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Funklochmelder oder: Wieviel wissen wir eigentlich über unsere digitale Infrastruktur?

Funklochmelder oder: Wieviel wissen wir eigentlich über unsere digitale Infrastruktur?

von Jens Tiemann

Berlin, 17.04.2019: Als Beitrag zur anhaltenden Diskussion um die digitale Infrastruktur in Deutschland sind Funklochmelder in Mode gekommen. Wir haben uns die Funkloch-App und einige Funklochmelder genauer angesehen.

Man kann den Eindruck bekommen, dass die Antwort auf eine unzureichende Mobilfunkversorgung nicht etwa der Ausbau der Netze, sondern die umfassende Darstellung ihrer Unvollkommenheit ist. Und so sind Funklochmelder derzeit in Mode. Aber haben wir wirklich so wenig Wissen über den Zustand unserer digitalen Infrastruktur? Dazu sollen erst einmal verschiedene Funklochmelder betrachtet werden, um anschließend neue Datenquellen in die Diskussion zu bringen.

Am bekanntesten ist wohl die vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur initiierte „Funkloch-App", zu finden als mobile Variante des größeren Vorhabens „Breitbandmessung". Eine Smartphone-App sammelt an besuchten Orten automatisch Daten über die verfügbare Mobilfunknetz-Klasse (2G, 3G, 4G oder auch „kein Netz"). Wie schon von der Überprüfung der festen Internetanschlüsse bekannt, ist auch eine Messung der verfügbaren Datenrate möglich.

Die ersten Versionen der im Oktober 2018 erschienenen App waren fehlerhaft. So wurde auf bestimmten Smartphones während der Laufzeit einer Messung keine Änderung der Netzklasse registriert, bei wechselnden Netzabdeckungen hat die App schlichtweg falsche Daten übermittelt. Inzwischen sind mehrfach neue Versionen erschienen und die App läuft weitgehend stabil. Der Einsatz von Smartphones für Funknetz-Messungen ist zwiespältig. Einerseits ist ein Smartphone kein Messgerät und so können interne Mechanismen von Smartphone und Netz Einfluss auf die Messergebnisse nehmen und diese verfälschen (bspw. kann eine Netzverfügbarkeit angezeigt werden, aber es werden keine Daten übertragen). Andererseits kann man mit vergleichsweise wenig Aufwand viele Menschen zu Datenspenden bewegen und so möglichst umfangreiche und damit potenziell aussagekräftige Datensätze sammeln. Und hier muss man die „Funkloch-App" loben: Die Daten werden nach standardisierten, öffentlich dokumentierten Verfahren erhoben und verarbeitet. Zudem ergänzen die Daten der „Funkloch-App" zur Netzverfügbarkeit schon bestehende Datenbestände und Darstellungen zu stationären oder mobilen Datenübertragungsraten. Ergebnisse zur Netzverfügbarkeit sollen im ersten Halbjahr 2019 erscheinen, wobei schon eine erste Zahl durchgesickert ist: Der Tagespiegel: „App meldet 600.000 Funklöcher in Deutschland".

Bild 1 – Die "Funkloch-App" im Einsatz Nov 2018, Netz O2 (App)

Funkloch melden als politische Aktion

So lange wollten einzelne Landtagsfraktionen nicht warten und haben eigene „Funklochmelder" gestartet (funkloch-mv.de, funklochfinder.de und schon aus dem Jahr 2017 funkloch-brandenburg.de). Die Meldung ist hier bewusst einfach gestaltet, der Zustand eines der drei Mobilfunknetze an einem Ort kann mittels Schulnoten direkt gemeldet werden, eine automatische Messung oder Erfassung findet nicht statt. Damit ist leicht Missbrauch möglich, aber das soll hier nicht Thema sein. Wichtiger ist, dass Motivation und Systematik der Messungen weitgehend unbekannt sind: In einigen Gegenden ist anscheinend der Zustand eines Mobilfunknetzes von einer Einzelperson systematisch vermessen worden, in anderen Gegenden findet man Meldungen zu allen Netzen, was Hinweise auf unabhängige Nutzer und relevante Probleme mit der Mobilfunkversorgung gibt. Insgesamt ist diese Art der Funklochmelder eine eher politische Aktion, die nur wenig brauchbare Daten liefert.

