Definition Was ist eine Small Cell?

Eine Small Cell ist eine Funkzelle, die nur einen kleinen Bereich abdeckt. Sie kommt in Mobilfunknetzen zum Einsatz, um die funktechnische Versorgung zu verbessern. In 5G-Mobilfunknetzen sind aufgrund der hohen Frequenzbereiche und der geforderten niedrigen Latenzzeiten sowie großen Bandbreiten viele Small Cells notwendig.

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Bei einer Small Cell handelt es sich um eine kleine Mobilfunkzelle, die niedrigere Sendeleistung als eine Makrozelle besitzt und einen kleineren Bereich funktechnisch versorgt. Small Cells werden beispielsweise eingesetzt, um die Mobilfunkkapazitäten in bestimmten räumlich begrenzten Bereichen mit hoher Geräte- oder Anwenderdichte zu verbessern.

Verwendung finden diese „Small Cell“-Funkzellen in Mobilfunknetzen mit GSM-, UMTS-, LTE- oder 5G-Übertragungstechnik. Der Versorgungsbereich einer Small Cell beträgt zwischen wenigen Metern bis hin zu einem oder zwei Kilometern. Die Small Cells werden in die Unterkategorien Femtozellen, Picozellen und Mikrozellen unterteilt. Ihr Einsatz ist sowohl innerhalb als auch außerhalb von Gebäuden möglich.

In Mobilfunknetzen der fünften Generation (5G) lassen sich viele geforderte Leistungsmerkmale nur mit Small Cells erfüllen. Im 5G-Umfeld wird die Small Cell oft als Smart Cell bezeichnet. Sie lässt sich massenhaft mit relativ geringem Aufwand installieren und ist flexibel nutzbar. Die kompakten Abmessungen einer Smart Cell und die unterschiedlichen Anbindungsmöglichkeiten an das Mobilfunknetz erlauben die Installation an fast beliebigen Orten wie Telefonsäulen, Straßenlampen, Gebäudefassaden oder Multifunktionsgehäusen.

Prinzipieller Aufbau einer Small Cell

Häufig bestehen Small Cells aus einer zentralen Basisstation-Einheit und verteilten Funkeinheiten. Small Cells können aber auch so konstruiert sein, dass sich sämtliche Komponenten in einem einzigen Gehäuse befinden. Zur Anbindung der Small Cells an das Kernnetz des Netzbetreibers kommen verschiedene Techniken zum Einsatz. Die Anbindung kann über Glasfaserverbindungen, Richtfunktechnik, Kupferkabel oder vermaschte Mobilfunktechnik erfolgen.

Small Cells in 5G-Mobilfunknetzen

5G-Mobilfunknetze verwenden im Vergleich zu den Vorgängertechnologien ein wesentlich breiteres Frequenzspektrum von Frequenzen unter einem Gigahertz bis zu Frequenzen im Millimeterwellenbereich von bis zu 100 Gigahertz. Je höher die Frequenzen sind, desto geringer ist die Reichweite der Funkwellen und desto mehr Funkzellen sind zu installieren.

Darüber hinaus müssen 5G-Netze kurze Latenzzeiten und hohe Bandbreiten für die vielen verschiedenen Anwendungsfälle ermöglichen. Nur mit vielen Small Cells lassen sich die gewünschten Datenraten, Latenzzeiten, Netzabdeckungen und Kapazitäten erreichen. Aufgrund der flexiblen Nutzbarkeit, automatischer Inbetriebnahme- und Optimierungsfunktionen und vielfältigen Anbindungsmöglichkeiten an das Mobilfunknetz wird die Small Cell als "schlaue Funkzelle", im Englischen Smart Cell, bezeichnet. Sie ist im Indoor- und Outdoor-Bereich einsetzbar, kann lizenzierte oder unlizenzierte Frequenzen verwenden und nutzt Techniken wie Massive MIMO oder Beamforming zur Verbesserung der spektralen Effizienz. Vorteile der Smart Cells in 5G-Netzen sind:

• Verbesserung der Netzabdeckung (auch an ungünstigen Orten)

• Realisierung kurzer Latenzzeiten und hoher Bandbreiten

• Versorgung von Bereichen mit hoher Anwender- oder Gerätedichte

• gute Netzabdeckung beim Einsatz hoher Frequenzen

• optimale Unterstützung der verschiedenen Anwendungsfälle des 5G-Netzes wie mMTC (Massive Machine Type Communications), eMBB (Enhanced Mobile Broadband) oder uRLLC (Ultra Reliable and Low Latency Communications)

• Einsatz im Indoor- und Outdoor-Bereich

• Verwendung lizenzierter und unlizenzierter Frequenzbereiche

• schnell, kostengünstig und mit geringem Aufwand zu installieren

• flexible Anbindungsmöglichkeiten an das Kernnetz per Glasfaser oder Funktechnik

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