Breitband Serie Teil 2 Axel Oppermann Digital Chiefs
08.10.2021 | Axel Oppermann

Manchmal muss es Breitband sein

Unternehmen können aus einem breiten Spektrum an Drahtlostechnologien und ortsgebundenen Netzwerkzugängen wählen, um ihre Geschäftsziele zu erreichen, mit Kunden und Lieferanten zusammenzuarbeiten oder auch neue Absatzmärkte zu erschließen. Immer häufiger müssen sie dabei auf Breitbandtechnologien zurückgreifen – und immer öfter auf 5G.

Die Leitfrage lautet: Welche Technologien, insbesondere drahtlose, kann ich kombinieren, um mein jeweiliges Geschäftsziel zu erreichen? Eine recht einfache Frage wird bei genauerer Betrachtung sehr komplex. Klar: Oft lässt sich „die richtige Antwort“ in Dimensionen wie Reichweite (der Netzanbindung) und Durchsatz (von Daten) oder Stromverbrauch ermitteln. Es entsteht ein Spannungsdreieck, das individuell gewichtet werden muss.

Die Gewichtung der einzelnen Faktoren hängt vom Use Case beziehungsweise der Zielsetzung ab. Ein Beispiel: Bei vielen IoT-Projekten dominieren die Faktoren Stromverbrauch und Reichweite. In solchen Projekten gibt es zudem limitierende Faktoren wie etwa „Preis pro Device“, Lebensdauer oder die Frage, ob es sich bei der auszuwählenden Funktechnik um ein lizenziertes oder unlizenziertes Spektrum handeln soll.

IoT Projekte Technologie Breitband Digital Chiefs
Bei IoT-Projekten fällt oft die Wahl auf Low Power WAN, LTE, 5G oder eine Kombination davon. Quelle: Adobe Stock / Pugun & Photo Studio

Ist das – und noch einiges mehr – entschieden, fällt die Wahl beispielsweise auf Low Power WAN, LTE-M, NB-IoT, 5G oder eine Kombination davon.

Dass es bei der intelligenten Fertigung nicht immer 5G (beziehungsweise Breitband) sein muss, zeigen zahlreiche Beispiele aus der Industrie oder dem Handel. So werden Multi-Access-Edge-Computing-Lösungen (vMEC) auf Basis privater LTE-Netzwerke realisiert, um eine latenzarme Unterstützung für Smart Manufacturing zu bieten. Und gleichzeitig erfolgt der Aufbau von LoRaWAN-Netzen, die kleine Datenmengen von Sensoren über geringe Entfernungen übertragen.

Sekt oder Selters

Kommen wir zum faktischen Kern: 5G ist die nächste Stufe der Konnektivität und der Mensch-zu-Umwelt-Interaktion. Bis es so weit ist, wird es aber noch etwas dauern. Einerseits liegt das an fehlenden Geschäftsmodellen: Zum Beispiel stehen TK-Provider gerade in Deutschland vor der Herausforderung, die wachsenden Datenmengen zu monetarisieren und ein insgesamt größeres Stück vom Markt – von der Wertschöpfung – für sich zu gewinnen. Es braucht neue Preismodelle und Services, die im deutschen Markt teilweise schwierig sind – wie der Verkauf von Nutzerdaten. Kurzum: 5G für Endanwender nach den Spielregeln von 4G wird den Providern keinen Spaß machen. Im Umkehrschluss bedeutet das ein geringeres Umsetzungstempo, als es die Protagonisten angeben. Aktuell wird 5G nach dem 4G-Modell ausgerollt.

Quelle: Adobe Stock / JaRiRiyawat

Andererseits fehlt es zunächst schlicht an der Silver Bullet – an der Killer-App, der alles entscheidenden und umwälzenden Anwendung. Vernetzte medizinische Systeme, virtuelle Realität oder Lösungen wie eine Echtzeitübersetzung stehen zwar vor der Tür und warten auf Bandbreite, doch auch hier wird die Adoptionskurve der (neuen) Services klassisch verlaufen: bis zum Mainstream dauert es.

