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16 Sep 2019, 21:38

5G ist da, doch die Herausforderungen kommen erst noch

Die lang erwartete Einführung von 5G hat begonnen und es scheint, als ob jeden Monat straffere Einführungspläne angekündigt werden. In den USA waren AT&T und Verizon die ersten Anbieter, die 5G-Dienste Ende 2018 ankündigten und die verbleibenden beiden großen Anbieter, die sich bis Mitte 2019 zur Einführung verpflichteten. In Asien erfolgte die Einführung von 5G im Jahr 2019 in Südkorea, Japan und China und in Europa werden ebenfalls für 2019 die ersten kommerziellen 5G-Abonnements erwartet.

Die Implementierung des gesamten Angebots an 5G-Funktionen erfordert erhebliche Investitionen seitens der Betreiber. Dies stellt einen schwierigen Balanceakt dar, da diese Mittel aufgebracht werden müssen, bevor Einnahmen durch 5G erzielt werden. Gleichzeitig bauen viele Betreiber nach wie vor 4G/LTE-Netze aus, während viele einen Umsatzrückgang verzeichnen, da bestehende Dienste zunehmend zu Massenprodukten werden. 

Der Weg zur Rentabilität von 5G erfordert daher einen strategischen Plan unter Berücksichtigung von Faktoren wie dem Technologiefahrplan, der sich entwickelnden Regulierungslandschaft und natürlich lokalen/regionalen Marktchancen. In diesem Artikel wird ein Überblick über einige dieser Faktoren gegeben und untersucht, wie Betreiber ihre Einführungspläne anpassen, um ihre Investitionen gegen Einnahmen durch 5G abzuwägen.

Die Einführung von 5G ist in vollem Gange

Obwohl die Bereitstellung von 5G kurzfristig für Mobilfunkbetreiber eine Herausforderung darstellen kann, führen die Marktnachfrage und die daraus resultierenden Möglichkeiten zu einer Beschleunigung der globalen Einführungspläne. Ausgehend von einem Start aus dem Stand heraus Ende 2018 dürfte die Einführung von 5G-Abonnements voraussichtlich schneller vonstattengehen als die jeder anderen mobilen Kommunikationstechnik. CCS Insight, ein britisches Marktforschungsunternehmen, prognostiziert, dass sich die Anzahl der weltweiten 5G-Verbindungen bis 2025 auf 2,7 Milliarden belaufen dürfte (Abbildung 1).

Abbildung 1: prognostizierte Zunahme der weltweiten 5G-Verbindungen (Quelle: CCS Insight)

Der Begriff „5G-Dienst“ deckt jedoch ein breites Spektrum an Netzwerkfunktionen ab, wie aus der technischen Anforderung der International Telecommunication Union (ITU), IMT2020, ersichtlich (Abbildung 2).

Abbildung 2: 5G-Leistungsanforderungen (Quelle: NGMN 5G White Paper)

Um diese Anforderungen zu erfüllen, müssen Betreiber hohe Beträge in alle Netzwerkbereiche investieren, einschließlich Frequenz, Radio Access Network-Infrastruktur (RAN), Übertragung und Kernnetzwerke. Laut einer Studie zu einem europäischen Land von McKinsey & Company[i], einem Unternehmensberater, müssen die Investitionen in die Netze im Zeitraum 2020 bis 2025 um 60 % steigen, was einer Verdoppelung der Gesamtbetriebskosten entspricht.

Angesichts der oben genannten Faktoren wäre es daher nicht verwunderlich, wenn die meisten Betreiber einen evolutionären Ansatz für die Einführung von 5G verfolgen, bei dem Investitionen und steigende Einnahmen gegeneinander abgewogen werden. Der Fahrplan für die globale Verfügbarkeit des 5G-Dienstes hängt somit davon ab, inwiefern Betreiber ihren Investitionen basierend auf lokalen gesetzlichen Bestimmungen sowie Marktbedingungen Priorität beimessen.

Regulatorische und technische Faktoren

Wie bei jeder Wireless-Netzwerktechnologie ist die Verfügbarkeit von Frequenzen ein Schlüsselelement von 5G, wobei dieses Netz Frequenzen von 0,4 GHz bis hin zu Millimeterwellen von 30 GHz und mehr nutzt. Die von 5G-Diensten bereitgestellten Funktionen basieren auf den verwendeten Übertragungsfrequenzen, wobei die höchsten Ziele, d. h. die hohe Geschwindigkeit und große Bandbreite, durch Netzwerktechnologien, die Millimeterwellen nutzen, erschlossen werden.

