5G-Netzausbau
Jetzt an die Zukunft denken
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Dynamic Spectrum Sharing – die Lösung für das Reichweitenproblem?
Wie können Netzbetreiber erfolgreich 5G einführen, wenn ihnen dafür nicht genügend reichweitenstarke Lowband-Frequenzen im 700-Megahertz-Bereich zur Verfügung stehen? 5G-NSA ist dafür ein guter Ansatz, um schnell 5G-Netze aufzubauen, beispielsweise in Städten. 5G-NSA kann allerdings nicht die Netzabdeckung und Leistung zur Verfügung stellen, die auf lange Sicht beispielsweise in ländlichen Gebieten benötigt wird. Dynamic Spectrum Sharing (DSS) soll dieses Problem lösen. Die DSS-Technologie erlaubt es, 5G New Radio und 4G über dasselbe Frequenzband gleichzeitig zu übertragen. Die Basisstation kann dadurch sehr kurzfristig auf die aktuelle Nachfragesituation reagieren und das verfügbare Spektrum für 4G- und 5G-Nutzer aufteilen. Und das sehr schnell und im laufenden Betrieb. Die Teilung der Frequenz wird dynamisch über Software erreicht, meist ohne baulichen Aufwand. Netzbetreiber können die 5G-Netzabdeckung ausbauen und gleichzeitig der Nachfrage nach 4G/LTE gerecht werden, was zu einer effizienteren Netzauslastung, einem kostengünstigen Netzausbau und höheren Reichweiten führt.
Die versprochenen hohen Datenraten und niedrigen Latenzzeiten lassen sich über DSS allerdings noch nicht realisieren. Daher ist ein Aufbau eines eigenen 5G-Kernnetzes mit vielen Millimeterwellen-Zellen (Stichwort Standalone, SA) für ein Highspeed-5G-Netz unerlässlich. Netzbetreiber müssen also neben DSS auch weiter ergänzend in den Ausbau eigener 5G-Antennen und -Kernnetze investieren. So ist es auch hier schwierig, den Energieverbrauch insgesamt zu reduzieren, weil neues Equipment zum Netz hinzukommt, ohne dass altes 4G-Equipment außer Betrieb genommen wird. Da sich 5G-Equipment viel schneller und häufiger zwischen Sendeübertragungen abschaltet als 4G-Equipment, ist die neue Technik energieeffizienter. Bis jedoch ein bedeutender Teil des Netzwerk-Traffics über 5G-Netzwerke läuft, wird dieser Vorteil wohl noch keine große Bedeutung für Energie- und Emissionseinsparungen bringen.
Mikro-Infrastruktur verspricht Netzwerkverdichtung
Für Small Cells, also kleine kompakte Funkzellen, müssen keine neuen 5G-Masten aufgestellt werden. In Städten wären große Mobilfunk-Tower aufgrund von Bebauungsvorschriften und fehlendem Platz meist ohnehin nicht denkbar; hinzu kommen der hohe Energieverbrauch und die Schwierigkeit, in einer urbanen Umgebung erneuerbare Energien wie Wind oder Solar für die Stromerzeugung einzusetzen. Mit Small Cells ergibt sich hier eine geeignete Möglichkeit, die Abdeckung in heterogenen 5G-Netzen zu erhöhen. Mikrozellen, die größte Art von Small Cells, sind Sendeanlagen mit geringer Leistungsabgabe, die im Vergleich zu einem Standardtower einen kleineren geografischen Raum abdecken. Picozellen haben eine geringere Abdeckung als Mikrozellen; sie versorgen beispielsweise einzelne Firmengebäude oder Niederlassungen. Zudem sind sie sehr kompakt, in der Regel nicht größer als eine Packung Druckerpapier. Femtozellen sind sogar noch kleiner, verbinden sich mit dem 5G-Kernnetz über einen festen Breitbandanschluss und können zwischen vier und acht mobile Endgeräte unterstützen. Der Vorteil: Femtozellen müssen nicht über das Netzwerk mit Strom versorgt werden; sie können an Unternehmen ausgeliefert werden, die dann den Breitbandanschluss und die Stromversorgung übernehmen.
Das große Ganze im Blick
Die genannten Herausforderungen werden die 5G-Netzwerkplanung noch viele Jahre beschäftigen. Wenn 5G dann für die Mehrheit mobiler Breitband-Nutzer ausgerollt ist, werden für Massive-IoT- und uRLLC-Anwendungen laufend Investitionskosten anfallen. Wie hoch diese sein müssen, hängt davon ab, welche Entscheidungen Netzbetreiber jetzt treffen. Dabei geht es um Fragen wie: Wird die aktuelle Stromversorgungslösung auch in Zukunft noch ausreichend sein? Werden die eingesetzten Komponenten auch für kompaktere Lösungen der Zukunft geeignet sein?
Eine Beschaffungsstrategie, die nur die Kosten im Blick behält, wird bei 5G scheitern, weil sie nicht angemessen auf schnelle Marktveränderungen reagieren kann. Es geht nicht nur darum, die Investi-tionskosten möglichst gering zu halten; es geht darum, ein flächendeckendes Netzwerk aufzubauen, das dennoch so wenige Reparaturen wie möglich erfordert, die Betriebskosten niedrig hält und Treibhausgasemissionen reduziert.
Patrick Ku, Associate Director der Component Business Group, Delta Electronics EMEA
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