Überhaupt wird bei näherer Betrachtung schnell klar, dass der praktische Neuigkeitswert all dieser Funklochmelder eher begrenzt ist. Die drei deutschen Netzbetreiber bieten nämlich bereits öffentlich verfügbare Netzabdeckungskarten an (Telekom, Vodafone, O2). Anschauen sollte man sich vor allem 2G/GSM mit seiner weitgehenden Flächendeckung und 4G/LTE als mobiler Internetzugang, die Bedeutung von 3G/UMTS nimmt ab. Allen Darstellungen ist gemeinsam, dass man die Netzabdeckung in den verschiedenen Netzklassen gut auf den Karten erkennen kann. Folgerichtig bestätigen exemplarisch durchgeführte praktische Messungen mit der „Funkloch-App" die Darstellung in der Netzabdeckungskarte des genutzten Providers.

Grenzen der Funklochmelder

Damit die Datensammlungen von Funkloch-Apps und -Meldern überhaupt nutzbar sind, muss man ein paar Dinge genauer betrachten: Gibt es überhaupt genug Messwerte in einer Region? Wie sind die vorliegenden Messungen verteilt? Und wie interpretiert man die Kartendarstellungen mit den Ergebnissen?

In den Karten findet man bei der Betrachtung von ganz Deutschland oder einzelnen Bundesländern flächendeckend Aussagen zu den erfassten Werten. Zoomt man nun in eine Region hinein, so ist es mit dieser Flächendeckung schnell vorbei – in dichter besiedelten Gebieten können Ergebnisse dargestellt werden, aber in dünn besiedelten Gebieten gibt es kaum noch Werte. Das ist ein prinzipielles Problem der Datenerfassung: Gerade in dünn besiedelten Gebieten mit vermutlich schlechterem Mobilfunknetz liegen nur wenige oder gar keine Messungen bzw. Meldungen vor.

Bild 2 – Mobile Download-Datenraten auf der Karte „Breitbandmessung", Landkreis Rostock (Quelle)

Bei der Verteilung der Messungen und Meldungen gilt es die dahinterliegende, unbekannte Motivation und Systematik zu berücksichtigen. Bei wenigen Messungen können sich schnell Verzerrungen einschleichen. Auch kann die Art der Darstellung irreführend sein, indem beispielsweise eine größere Anzahl von Meldungen auf einer Karte hervorsticht, was aber nicht unbedingt heißen muss, dass es sich dabei um ein Funkloch handelt. Die Aufmerksamkeit kann dann auf einen Ort gezogen werden, von dem erst einmal nur bekannt ist, dass dort mehr Meldungen abgegeben wurden. Und schließlich finden sich in Kartendarstellungen vereinzelt auch Artefakte, also künstliche Zuordnungen auf der Karte, die nicht den Messungen und schon gar nicht der Realität entsprechen. Sie können bei der Verarbeitung der Daten zu Karten entstehen, also bspw. bei der Zusammenfassung von lokalen Messungen zu Aussagen über größere Gebiete.

Was auch immer bei den verschiedenen Funklochmeldern herauskommt, es muss eine detaillierte Analyse folgen, fachlich fundiert und am besten mit Wissen um die lokalen Umgebungsbedingungen. Allerdings sind die Funklöcher vor Ort meist sowieso bekannt, interessierte Kommunen und lokale Initiativen sind ja schon seit Jahren in diesem Bereich aktiv – aber vielleicht hilft die politische Aufmerksamkeit aufgrund der Funklochmelder, dass sie mehr Gehör finden.

