5G bezeichnet einen neuen technischen Standard für Mobilfunknetze der fünften Generation und stellt die Weiterentwicklung der früheren Standards GSM, UMTS und LTE dar.

Wesentliche neue Möglichkeiten im 5G-Standard sind Latenzzeiten von unter einer Millisekunde und Datenraten bis 10 Gigabit pro Sekunde, was eine mindestens zehnfache Steigerung gegenüber 4G darstellt und damit das Anwendungsmöglichkeiten deutlich erhöht.

Aufgrund ihrer konkreten Leistungsmerkmale ist die 5G-Technologie Basis auch für spezielle Lösungen in den Bereichen Steuerung von und Kommunikation zwischen Maschinen (z. B. Industrie 4.0) sowie für ferngesteuerte und autonom fahrende Fahrzeuge.

Alle bereits für den Mobilfunk früherer Generationen (z. B. UMTS, LTE) verfügbaren Frequenzbereiche zwischen 700 Megahertz und 2,6 Gigahertz können grundsätzlich auch für 5G genutzt werden. Aufgrund der erforderlichen hohen Bandbreiten für einige 5G-Anwendungen sind weitere Frequenzen notwendig. Daher wurde im Frühjahr/Sommer 2019 das Frequenzband von 3,4 bis 3,7 Gigahertz für bundesweite Nutzungen durch öffentliche Mobilfunknetze versteigert. Beim laufenden 5G-Netzausbau kommen diese Frequenzen vor allem im städtischen Umfeld bzw. in Ballungszentren zum Einsatz. Frequenzen unterhalb von 1 Gigahertz werden aufgrund der konkreten Ausbreitungscharakteristik eher im ländlichen Bereich eingesetzt.

Daneben kann seit November 2019 das Frequenzband von 3,7 bis 3,8 Gigahertz ohne Versteigerung (im sog. Antragsverfahren) vergeben werden, das für örtliche nichtöffentliche Mobilfunknetze („Campusnetze“) mit Anwendungen in Land- und Forstwirtschaft, Wirtschaft und Industrie vorgesehen ist.

Darüber hinaus ist die Nutzung von Bändern im höheren Frequenzbereich („Millimeterwellen“) geplant und international und europäisch koordiniert. In Deutschland erfolgt die Frequenzvergabe im Bereich von 24,25 bis 27,5 Gigahertz, ebenfalls für nichtöffentliche Nutzung, im Antragsverfahren. Dieser Bereich ist für Kleinzellennetze oder für die Anbindungen von Basisstationen mit Richtfunkstrecken, also stark gerichteten Funkverbindungen zwischen zwei Stationen, vorgesehen.

Netzanbieter wie Telekom, Telefónica und Vodafone bauen seit 2019 ihre 5G-Netze auf, wobei der Fokus zunächst auf größeren Städten und Ballungszentren lag. Im Juli 2023 waren lt. Aussagen der Bundesnetzagentur 89 % der Fläche Deutschlands mit 5G versorgt. Gegenüber den Zahlen von 2022 entspricht das einem Zuwachs von ca. 38 %. Für Ende des Jahres 2023 plant auch die 1&1 den offiziellen Netzstart. Nähere Information findet man auf den Internetseiten der Mobilfunkbetreiber.

4G- und 5G-Netze werden, in Abhängigkeit von der Entwicklung des Marktes und den Planungen der Netzbetreiber, mittel- bis langfristig gemeinsam oder parallel betrieben. Derzeit werden auch die 4G-Mobilfunknetze weiter ausgebaut, um deren Kapazität zu erweitern und die Netzabdeckungen zu vergrößern bzw. zu verdichten.

Grundsätzlich sind die 5G-Sendeanlagen ähnlich aufgebaut, wie bisherige Sendeanlagen älterer Mobilfunktechnologien. Allerdings werden die zurzeit ausgebauten 4G-Netze sowie die zukünftigen 5G-Netze vermehrt sogenannte multiple Antennenfelder verwenden, die aus vielen rechnergesteuerten Antennenelementen bestehen (englisch „Multiple Input Multiple Output“ oder kurz MIMO). Dies erlaubt eine gezielte Versorgung einzelner Mobilgeräte durch das sogenannte Beamforming („intelligente Antennen“, s. u.), mit dem die Felder von Basis- und Mobilstationen für die Dauer der Übertragung aufeinander ausgerichtet werden.