Der Aufbau und die Implementierung von Millimeterwellen-Netzen sind technisch anspruchsvoll und kostspielig. Es sind innovative energiesparende HF-Verstärker, die bei diesen Frequenzen effizient arbeiten können, erforderlich und die Übertragungseigenschaften von Signalen bei diesen Frequenzen erfordern eine massive Verdichtung der Netze.

In Anbetracht dieser Herausforderungen konzentrierte sich 3GPP, das globale Gremium, das für die Entwicklung von 5G-Standards verantwortlich ist, bei seiner ersten Version, die 5G (Version 15) abdeckt, auf die nicht eigenständige Technologie 5G NR (Non-Stand-Alone, NSA). 5G NSA ermöglicht Betreibern die Nutzung der vorhandenen 4G/LTE-Infrastruktur zur Bereitstellung von Diensten durch Aufrüstung mit der Massive MIMO-Technologie.

Eine Überprüfung der weltweiten Einführungspläne würde nahelegen, dass die meisten Betreiber diesen Ansatz verfolgen, wie in dem in Tabelle 1 zusammengefassten Beispiel dargestellt. Mit Ausnahme von AT&T und Verizon, die ihren Millimeterwellen-Frequenzbereich nutzen, um Breitbanddienste für Privatanwender in anvisierten Städten anzubieten, scheinen sich die meisten anderen Betreiber fürs Erste auf mittlere Frequenzen bis 6 GHz auszurichten, den sogenannten optimalen Bereich für MIMO. Diese Betreiber konzentrieren sich zunächst auf Verbraucherangebote und arbeiten mit Herstellern mobiler Geräte zusammen, um höhere Download-Geschwindigkeiten zu bieten. In Großbritannien haben EE und Vodafone zudem ihre Absicht angekündigt, in ländlichen Gebieten Fixed Wireless Access (FWA) anzubieten.

Betreiber

Frequenzen

Services

AT&T

39 GHz

Breitband für Privatanwender

Verizon

28/39 GHz

Breitband für Privatanwender

T-Mobile (USA)

600 MHz

Verbraucher, Handapparate, Tablets usw.

EE

3,4 GHz

Verbraucher, Handapparate, Tablets usw.

Vodafone

3,4 GHz

Verbraucher, Handapparate, Tablets usw.

China Unicom

3,5 bis 3,6 GHz

Verbraucher, Handapparate, Tablets usw.

Südkorea (alle 3 Betreiber)

3,5 GHz

Verbraucher, Handapparate, Tablets usw.

Tabelle 1: Beispiel-Einführungspläne

Dabei handelt es sich um kurz- bis mittelfristige Strategien, die einen frühen Markteintritt und das Erwirtschaften von Einnahmen ermöglichen sowie gleichzeitig die erforderlichen Investitionen für den Aufbau der gesamten 5G-Infrastruktur verzögern. Obwohl viele Länder derzeit Frequenzen im mittleren Bereich versteigern, handelt es sich dabei um eine endliche Ressource, die McKinsey zufolge bis 2025 ausgeschöpft sein werde.

Zwei Ereignisse im Jahr 2019 werden wahrscheinlich die nächste Welle von Frequenzversteigerungen und Investitionen in 5G-Netze nach sich ziehen. Im Oktober wird die ITU bei der vierjährlichen Weltfunkkonferenz die Frequenzzuteilung für 5G abschließen und bis Dezember soll 3GPP Version 16 bereitstehen und damit die 5G-Spezifikationen einschließlich der Standards für 5G mit Millimeterwellen vervollständigen.

Marktimpulse

Die meisten aktuellen 5G-Einführungspläne zielen auf die Produkte ab, die keine größeren Investitionen erfordern, um die Nachfrage der Verbraucher nach mehr Bandbreite zu decken. Dadurch ist sinkt die die Notwendigkeit, erhebliche Investitionen in Netze zu tätigen. Die großen Einnahmequellen werden jedoch erst zugänglich, wenn die 5G-Funktionen die latente Nachfrage nach einer Reihe von Anwendungen in verschiedenen Branchen befriedigen können. 5G wird ein entscheidender Faktor für die Digitalisierung in verschiedenen Branchen wie Landwirtschaft, Einzelhandel, Automobilbau, Fertigung sowie Energie und Versorgung sein. Laut einer kürzlich von Ericsson und A.D. Little[ii] durchgeführten Studie können Betreiber durch das Schaffen des Rahmens für die Nutzung dieser Anwendungen bis 2026 mit einer Umsatzsteigerung von bis zu 36 % rechnen.

