- Japanische Unternehmen entwickeln und installieren transparente Glasantennen, die an der Innenseite von Gebäudefenstern angebracht werden, um die 5G-Abdeckung zu erweitern, ohne das Stadtbild oder die Gebäudefassaden zu beeinträchtigen
- Da 5G Frequenzbereiche nutzt, die höher sind als bei 4G, wird die Versorgungsreichweite einer einzelnen Basisstation kleiner; japanische Mobilfunkanbieter bauen daher wegen fehlender Installationsorte und hoher Ausbaukosten das Teilen von Infrastruktur aus
- Der in Tokio ansässige Telekommunikationsanbieter JTower hat im vergangenen Monat eine Glasantenne installiert, an deren Entwicklung AGC und NTT Docomo beteiligt waren; der erste Installationsort ist ein Fenster in Shinjuku in Tokio
- WAVEANTENNA von AGC besteht aus transparentem leitfähigem Material und transparentem Harz, die zwischen zwei Glasscheiben eingebettet sind, und ist für 3,7–4,5 GHz im 5G-Sub6-Band optimiert
- Fensterantennen erweitern die Auswahl an Standorten und Höhen für Basisstationen; AGC setzt 5G-Glasantennen auch in Autos ein und hat dafür Anwendungsfälle wie den On-Demand-EV-Mietdienst Halo.Car in Las Vegas gewonnen
Transparente Antennen machen Fenster zu 5G-Versorgungsbereichen
- Seit der Beginn der Einführung von 5G im Jahr 2018 oder 2019 hat sich die Technik weltweit auf Hunderte Millionen Nutzer ausgebreitet
- Sie bietet eine geringere Latenz als frühere Netzgenerationen, benötigt aber mehr Basisstationen, um dasselbe Gebiet abzudecken
- Japanische Unternehmen entwickeln transparente Glasantennen, damit Fenster als von mehreren Mobilfunkanbietern gemeinsam nutzbare Basisstationen dienen können, ohne die Zahl sichtbarer Geräte in gemeinsam nutzbaren Flächen zu erhöhen
Warum der 5G-Ausbau Gebäudefenster ins Visier nimmt
- 5G-Netze umfassen höhere Frequenzbereiche als 4G
- Basisstationen, die höhere Frequenzen nutzen, haben einen kleineren Abdeckungsbereich und müssen daher dichter installiert werden als bei 4G
- Japanische Mobilfunkanbieter setzen wegen fehlender Installationsorte und der Kosten des 5G-Ausbaus verstärkt auf Mobile-Infrastructure-Sharing
Erste Installation von JTower, AGC und NTT Docomo
- Der in Tokio ansässige Telekommunikationsanbieter JTower kündigte im vergangenen Monat die Installation einer neuen Glasantenne an
- Der Glashersteller AGC und der Mobilfunkanbieter NTT Docomo waren an der Entwicklung dieser Antenne beteiligt
- Die erste Antenne wurde an einem Fenster im Tokioter Stadtteil Shinjuku installiert
- Shota Ochiai, Marketingmanager bei AGC, beschrieb das Produkt als weltweit erste Antenne, die an der Innenseite von Gebäudefenstern befestigt wird, den Außenbereich zum Versorgungsgebiet macht und dabei Stadtbild und Gebäudefassade nicht beeinträchtigt – eine Antenne, die Fenster in Basisstationen verwandelt
Aufbau und Funktionsweise der transparenten Antenne
- Die Antenne basiert auf transparentem leitfähigem Material
- Sie ist so aufgebaut, dass transparentes leitfähiges Material und eine Art transparentes Harz, wie es in laminierten Windschutzscheiben für Autos verwendet wird, zwischen zwei Glasscheiben eingebettet werden
- Kentaro Oka von AGC sagt, die Idee, transparentes leitfähiges Material als Antenne zu verwenden, habe es zuvor nicht gegeben; durch das Einbringen des leitfähigen Materials zwischen Glasscheiben sei die Haltbarkeit der Antenne deutlich gestiegen