Neue Datenquellen zum Zustand digitaler Infrastrukturen

Der oben erwähnte Mechanismus, dass ein Smartphone und verschiedene Apps auf die problemlose Nutzung optimiert sind, führt zu ganz anderen Datenquellen, die in der Diskussion über unsere digitale Infrastruktur noch viel zu wenig berücksichtig werden: Die internen Daten von Dienstanbietern und Plattformen. Google und Facebook sind uns allen als Datensammler bekannt, eine wichtige Rolle in der digitalen Infrastruktur haben auch die öffentlich wenig bekannten Verteilplattformen (Cloud-Infrastrukturen und Content Delivery Networks). Selbstverständlich haben Plattformen und einzelne Anwendungen auch Daten über Orte der Nutzung und die tatsächlich genutzten Datenübertragungsraten. Genaue Positionsdaten von Smartphone (und damit von Nutzerin oder Nutzer) werden hoffentlich mit Einwilligung erfasst, aber Daten aus der Übertragung können und werden auch ohne Wissen von Nutzern gesammelt werden (bspw. geografische Zuordnung aufgrund der IP-Adresse, Messung der Datenrate beim Aussenden von Daten). Einige der Plattformen und Anwendungen, die Daten über die genutzte Netzinfrastruktur sammeln, bieten öffentlich oder einem eingeschränkten Benutzerkreis mehr oder weniger detaillierte Statistiken an. Ein Beispiel für eine derartige Datensammlung liefert die Spiele-Plattform STEAM, die in einer öffentlich verfügbaren Darstellung aus ihrer Sicht die durchschnittliche Downloadgeschwindigkeit über die (deutschen) Internet-Service-Provider angibt.

Wenn man sich einmal selbst ein Bild machen möchte, wie detailliert die automatische Erfassung unser digitalen Infrastruktur aussehen kann, dann sollte man sich die Visualisierung der Daten vom Mozilla Location Service anschauen. Dieser Dienst ist dazu gedacht, Endgeräte auch ohne GPS auf Basis von Mobilfunk- und WLAN-Netzen verorten zu können. Schaut man sich die Kartendarstellung an, so sind Orte und Verkehrswege (Autobahnen, Bundesstraßen, Bahnlinien) sehr deutlich zu sehen. Dieser Dienst ist auch deshalb als Beispiel ausgewählt, weil Datenschutzaspekte vorbildlich diskutiert und gelöst wurden, denn die Sammlung von Tracking- und Infrastrukturdaten ist ja nicht unproblematisch. Schon anhand dieser einfach verfügbaren Karte auf Basis von Datenspenden einer eher kleinen Nutzergruppe kann man sich einen Eindruck von der Verbreitung mobiler IT-Nutzung machen und messbare Fakten in die Diskussion über die Flächendeckung von Mobilfunknetzen einbringen.

Bild 3 – WLAN- und Mobilfunk-Netze aus der Sicht von Mozilla Location Service (Quelle)

Diverse Datenquellen nutzen

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass es bereits viele Daten über unsere digitale Infrastruktur gibt. Einerseits verfügen die Netzbetreiber selbst über detailliertes, teilweise öffentlich verfügbares Wissen, das ja gerade im Mobilfunkbereich seit Langem in die Regulierung einfließt. Bei der Versteigerung der 5G-Frequenzen sind wieder Versorgungsauflagen (u. a. Abdeckung von Haushalten wie auch Abdeckung von Verkehrswegen) festgelegt. Trotzdem mag sich aus Nutzersicht die Mobilfunkversorgung anders darstellen – es muss sich dabei gar nicht um ein Funkloch handeln: Vielleicht ist eine durchaus vorhandene Funkzelle überlastet oder die Infrastruktur dahinter zu schwach, vielleicht gibt es Probleme beim Umschalten zwischen verschiedenen Netzklassen und Netzen. Diese Sicht der Nutzer ist komplementär zur Sicht der Netzanbieter und liefert neue Informationen. Funklochmelder sind dabei eine eher schwache Datenquelle. Die automatische und systematische Erfassung ist eine zentrale Voraussetzung für eine hohe Datenqualität. Darum wäre es hilfreich, bei Infrastrukturanbietern und Plattformen bereits längst vorhandene Datenquellen zum Zustand unserer digitalen Infrastruktur zu erschließen – für die öffentliche Hand und die Wirtschaft sowie für Bürgerinnen und Bürger.

Hinweis: Im November 2019 wurden die ersten Ergebnisse von Messungen mit der Funkloch-App von der Bundesnetzagentur veröffentlicht. Eine Analyse findet sich im Beitrag (Wie) Funktioniert die Funkloch-App?