Forschung
Industrie27. Januar 2022 | Lisa Underberg | 
Einstieg
Was sind eigentlich Frequenzbänder?
Als Frequenzband wird ein begrenzter Abschnitt im elektromagnetischen Spektrum bezeichnet. Eine elektromagnetische Schwingung wird in erster Linie durch ihre Wellenlänge beschrieben. Je größer die Wellenlänge – also der Abstand zwischen beispielsweise zwei Maxima -, desto kleiner ist die Frequenz, welche in der Einheit Hertz ( \textrm{Hz} = \frac{1}{\textrm{s}}) angegeben wird. Eine Frequenz f = 2,4 \textrm{GHz} bedeutet beispielsweise 2400 Millionen Schwingungen pro Sekunde und eine Wellenlänge von \lambda = 12,5 \textrm{cm}. Wellenlänge \lambda und Frequenz f hängen über die Lichtgeschwindigkeit c zusammen: c = \lambda \cdot f. Die zweite Eigenschaft, die eine Schwingung beschreibt, ist die Auslenkung der Minima und Maxima, welche als Amplitude bezeichnet wird.
Das elektromagnetische Spektrum ist kontinuierlich und beginnt prinzipiell bei 0 Hertz und ist nach oben unbegrenzt. Für drahtlose Kommunikation werden dabei typischerweise Frequenzen zwischen 80 MHz (z.B. FM-Radio) und 30 GHz (Satelliten-Erde-Verbindungen) verwendet. Die Frequenzen von sichtbarem Licht liegen zwischen 385 THz (rot) und 789 THz (blau) und sind damit um etwa den Faktor 13.000 größer. Die Frequenz von Röntgenstrahlung ist sogar bis zu zwei Millionen mal größer!
Anhand eines Frequenzbandes kannst du direkt auf dessen mögliche Nutzung schließen. Die Nutzungsoptionen basieren nämlich häufig auf der maximalen Reichweite. Und möchte man die Reichweite eines Funksystems abschätzen, so sind zwei Faktoren prägend: Die Frequenz und die Sendeleistung. Je größer eine Frequenz, desto kleiner ist ihre Reichweite. Diesen Effekt kennen wir aus unserem Alltag: Mit unserem FM-Radio im Auto oder unserem DVB-T2-Empfänger am Fenster können wir selbst dutzende Kilometer vom nächsten Sender entfernt das Rundfunkprogramm empfangen, während unser heimisches WLAN-Netz spätestens bei der nächsten Straßenkreuzung unsichtbar wird. Dieser Effekt wird durch die von der Bundesnetzagentur erlaubte Sendeleistung verstärkt. In allgemein nutzbaren, also lizenzfreien Frequenzbändern sind in der Regel kleinere Sendeleistungen erlaubt als beim öffentlichen Rundfunk. Dies dient dazu, dass die lizenzfreien Bänder von möglichst vielen Nutzer*innen gleichzeitig genutzt werden können, während Rundfunk möglichst viele Nutzer*innen in guter Qualität erreichen soll.
In der Öffentlichkeit werden im Moment oft die Frequenzbänder, welche für Campusnetze verfügbar sind, erwähnt. Hierbei handelt es sich um das Frequenzband 3,7 – 3,8 GHz, für das die Bundesnetzagentur seit Ende 2019 Lizenzen vergibt, sowie das sogenannte mm-Wave-Band 24,25 – 26,75 GHz, für das eine Antragstellung seit Mitte 2021 möglich ist. Wenn Sie an weiteren Infos dazu interessiert sind, schauen Sie bei unserem Beitrag Was sind eigentlich Frequenzbänder? vorbei.
Und zum Abschluss noch ein Gedankenanstoß: Anders als Ressourcen wie Öl, Gold oder Kohle, die auf unserem Planeten zwar begrenzt sind, aber von denen immer wieder neue Vorkommen entdeckt werden, ist die Ressource „Frequenzband“ bereits jetzt spürbar knapp… und rein physikalisch kann es kein “neues” elektromagnetisches Spektrum geben. Man erinnere sich nur an die pro MHz gezahlten Summen bei der Versteigerung von Mobilfunkfrequenzen!