Sicherlich: Over-the-top-Content- (OTT) und Serviceanbieter werden von der digitalen 5G-Infrastruktur profitieren, weil sie ihnen ermöglicht, ihr Angebot zu erweitern und innovative neue Produkte zu entwickeln. Allerdings immer mit Einschränkungen, denn das Ökosystem der Telekommunikation, bestehend aus Providern, politischen Entscheidungsträgern, Regulierungsbehörden, TK-Ökosystempartnern wie etwa Hersteller von Smartphones oder Datenbrillen sowie allen Anwendungsentwicklern, wird es nicht schaffen, den Dreiklang aus Netzverfügbarkeit (inklusive Geschäfts- und Preismodellen), Geräteverfügbarkeit und Anwendungen kurzfristig zu realisieren.

Willenlos

In anderen Worten: Selbst wenn Unternehmen neue Geschäftsmodelle oder Kundenschnittstellen entwickeln und bereitstellen, fehlt es auf absehbare Zeit an einer flächendeckenden Netzwerkinfrastruktur. 5G macht für viele Szenarien nur Sinn, wenn das Netz engmaschiger ausgebaut wird als bei Vorgängergenerationen. Doch das geschieht aktuell nicht. Und auch die übernächste Stufe der Konnektivität, Internet auf Basis von Satelliten in erdnaher Umlaufbahn (kleiner als 600 km), ist noch keine Option.

Ich will es wissen

Bevor wir weiter auf 5G, sonstige Nutzungsszenarien und komplementäre Funktechnologie eingehen, schauen wir uns das Thema 5G im Kontext an. In den vergangenen 40 Jahren hat die Welt vier Generationen der Mobilfunktechnik erlebt:

  • Die erste Generation der mobilen Kommunikation, die um 1980 entstand, basierte auf der analogen Übertragung.
  • Die zweite Generation der mobilen Kommunikation (ab Anfang der 1990er-Jahre) führte die digitale Übertragung über die Funkverbindung ein. Obwohl der „Zieldienst“ – der primäre Service – immer noch Sprache war, ermöglichte die digitale Übertragung auch begrenzte Datendienste.
  • Die dritte Generation der mobilen Kommunikation (3G) ging mit UMTS seit Anfang 2000 den eigentlichen Schritt zu einem hochwertigen mobilen Breitband, das einen schnellen drahtlosen Internetzugang ermöglicht.
  • Wir sind jetzt seit mehreren Jahren in der vierten Generation (4G) der mobilen Kommunikation, die auf LTE-Technologie basiert. Die erste Veröffentlichung der technischen Spezifikationen der LTE erfolgte im Jahr 2009.
  • LTE hat seitdem mehrere Entwicklungsstufen durchlaufen, um die Leistung zu verbessern und die Möglichkeiten zu erweitern. Wobei die absolute Aussage nicht ganz korrekt ist: Viele Provider arbeiten in ihren Mobilfunknetzen heute mit mehreren Technologien wie 2G, 3G und 4G, aber auch mit NarrowBand-IoT.
  • Die Diskussionen über die Mobilkommunikation der fünften Generation begannen etwa 2012. Im Zusammenhang mit 5G wird häufig von drei unterschiedlichen Klassen an Anwendungsfällen gesprochen. Das sind Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Massive Machine Type Communications (mMTC) sowie Ultra-Reliable and Low-Latency Communications (URLLC):
  • Das eMBB entspricht mehr oder weniger einer einfachen (Weiter-)Entwicklung der heutigen Mobilfunkbreitbanddienste, die noch größere Datenmengen und ein besseres Benutzererlebnis ermöglichen.
  • Dagegen ist mMTC ein Anwendungsfeld, das durch eine Vielzahl von Geräten gekennzeichnet ist – wie zum Beispiel bei (Remote-)Sensoren oder bei der Überwachung verschiedener Geräte. Zu den wichtigsten Anforderungen an solche Services zählen sehr niedrige Gerätekosten und ein sehr geringer Geräteenergieverbrauch, der eine lange Akkulaufzeit von bis zu mehreren Jahren ermöglicht. Typischerweise verbraucht und erzeugt jedes Gerät nur eine relativ kleine Datenmenge – die Unterstützung hoher Datenraten ist also von geringerer Bedeutung.
  • Die URLLC-Dienste sind so konzipiert, dass sie eine sehr geringe Latenz und eine extrem hohe Zuverlässigkeit aufweisen. Beispiele hierfür sind Verkehrssicherheit, automatische Steuerung und Fabrikautomatisierung.

