Mobilfunknetze - die Basis für jede mobile Kommunikation: Sie sind jeden Tag da und leisten ihren Dienst am Kunden, werden aber meist nur wahrgenommen, wenn sie ausfallen oder man keinen Empfang hat. Hinter den kleinen Balken auf dem Telefon-Display, die die Empfangsstärke anzeigen, steht eine komplexe Infrastruktur.

Das Mobilfunknetz hat einiges zu bewältigen: So sind in Deutschland mindestens 110 Millionen aktive SIM-Karten der Netzbetreiber im Umlauf. Bei Grossveranstaltungen müssen plötzlich Tausende neuer Kunden an manchmal ungewöhnlichen Orten versorgt werden. So hat Telefónica zum Beispiel auf dem Oktoberfest in München im Herbst 2014 allein 49 zusätzliche Basisstationen aufgebaut, um dem erhöhten Mitteilungsbedarf der Besucher gerecht zu werden.

Die Basisstationen, von denen nur der Antennenmast auf den ersten Blick sichtbar ist, sind wichtige Komponenten eines Mobilfunknetzes. Sie werden von Ausrüstern wie Ericsson, Huawei, ZTE oder Nokia geliefert.

Die drei Mobilfunk-Netzbetreiber nutzen in Deutschland derzeit rund 124.000 solcher Basisstationen, die jeweils eine sogenannte Funkzelle versorgen. Wer mit seinem Handy ein Gespräch oder eine Datenübertragung beginnt, funkt als Erstes die Antenne einer solchen Zelle an. Zwei Handys haben per Mobilfunknetz nie direkten Kontakt, auch wenn viele das glauben.

Mobilfunkzellen können eine sehr unterschiedliche Abdeckung haben: In 2G-Netzen ist der Radius starr, in 3G- und 4G-Netzwerken „atmen“ die Zellen, das heisst sie verändern ihre Abdeckung je nach Zahl der gerade aktiven Endgeräte. Je mehr Menschen das Netz in einer Zelle nutzen, desto kleiner wird der abgedeckte Raum.

Den Wechsel zwischen zwei Antennen, von denen der Nutzer nichts merkt, nennt man Handover. Manchmal reissen Gespräche aber trotzdem ab, wenn diese Übergabe nicht möglich ist, etwa wenn sich Nutzer und Handy mit sehr hohen Geschwindigkeiten bewegen oder wenn die neue Zelle gerade überlastet ist.

Bei den Zellen sind vor allem in Städten Überlappungen möglich, während auf dem Land einzelne Zellen einen Radius von bis zu zehn Kilometern allein versorgen können. Der Begriff „flaches Land“ bekommt dort eine ganz eigene Bedeutung, denn ohne den störenden Schatten von Hügeln oder vor allem Bergen ist der abgedeckte Bereich deutlich grösser.

Die Antennen sollten für optimale Versorgung des Mobilfunknetztes möglichst hoch und leicht nach unten gerichtet positioniert werden. Meist wird eine Gruppe von drei Antennen gebildet, die einen Vollkreis mit dreimal 120 Grad abdecken können.

Den Antennen zugeordnet ist die Basisstation; sie hat eine Sendeleistung, die meist im Bereich von 10 bis 50 Watt liegt. Die Power ist variabel: In der Regel wird immer mit der geringsten möglichen Leistung gesendet, die für guten Empfang ­nötig ist. Dabei können Wände zwar eine Beeinträchtigung darstellen, anders als beim Richtfunk oder bei GPS ist aber kein freier Sichtkontakt zwischen dem Handy und der Basis nötig.

Von der Basisstation werden Gespräche und Daten auf zwei Wegen weitergeleitet: Entweder kommunizieren die Antennen über eine Richtfunkstrecke mit einer oder mehreren anderen Antennen des Carriers oder der Weg geht „in die Erde“ über ­einen Festnetzanschluss der Basisstation.

Diese Transportwege können auch kombiniert werden. Alle Gespräche und Daten durchlaufen auf ihrer Reise dann aber das ­Mobile Service Center (MSC) des Netzbetreibers als „Vermittlung“. Dort werden auch Dienste wie die Mailbox oder Rufweiterleitung geschaltet und die Informationen zur Rechnungsstellung erfasst. Vom MSC gehen die Gespräche oder Daten dann wieder per Festnetz und Antenne zum finalen Empfänger.