- Da sie passend zur Glasdicke konstruiert werden kann, lassen sich Dämpfung und Reflexion der Funksignale verringern, die ein fenstergroßes Gerät absorbiert und abstrahlt
- Die proprietäre Technologie von AGC mindert Störungen der Ausbreitungsrichtung von Funkwellen, die beim Durchgang durch ein Fenster entstehen
Merkmale und Frequenzen von WAVEANTENNA
- Der Produktname von AGC lautet WAVEANTENNA; sie wird auf der Innenseite von Fenstern installiert
- Abgesehen vom Kabel fällt sie kaum auf und wird üblicherweise außerhalb des direkten Sichtfelds platziert, etwa oben am Fenster oder am Rand
- WAVEANTENNA ist mit dem 5G-Sub6-Band kompatibel, also mit Signalen unterhalb von 6 GHz
- Sub6-Antennen nutzen niedrigere Frequenzbereiche, die Barrieren wie Wände und Gebäude besser durchdringen, und sind daher ein wichtiger Bestandteil des 5G-Ausbaus
- Dieses Band unterscheidet sich vom Millimeterwellenbereich von 5G, der höhere Bandbreiten bietet
Produkthistorie und Version für geteilte Nutzung
- Laut AGC wurde eine frühe Version dieses Produkts 2020 eingeführt
- Eine Version, die von mehreren Mobilfunknetzen gemeinsam genutzt werden kann, wurde im vergangenen Jahr eingeführt
- AGC gibt an, dass die Antenne für das Band 3,7–4,5 GHz optimiert ist
- Dieses Band bietet beträchtliche Bandbreite, entspricht aber nicht dem Niveau, das ein idealer 5G-Ausbau mit Millimeterwellen erreichen kann
- Millimeterwellen können in der Regel Bandbreiten von 10–50 GHz bieten
Mehr Installationsorte und Einsatz im Auto
- Je wichtiger Infrastructure-Sharing für Mobilfunkanbieter wird, desto stärker können Glasantennen zur Erweiterung der 5G-Abdeckung genutzt werden
- Das Gerät erhöht nicht nur die Zahl möglicher Standorte für Basisstationen, sondern erleichtert auch die Wahl einer geeigneten Installationshöhe
- AGC hat 5G-Glasantennen auch in Autos eingesetzt und geht davon aus, dass sie dabei helfen können, Signalabbrüche zu reduzieren
- Ein Anwendungsfall ist der On-Demand-EV-Mietdienst Halo.Car in Las Vegas, der auf Hochgeschwindigkeitsnetze angewiesen ist, damit Remote-Fahrer Fahrzeuge zu Kunden bringen können
1 Kommentare
Meinungen auf Hacker News
Ich bin für unauffälligere Mobilfunkantennen, aber in diesem Fall wirkt es, nur nach den Fotos zu urteilen, nicht gerade transparent oder harmlos.
Man könnte die Anschlüsse weniger sichtbar machen, ohne freiliegende Koaxialkabel, ohne ein zusätzliches Fenster auf das Fenster zu setzen, und die leitfähigen Bereiche transparenter gestalten, aber im Moment sieht es eher nur als Proof of Concept nützlich aus.
Man muss sehen, wie ein kommerzielles Produkt aussehen wird, und da auf einem Mast normalerweise Dutzende Antennen sitzen, werden wohl nicht alle so aussehen können.
Wenn man Menschen wegen Strahlungsemissionen nicht näher als 3 m heranlassen darf, sollte man vermutlich auch nicht einfach durch dieses Fenster nach draußen schauen.
Glasfassaden verwenden fast immer Low-E-Glas, um zu verhindern, dass das Gebäude zu einem riesigen Gewächshaus wird; dieses Glas blockiert 5G-Frequenzen sehr effektiv[1].
Zusammen mit der kurzen Funkreichweite von 5G macht das die Suche nach Orten, an denen 5G-Antennen installiert werden können, ziemlich schwierig.
Dieses Produkt erlaubt es Netzbetreibern, Antennen an der Innenseite einer Gebäudefassade anzubringen und trotzdem Außenabdeckung bereitzustellen, wodurch Kosten und Aufwand für die Installation von 5G-Masten deutlich sinken.