Es versteht sich von selbst, dass die Erschließung dieser Einnahmequellen Investitionen in 5G-Netze der nächsten Generation erfordert. Autonome Fahrzeuge und Cloud-Robotik erfordern beispielsweise Latenzzeiten, die nur durch die breite Implementierung von Edge-Computing erreicht werden können. Ebenso erfordert die Einführung von Smart City-Anwendungen, die Tausende von Sensoren in einem kompakten geografischen Gebiet umfassen, eine Verdichtung des Netzes. Abbildung 3 zeigt ein Diagramm typischer Anwendungsfälle im Verhältnis zur einfachen Bereitstellung und den Herausforderungen bei der Markteinführung, die für Investitionsanforderungen repräsentativ sind.

Abbildung 3: Wachstumschancen für Anwendungen (Quelle: The Guide to Capturing the 5G Industry Digitalisation Business Potential, Ericsson)

Störungen sind zu erwarten

Die verbesserte Netzwerkleistung von 5G mit schrittweiser Änderung der Download- und Uploadgeschwindigkeit sowie extrem niedriger Latenz verspricht, ein wichtiger Treiber für die industrielle Digitalisierung zu sein, viele bestehende Geschäftsmodelle zu durchbrechen und sowohl Chancen als auch Risiken zu schaffen, nicht nur für Mobilfunkbetreiber, sondern auch für Akteure in unterschiedlichsten Branchen wie Gaming oder Automobilindustrie.

Betreiber und Gerätehersteller in der Telekommunikationsindustrie stellen sich bereits darauf ein und bilden Ökosysteme, um neuen Anforderungen gerecht zu werden. So hat sich beispielsweise die Organisation 5GAA weiterentwickelt, um sicherzustellen, dass die Anforderungen des Markts der autonomen Fahrzeuge in den sich entwickelnden 5G-Spezifikationen berücksichtigt werden. In ähnlicher Weise zielt OneM2M darauf ab, Standards und Lösungen für aufkommende Machine-to-Machine- und IoT-Technologien zu entwickeln.

Mit dem Start von 5G müssen erfolgreiche Akteure in immer komplexeren Ökosystemen überleben und diese verwalten. Um die Vorteile der industriellen Digitalisierung nutzen zu können, müssen Betreiber beispielsweise Partnerschaften für die Markteinführung mit Branchenspezialisten, Anwendungsentwicklern und Systemintegratoren eingehen. Darüber hinaus sind innovative Ansätze zur Verwaltung von Investitionen erforderlich, die eine sorgfältige Untersuchung des Konzepts der gemeinsamen Nutzung von 5G-Netzwerken erfordern.

Wie bei jeder neuen, bahnbrechenden Technologie wird es Gewinner und Verlierer geben, wobei Agilität, Innovation und Zusammenarbeit die wichtigsten Erfolgsfaktoren darstellen.

Fazit

5G-Dienste sind nunmehr in einer Vielzahl von Ländern verfügbar, werden aber größtenteils über erweiterte LTE-Netze bereitgestellt, wobei mittlere Frequenzen bis 6 GHz genutzt werden. Während diese Dienste Betreibern zwar die Demonstration der Fähigkeit von 5G ermöglichen, werden die wirklichen Möglichkeiten erst dann erschlossen, wenn die volle 5G-Netzfunktionalität verfügbar ist, was erhebliche Investitionen in allen Netzwerkbereichen erfordert. Um die von der industriellen Digitalisierung prognostizierten Vorteile nutzen zu können, müssen Betreiber ihre Investitionen sorgfältig planen und in komplexen Ökosystemen arbeiten, um Zugang zu ihren ausgewählten Marktsegmenten zu erhalten.

[i] The Road to 5G: the inevitable growth of infrastructure cost, McKinsey & Company

[ii] The 5G Business Potential, Second Edition, Ericsson

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16 Sep 2019, 21:38

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