Sexy

Unternehmen brauchen 5G immer dann, wenn sie Geschäftsmodelle oder Prozesse realisieren möchten, die bei niedriger Latenz hohe Datenmengen verarbeiten wollen, und wenn eine bauartbedingte Realisierung durch günstigere Funktechnologien nicht möglich ist. Anders formuliert: Das eigene Geschäftsmodell beantwortet die Frage, ob 5G nötig ist.

Ist die Frage „pro 5G“ geklärt, stellt sich die nächste: Soll ein eigenes Campus-Netzwerk aufgebaut werden? Unternehmen haben erstmals die Möglichkeit, für einen eigenständigen Netzaufbau auf lokale Funkfrequenzen zuzugreifen. Das ist grundsätzlich eine sehr attraktive Option. Dabei handelt es sich um sogenannte Campus-Netze, die regelmäßig in drei Modellen betrieben werden können.

Campusnetze Breitbandausbau Digital Chiefs
Unternehmen bietet sich die attraktive Möglichkeit, haben erstmals die Möglichkeit, auf lokale Funkfrequenzen zuzugreifen. Quelle: Adobe Stock / alphaspirit

Erstens: vollständig private Netze mit ausschließlich dedizierter Infrastruktur. Zweitens: hybride Modelle mit dedizierter und gemeinsam genutzter Infrastruktur. Drittens: virtuelle private Netze, basierend auf öffentlichen Netzen.

Die Möglichkeit, eigene Campus-Netze aufzubauen, und ein großes Ökosystem an Anbietern eröffnet gerade im industriellen Umfeld die Chance, technologische Lücken in zukünftigen Anwendungsfällen zu schließen.

Alles in den Wind

Auf Basis des Überblicks und der geschichtlichen Einordnung ist die Frage, wann es Breitband sein muss, besser zu beantworten – damit meine ich Breitband im Fokus auf 5G. Im Kern lassen sich die Bedarfe für 5G in Unternehmen auf fünf Faktoren zusammenfassen:

  1. Die Digitalisierung und Transformationsaktivitäten zielen darauf ab, digitale Dienstleistungen und Produkte zu kreieren. Dabei fallen an zahlreichen Orten und auf unzähligen Endgeräten zu verarbeitende Daten an. Um Qualität, Sicherheit und operative Effizienz sicherzustellen, sind entsprechende Netzwerke notwendig.
  2. Die Konvergenz von IT und OT führt zum Bedarf an Netzwerken mit hoher Bandbreite und niedriger Latenz. Ziel ist es, eine maximale Automatisierung zu forcieren.
  3. Bedarf an sicheren Netzwerken.
  4. Kostengünstige Alternative zur Ergänzung und/oder Erweiterung ortsgebundener Netzwerke („Festnetz“).
  5. Ersetzen beziehungsweise Ablösen bestehender Netzwerke.

Tanz mit dem Teufel

Die Entscheidung für oder gegen 5G hängt von zahlreichen Facetten ab. Zunächst sind das erwartungsgemäß die Kosten, denn die Bereitstellung von 5G-Netzwerken kann teurer sein als etablierte Alternativen wie Wi-Fi-Netzwerke. Aber auch fehlende oder unausgereifte Geschäftsmodelle sowie etablierte Investitionszyklen beziehungsweise im Umkehrschluss eine langsame Change-Geschwindigkeit können Hemmnisse und ein Argument gegen die Einführung eines 5G-Campus-Netzwerks sein. Eine weitere Bremse stellen möglicherweise die hohe Komplexität und ein fehlendes Fachwissen im Unternehmen dar.

Keine Zeit

Digitalisierung und Transformation drückt in die Unternehmen und setzt sie unter Druck. Im Mittelpunkt stehen oftmals Daten, die zu möglichst niedrigen Kosten extrahiert und schnell übertragen werden müssen –  so sicher und qualitativ hochwertig wie möglich. Grundlage hierfür sind Netzwerke, die verlässlich und sicher sind sowie eine geringe Latenz aufweisen. Dabei rücken immer häufiger drahtlose Technologien in den Fokus. 5G ist neben LTE aktuell eine bevorzugte Variante.

Aber Obacht:

  1. Es muss nicht immer Breitband sein.

  2. Manchmal muss es Breitband sein.

  3. Diesmal muss es Breitband sein.

Quelle Titelbild: Adobe Stock / peterschreiber.media

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