5G-fähige Endgeräte sind bereits seit 2019 auf dem Markt. Das Angebot und die Gerätevielfalt wachsen kontinuierlich.

Bei den üblichen Verbraucherprodukten, wie etwa Smartphones, Smartwatches oder Tablets, gibt es keine relevanten Unterschiede zwischen den heutigen 4G- und 5G-Geräten. Letztere sind grundsätzlich abwärtskompatibel und schalten – je nach Netzabdeckung - automatisch zwischen 4G und 5G um. Geräte für spezielle, nur mit 5G mögliche Lösungen unterscheiden sich jedoch deutlich. Sie werden in Form von elektronischen Steckkarten in tragbaren Rechnern, Terminals, Messsonden, Maschinen und Robotern, Kameras, drahtlosen Mikrofonen sowie in vernetzten Fahrzeugen u. a. auftreten.

Prinzipiell ändern sich Art und Form der Signale, mit der die Information übertragen wird, von 4G auf 5G nicht wesentlich. Die größte Auswirkung der neuen Technik bei 5G bezüglich der elektromagnetischen Felder besteht darin, dass bei „intelligenten Antennen“ durch ein sog. „Beamforming“ (siehe Frage 2) zwischen einem Endgerät und der beteiligten ortsfesten Sendeanlage bessere Datenübertragungsraten und höhere Reichweiten möglich werden. Außerdem können sich bei Nutzung der Beamforming-Technik sehr kurze Datenpakete ergeben. Die Effektivität der Frequenznutzung und die Energieeffizienz der Übertragungstechnik verbessern sich erheblich, da die elektromagnetischen Felder vorwiegend dorthin gerichtet werden, wo sie zur Datenübertragung benötigt werden.

Dieser Begriff bezeichnet Antennensysteme zusammen mit der dafür erforderlichen Signalverarbeitungs- und Steuerungstechnik, deren Strahlungsdiagramm sich im Betrieb verändern und an aktuelle Anforderungen anpassen kann. Solche Antennen sind aus vielen einzeln ansteuerbaren Antennenelementen zusammengesetzt. Dadurch ermöglichen sie es, Strahlungsleistung zielgenauer abzugeben (sogenanntes „Beamforming“). Intelligente Antennen werden im öffentlichen Mobilfunk derzeit nur im „5G-Band“ bei 3,5 GHz eingesetzt. Die zielgenauere Abgabe der Strahlungsleistung kann im Vergleich mit anderen kapazitätssteigernden Maßnahmen zu geringeren Expositionen führen, weil weniger Leistung ungerichtet in die Umgebung abgegeben wird.

Die in Deutschland geltenden Grenzwerte sind in der Verordnung über elektromagnetische Felder (26. BImSchV) festgelegt. Sie gelten für ortsfeste Sendeanlagen mit einer Sendeleistung von 10 Watt EIRP oder mehr sowie für Anlagen geringerer Leistung an einem Standort mit einer Gesamtleistung von 10 Watt EIRP oder mehr. Die EIRP ist eine Rechengröße der Strahlungsleistung, welche neben der tatsächlich abgestrahlten Leistung auch die Richtwirkung der Antenne berücksichtigt.

Für ortsfeste Funkanlagen mit 10 Watt EIRP oder mehr pro Standort muss von der Bundesnetzagentur eine sog. Standortbescheinigung ausgestellt werden. In der Standortbescheinigung werden einzuhaltende Sicherheitsabstände ausgewiesen. Der Betreiber der Funkanlage hat sicherzustellen, dass sich keine Unbefugten in diesem Bereich aufhalten. Das Verfahren ist in der Verordnung über das Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder (BEMFV) verankert, welche mit der 26. BImSchV fest verzahnt ist. Sendeanlagen unter 10 Watt EIRP (insbesondere die Kleinzellen) benötigen zwar keine Standortbescheinigung, müssen aber der Bundesnetzagentur angezeigt werden, wenn Sie in einem öffentlichen Telekommunikationsnetz (hierunter fallen die üblichen Mobilfunknetze) betrieben werden. Erst Sendeanlagen unter 0,1 Watt EIRP werden nicht mehr reguliert, da hier selbst beim Zusammenwirken der Felder mehrerer solcher Anlagen keine Auswirkungen auf Mensch und Umwelt vermutet werden.