Empfindliche Ausrüstung kann in normalen Hohlräumen eines Gebäudes untergebracht werden, große und hässliche wasserdichte Gehäuse sind nicht nötig, und auch die Notwendigkeit sinkt, die Abdichtung des Gebäudes zu durchdringen, um Kabel zu einer Außenantenne zu führen.
Damit das funktioniert, dürfte einiges an Abstimmung nötig gewesen sein, damit das Low-E-Fenster selbst, an dem die Antenne angebracht ist, Teil des Hochfrequenzdesigns wird.
Dass die physische Antenne aus Glas besteht und teilweise transparent ist, ist eigentlich weniger interessant; wahrscheinlich wurde Glas gewählt, weil es sehr steif ist und sich damit der Abstand zwischen leitfähigen Teilen und Fenster konstant halten lässt, sodass die richtige Funkkopplung leichter zustande kommt.
[1] https://www.ranplanwireless.com/gb/resources/low-e-glass/
Aber nicht jeder Standort muss so aussehen; hier geht es eher um eine Small Cell, die die Abdeckung im Gebäudeinneren oder in ein paar Straßen in der Nähe verbessern soll.
Die Sendeleistung ist auch viel niedriger und unterscheidet sich kaum von einer WLAN-Basisstation; Menschen werden also nicht gegart, nur weil sie näher herangehen.
„innocuous“ bedeutet harmlos, „inconspicuous“ bedeutet unauffällig oder nicht ins Auge fallend.
Der Hintergrund dahinter ist flach, und man sieht nur ein oder zwei Linien; dafür wirkt es keineswegs übermäßig auffällig.
Selbst inklusive der Speiseleitungsanordnung ist es vielleicht nichts für extrem hochwertige Verstecklösungen, sieht aber für die meisten Orte völlig ausreichend aus.
Wenn man an die möglichen Alternativen in Städten und kommerziellen Flächen denkt, ist das eine ziemlich große Verbesserung.
Am meisten interessiert mich die Ausgangsleistung.
Ich frage mich, wie viel gesendet werden kann, wenn Joe aus der Buchhaltung 8 Fuß entfernt sitzt, und wie sich das von typischen an Gebäuden oder Masten montierten Antennen unterscheidet.
Außerdem ist wichtig, für welche Frequenzen diese Antenne gedacht ist.
5G kann in mehreren Bändern arbeiten, daher würde ich gern wissen, ob es sich um Millimeterwellen-Equipment oder um niedrigere Bänder handelt.
Ich glaube, dass Menschen, die Möglichkeiten und Potenzial sehen, die Welt bewegen.
In Gebäuden gibt es viele Stellen, an denen ein etwas dunkleres Glaspanel nicht besonders fehl am Platz wirkt, und es ist viel besser als ein großer, hässlicher, undurchsichtiger Plastikkasten.
Besonders wenn ein Architekt es richtig integriert, kann es sehr unauffällig gestaltet werden, auch wenn es nicht zu 100 % transparent ist.
Viele Gebäude haben auch Glaspaneele abseits von Laufwegen, etwa hohe Fenster, Deckenbereiche oder Technikzonen.
Wäre es möglich, Mobilfunkanbieter abzuschaffen, indem Freiwillige ein Mesh-5G-Netzwerk aufbauen, das seine eigene Konnektivität bereitstellt?
Über die Jahre gab es viele Versuche, aber manche änderten wie Meraki die Richtung, oder gingen wie Common Networks pleite und verkauften ihre Assets an bestehende Internetanbieter.
Das größte Hindernis ist, dass es für Amateure nicht einfach ist, leistungsfähige Sender zuverlässig zu betreiben, und dass die Vergütung pro Sender nicht besonders hoch ist.
Man kann Internetanbieter für Privathaushalte als Beispiel nehmen, aber dasselbe gilt auch für Mobilfunknetze.
Je stärker das Netz ein „Mesh“ ist, desto mehr Leute müssen sich die Einnahmen teilen, was das Problem verschärft.
Außerdem ist Zuverlässigkeit beim Internetzugang extrem wichtig.
Da Amateure nur schwer eine hohe Verfügbarkeit aufrechterhalten können, braucht ein dezentrales Mesh-Netzwerk, das tatsächlich Internetdienste bereitstellen soll, in einem bestimmten Gebiet viel Redundanz; dadurch sinken die Einnahmen pro Node noch weiter.
