Macht eine Technologie wie LTE ein Netzwerk in der Schule überflüssig?

In Schulen eigene, teure Netzwerkinfrastruktur aufzubauen sei irgendwann überflüssig, da schließlich mit UMTS und LTE neue Technologien zur Verfügung stünden, die in absehbarer Zeit jedwede eigene technische Installationen überflüssig machten – dieses Argument höre ich sehr häufig im Netz und lese es auch gelegentlich in ernstzunehmenden journalistischen Texten.

Ich bin kein Spezialist für Kommunikationstechnik, möchte aber dennoch begründen, warum ich dieses Argument von einem heutigen Standpunkt aus nicht gelten lassen will. Dazu muss ich etwas ausholen:

LTE und UMTS sind sogenannte Shared-Medien, d.h. alle Nutzer einer Funkzelle auf einem Sendemast teilen sich die maximalen Bandbreiten, die mit diesen Funktechnologien möglich sind. Der Datentransport bei UMTS und LTE ist ziemlich genial gelöst, so dass das erstmal nicht so auffällt. Ein gutes Bild dafür findet sich in diesem Artikel:  LTE und UMTS-Masten senden ein Frequenzmischmasch, was mit den Stimmen auf einer WG-Party vergleichbar ist. In diesem Unterhaltungsbrei werden simultan unglaublich viele Informationen ausgetauscht. Der Umfang dieser Klangmenge ist begrenzt durch die Anzahl der Sprechenden, die akkustische Verhältnisse und die Gesamtlautstärke. Um eine bestimmte Information aus diesem Unterhaltungsbrei herauszuhören, muss ich mich auf die Stimme und das Gesicht eines Menschen konzentrieren.

Ein Handy oder Pad mit UMTS-Modul „konzentriert“ sich nicht auf Stimmen, aber es erkennt die für sich bestimmten Pakete („Worte“) in diesen Frequenzbrei an einem Schlüssel, den es vorher mit der Basis ausgehandelt hat. Je mehr Teilnehmer „zuhören“, desto mehr muss verschlüsselt und entschlüsselt werden und desto niedriger ist die zu Verfügung stehende Bandbreite.Die Übergabe an eine andere Funkzelle ist wegen der Verschlüsselung technisch nicht trivial – daher stockt heute schon im UMTS-Betrieb gerne mal der Datenstrom im Zug.

Die Einstiegsklasse bei LTE beträgt etwa 21Mbit/s. Das entspricht etwa 1/50 der heute mit günstigen Schraddelkabelnetzen erreichbaren Geschwindigkeit. Surfen 25 SuS in einem Raum mit ihren Pads, bleibt für jeden eine Bandbreite von 0,84Mbit/s, also etwa DSL768. Macht das unsere Schule mit der Hälfte (700) der Schüler gleichzeitig, sind es noch 0,03Mbit/s – also etwa Modemgeschwindigkeit. Allerdings unter folgender Idealisierung:

  • es entsteht kein Overhead durch die Verschlüsselung/Protokollfehlerkorrektur
  • die Verhältnisse erlauben die Verbindung mit Maximalspeed
  • die Geräte stören sich nicht gegenseitig
  • in der Funkzelle ist niemand außer den SuS unterwegs

Mit einem billigen Schraddelnetzwerkkabel und x Accesspoints der neusten Generation (ca. in einem Jahr), erreichen unsere 700 Schüler eine Geschwindigkeit von 1,4Mbit/s – garantiert. Das reicht für HD-Material durchaus aus – wenn es gut kodiert ist. Und es geht schon heute – nicht erst wenn der LTE-Ausbau vorangeschritten ist. Voraussetzung ist hier natürlich auch wie beim Mobilfunksendemast ein geeignet dimensionierter Uplink ins Netz.

Man kann das dadurch lösen, dass man mehr Funkzellen baut, stößt dabei aber auch irgendwann an Grenzen, da der für UMTS und LTE nutzbare Frequenzbereich schmal ist und unter mehreren Mitbewerbern auf dem Markt aufgeteilt werden muss. Zudem eignet sich für Mobilfunkanwendungen eben nicht jeder Frequenzbereich gleichermaßen gut.Die Strahlenbelastung sinkt übrigens paradoxerweise durch den Aufbau weiterer Masten. Handys funken dann am stärksten, wenn sie auf dem letzten Balken röcheln.

Die Geschwindigkeitszuwächse im Mobilfunkbereich der letzten Jahre sind im Vergleich zum klassischen WLAN- und LAN-Bereich eher niedlich. Gerade in der Glasfaser steckt erhebliches Potential. Noch nicht im Ansatz ausgeschöpft sind die Möglichkeiten von Ad-Hoc-Netzen, die es zurzeit nur zu horrenden Preisen als fertige Lösungen oder eben gebastelt mit frickeligen Clienteinstellungen gibt, die dann niemand versteht.  Ich stelle mir den Unterricht der Zukunft schon mit qualitativ hochwertigen und damit bandbreitenhungrigen Medien vor. Video- und Audiokonferenzen mit anderen Schulen auf der Welt wären doch auch was.

In Zeiten von ACTA möchte ich zudem nicht auf rein cloudbasierte Lösungen angewiesen sein und eine großer Vertrag (Internetuplink) kommt in der Regel immer günstiger als 1400 kleine Einzelverträge.

Wäre UMTS/LTE wirklich eine Lösung, würde ich heute in Betrieben Femtozellen erwarten. Die gibt es, z.B. bei Google. Aber dort übertragen sie Telefongespräche und keine Multimediadaten. Wäre UMTS/LTE für die lokale Anbindung von Geräten an das Internet eine nachhaltige Lösung, wären doch große Player die ersten, die so etwas nutzen.

Vielleicht spielt bei den LTE-Hoffnungen eher hinein, dass an Schulen extrem schlechte Erfahrungen mit den Netzwerken gemacht werden. Das liegt aber an anderen Dingen, z.B. an der Auslegung derselben. Klar funktioniert UMTS/LTE super – aber selbst ein GSM-Netz bricht zusammen, wenn viele Endgeräte auf engem Raum zusammenkommen. Und dann gibt es keinen Schulträger, den man fragen kann, sondern einen Technologiepartner aus der Wirtschaft, an den man selbst und die SuS mit Zeitverträgen gebunden ist. Meine Definition von Freiheit sieht da anders aus.

Die Entwicklung in diesem Bereich geht weiter – klar. Unglaublich viel habe ich hier unglaublich vereinfacht dargestellt. Aber auch die Physik wird weiter gelten. Frequenzen sind unglaublich wertvoll und gehen für Milliarden über den Tisch. Nicht nur internetbasierte Dienste schielen auf Geschäftsmodelle auf Basis von Kommunikationsnetzen.

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