Werden bei Anlagen, deren Betrieb einer Standortbescheinigung bedarf, die Sicherheitsabstände eingehalten, so können die Grenzwerte nicht überschritten werden. Alle diese Regelungen gelten für 5G in gleicher Weise wie für die bisherigen Mobilfunknetze.

Bei Anlagen, deren Betrieb einer Standortbescheinigung bedarf, werden die Grenzwerte außerhalb der Sicherheitsabstände zu den Sendeantennen eingehalten. Dazu überprüft die Bundesnetzagentur vor dem Ausstellen der Standortbescheinigung, ob sich der Sicherheitsabstand im vom Betreiber kontrollierbaren Bereich befindet. Für die Einhaltung der Sicherheitsabstände ist der Betreiber verantwortlich.

Die Bundesnetzagentur kann bei solchen Anlagen vor Ort die Einhaltung der in der Standortbescheinigung festgelegten Werte überprüfen. Durch regelmäßig vorgenommene Messreihen ist die Wirksamkeit des Standortverfahrens dokumentiert.

Für 5G-Endgeräte gelten die gleichen gesetzlichen Vorgaben wie für die bisherigen Telekommunikationsendgeräte. Nach dem Funkanlagengesetz (FuAG) steht an oberster Stelle die Forderung nach Schutz der Gesundheit und Sicherheit von Menschen und Haus- und Nutztieren. Nur wenn die Geräte die gesetzlichen Vorgaben erfüllen, dass „keine […] Strahlungen entstehen, aus denen sich Gefahren ergeben können“, dürfen sie auf dem Markt bereitgestellt, in Betrieb genommen und genutzt werden.

Als zuständige Marktüberwachungsbehörde hat die Bundesnetzagentur vielfältige Befugnisse, sollte sie einen Verstoß gegen diese gesetzlichen Regelungen feststellen. Bei einfachen Verstößen wie einer unsachgemäßen Kennzeichnung des Gerätes dringt die Bundesnetzagentur auf eine Korrektur des Fehlers. Bei Funkanlagen, von denen eine Gefahr ausgeht, kann sie ein Verbot des Marktzugangs aussprechen bis hin zu einem Rückruf der gefahrbildenden Geräte.

Den Grenzwerten liegt der wissenschaftliche Kenntnisstand zu Wirkungen und Risiken hochfrequenter elektromagnetischer Felder zugrunde, nicht bestimmte technische Anwendungen. Sie gelten daher gleichermaßen für alle ortsfesten Anlagen, die solche Felder aussenden. Einzelheiten zur Ableitung sind in der folgenden Fragestellung dargestellt.

Es gibt keinen grundsätzlichen Unterschied zwischen elektromagnetischen Feldern bisheriger Mobilfunknetze und denjenigen von 5G-Sendeanlagen. Nach dem aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstand gehen von den elektromagnetischen Feldern, unabhängig von der genutzten Technik, bei Einhaltung der Grenzwerte keine gesundheitlichen Risiken aus. Wissenschaftlich nachgewiesen ist, dass die Aufnahme elektromagnetischer Felder durch den Körper zu einer Erhöhung der Gewebetemperatur führt (sog. „thermische Wirkung“). Grenzwerte stellen sicher, dass die Temperaturerhöhung so niedrig bleibt, dass keine gesundheitlichen Wirkungen auftreten. Die nennenswerte Neuerung ist, dass für 5G zukünftig zusätzlich zu den bereits durch verschiedene Funkanwendungen genutzten Frequenzen auch höhere Frequenzen im Bereich der Millimeterwellen genutzt werden. Mit steigender Frequenz sinkt die Eindringtiefe, deswegen wird sich die thermische Wirkung an der Körperoberfläche konzentrieren.