Am Ende braucht man ein Team von Technikern, die bei Problemen sofort losziehen, Nodes reparieren und optimieren — und genau das ist im Grunde die Arbeit eines Internetanbieters oder Mobilfunkbetreibers.
Bei Mesh-Netzwerken ist die Idee meist, dass Immobilienbesitzer die Nodes besitzen; im Modell bestehender Internetanbieter hingegen vermietet der Immobilienbesitzer an den Betreiber, dem die Nodes gehören.
Aus Sicht von Vermietern ist das vertrautere zweite Modell oft attraktiver.
Wenn man sich Wohnhäuser mit dichtem WLAN ansieht, ist es sehr überlastet, weil die Kanäle nicht zentral zugewiesen oder verwaltet werden.
Es wird zu einem rechtsfreien Raum, in dem jeder innerhalb der gesetzlichen Grenzen auf dem gewünschten Kanal und mit der gewünschten Sendeleistung funkt; ohne zentrale Verwaltung haben nur wenige eine gute Nutzererfahrung.
5-GHz-/6-GHz-WLAN ist deshalb brauchbarer, weil man die Signale der Nachbarn ganz natürlich weniger stark mitbekommt.
Wenn man auf 700 MHz/900 MHz/1,2 GHz heruntergeht, wie es bei vielen 5G-Deployments der Fall ist, bewegt man sich genau in die Gegenrichtung dessen, wohin WLAN zur Lösung dieses Problems gegangen ist.
Je niedriger die Frequenz, desto größer wird das Problem mit lauten Nachbarn.
Wenn man dann in einer Situation, in der Leute das Band nach Belieben sättigen, auch noch auf Mesh-Routing setzt, sinken Zuverlässigkeit und Effizienz der Datenübertragung stark.
Ein Mobiltelefon als Relay-Node zu verwenden, verbraucht enorm viel Akku und ist daher schon von Anfang an schwierig; letztlich müsste man darauf setzen, dass Freiwillige selbst kabelgebundene Basisstationen installieren.
Es gibt das freiwilligenbasierte LoRaWAN-Helium[0]-Mesh-Netzwerk, und vor etwa zwei Jahren wurde auch 5G hinzugefügt.
Es basiert jedoch auf Kryptowährung, und für Freiwillige, die in Funkgeräte und Antennen investieren, scheint es nicht profitabel zu sein. Zumindest dort, wo ich wohne, ist das so.
Ein Nachbar hat noch immer eine Helium-Antenne und ein Funkgerät auf dem Balkon montiert, aber sie sind offline, weil sich Kosten und Ertrag nicht rechnen.
Allerdings ist das LoRaWAN-Hardware aus der Zeit vor 5G; ich kenne niemanden, der die 5G-Version tatsächlich betreibt.
Technisch gefiel mir die Idee, aber das Projekt war stark auf Krypto-Token ausgerichtet und roch insgesamt nach web3, was mich abgeschreckt hat.
[0] https://en.wikipedia.org/wiki/Helium_Network
Erstens stellt sich die Frage, welche Frequenzen man nutzt.
Wenn man 2,4 GHz oder 5 GHz verwendet, werden Nachbarn, die WLAN nutzen, das nicht gut finden.
Es gibt auch das 6-GHz-Band, aber für größere Reichweiten ist es problematisch; 3,5 GHz CBRS ist vermutlich die beste Option, erfordert aber Frequenzzuteilung und eine Betreiberorganisation.
Die guten niederfrequenten Langstreckenbänder besitzen die Mobilfunkanbieter.
Zweitens ist die Reichweite von Heimroutern ziemlich kurz, vermutlich etwa 1 Meile.
Um eine Stadt abzudecken, bräuchte man sehr viele Nodes, und 5G-Router sind auch nicht billig.
Das bedeutet auch, dass man außerhalb der Stadt keinen Empfang hätte.
Die meisten Router sind für Innenräume gedacht; für ordentliche Abdeckung müssten sie draußen an Masten installiert werden.
Drittens bin ich mir nicht sicher, ob es bei 5G tatsächlich direkte Kommunikation zwischen Geräten gibt.
