zudem in der Nutzung der Millimeter-Wellen-Technologie (Millimeter Wave Technology). Alltags-Geräte werden sich damit in größerem Umfang ins Smart Home einbinden lassen, und selbstfahrende Autos beispielsweise könnten dann realisiert werden, die ohne 5G-Echtzeit-Unterstützung nicht straßentauglich wären.

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