LTE-Direct gab es, wurde aber nicht implementiert; auch in der 5G-Spezifikation gibt es D2D, aber ich habe keine Implementierungen gefunden.
Auch viele etwas ältere Autos aus den 2000er- bis 2020er-Jahren hatten in Glas integrierte Antennen.
Die Idee selbst ist solide.
Antennen im Glas sind geschützt, lassen sich daher sehr dünn und fast unsichtbar machen und sehen besser aus als eine Shark-Fin- oder Stabantenne auf dem Dach.
Ich halte das eher für eine ästhetische als für eine ingenieurtechnische Entscheidung.
Technisch ließe sich das Problem auch mit einer kleinen Antenne auf dem Dach ausreichend lösen.
In Autos sind normalerweise mehrere Antennen integriert, etwa in der Heckscheibe.
Selbst für Dinge wie UKW-Radio gibt es an mehreren Stellen drei oder mehr Antennen, und der Empfänger schaltet auf das jeweils beste Signal um.
Eine einzelne Shark-Fin reicht nicht aus.
Ich würde gern eine Version sehen, die gleichzeitig als Notausgangsschild dient.
https://www.exitsignwarehouse.com/products/esw-el-r
Auch die neuen Hochgeschwindigkeitszüge in unserem Land verwenden eine ähnliche Technik, um den Mobilfunkempfang während der Fahrt zu verbessern.
https://press.siemens.com/global/en/pressrelease/obb-puts-fi...
In diesem Artikel geht es darum, Fenster als aktive Antennen zu verwenden.
Moderne Züge hingegen beginnen, durchlässige Fenster zu verwenden, durch die die Funkabdeckung von außen hindurchkommt.
Zugfenster sind zum Sonnenschutz metallbeschichtet, und leider blockieren sie dabei auch Funkwellen.
Obwohl „windows“ im Titel kleingeschrieben war, hat es einen Moment gedauert, bis mir klar wurde, dass es nicht um das Betriebssystem, sondern um Fenster geht
Im Italienischen bedeutet „file“ Schlange/Reihe, aber wenn ich irgendwo das Wort „file“ sehe, lese ich es als englischen IT-Begriff „Datei“
Das bringt mich jedes Mal ein wenig zum Schmunzeln
Wird das Signal nicht gestört, wenn man gegen das Glas klopft oder wenn Wind oder starker Regen darauf trifft?
Laut Artikel arbeitet diese Antenne aber nur in Bändern unter 5 GHz, und das ergibt deutlich mehr Sinn
Die meisten modernen Fenster verwenden eine Aluminiumbeschichtung zur Reflexion von UV-Strahlung; üblicherweise nennt man das Low-E-Glas
Diese Beschichtung dämpft Millimeterwellenfrequenzen sehr gut, sodass Fenster so ziemlich der schlechteste Ort in einem Gebäude für eine Antenne sind
Da die meisten Menschen jedoch kein Gigabit-WiFi auf ihrem Handy oder anderen Geräten benötigen, scheint echtes Millimeterwellen-5G derzeit vor allem für drahtloses Internet zu Hause genutzt zu werden
Würde das auch mit Peptidglas funktionieren?
“A self-healing multispectral transparent adhesive peptide glass”
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07408-x :
Transducer:
https://en.wikipedia.org/wiki/Transducer
https://news.ycombinator.com/item?id=41442489 :
In der Bildunterschrift steht: „Innenaufnahme eines rechteckigen Glasgeräts, das an einem Gebäudefenster angebracht ist; zwischen Gerät und Decke ist ein Kabel angeschlossen“
Aber das ist eindeutig ein KI-generiertes Bild
Wenn man die Reflexion der Lampe im Fenster betrachtet, überlappt sie mit dem Fensterrahmen
Da fragt man sich, ob es inzwischen Standard geworden ist, KI-generierte Bilder als echte auszugeben
Alcan Systems stellt ebenfalls 5G-Glasantennen her
Allerdings nutzt das Unternehmen LCD-Display-Technologie, um ein Phased Array zu bauen und die Signalrichtung dynamisch anzupassen
https://www.alcansystems.com/