5G Funkspektrum als Katalysator für Digitalisierung und Industrie 4.0 - Heiko Ross I 30. März 2021 - DIHK
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Heiko Ross I 30. März 2021 5G Funkspektrum als Katalysator für Digitalisierung und Industrie 4.0
LS telcom – Überblick
Gegründet 1992 Mehr als Kunden in mehr als
29
Jahre Expertise und
240 100
hochqualifizierte Mitarbeiter Ländern
Erfahrung
Bekannt für Qualität
ISO 9001:2015
Zertifiziert seit 2015
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LS telcom - Portfolio & Märkte Software, Hardware, Planungsleistungen, Beratung & Training für bestmögliche Nutzung des Spektrums Spektrum Management Funküberwachung Funkkommunikation Copyright © 2021 by LS telcom AG 3
Wie sind die regulatorischen Rahmenbedingungen? Derzeit verfügbares Funkspektrum für lokale Breitbandnetze Spektrum 3,7 – 3,8 GHz (Campusnetz) 26 GHz (24,25 - 27,5 GHz) Beginn des 01.11.2019 01.01.2021 Antragsverfahrens Bandbreite Maximal 100 MHz (10 MHz Blöcke) Keine Grenze (200 MHz Blöcke bis 800 MHz) Gebührenhöhe G = 1000 + B x t x 5 x (6a1 + a2) G = 1000 + B x t x 0,63 x (6a1 + a2) Antragssteller Grundstückseigentümer / Pächter Keine Beschränkung auf Grundstücke Art der Kommunikation Beschränkung auf betriebsinterne TK Keine Beschränkung auf betriebsinterne TK Gültigkeit der Lizenz 10 Jahre 20 Jahre Technik Technologieneutral Technologieneutral Copyright © 2021 by LS telcom AG 4
5G Campusnetz - Wie ist die weltweite Situation? Frequenzen für Campusnetze international Copyright © 2021 by LS telcom AG 5
Welche Möglichkeiten ergeben sich durch 5G?
Was ist neu und besonders an 5G?
Vielfalt der Anwendungen Breites Brancheninteresse
Netzbetreiber
Automatisierungsindustrie
Automobilindustrie
Innere Sicherheit
Betreiber kritischer Infrastrukturen
Smart Cities
Versorger
Transport & Verkehr
Krankenhäuser/Kliniken
Hochschulen
Veranstalter
Landwirtschaft
…und viele mehr
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Eigenes Campusnetz vs. Providerlösung
Zwei Alternativen für „Nutzer von 5G-Diensten“
Netzbetreiber (Netzprovider / öffentlicher Mobilfunk)
Öffentliche Netzbetreiber fungieren als Dienstleister
00
Schlüsselfertige Bereitstellung und Betrieb
Besitz des Nutzers (Eigenes Campusnetz)
Campusbesitzer ist „privater“ Netzbetreiber
Kapital und Wissen muss vorhanden sein
Unabhängigkeit vom Netzbetreiber 00
• Realisierung des „maßgeschneiderten“ individuellen Netzes
• Optimiert gemäß eigenen Anforderungen
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Eigenes Campusnetz vs. Providerlösung
Warum sollte ich mein eigenes, lokales 5G-Campusnetz betreiben?
WLAN und öffentliche Mobilfunknetze sind oft nicht ausreichend
Spezifische Anforderungen z.B. an: Verfügbarkeit - Zuverlässigkeit - Funktionshoheit – Sicherheit - Krisenfestigkeit
Campusnetz erlaubt Realisierung des auf seine eigenen Belange maßgeschneiderten, individuellen Netzes,
optimiert auf die eigenen Anforderungen.
Lizenziertes Band
Eigene „exklusive“ Frequenzen und somit alleiniger Zugriff auf die volle Netzkapazität
Individuelle Nutzung des Spektrums “garantiert” (keine Fremdnutzer im Netz/Band)
Keine “legalen” externe Beinflussungen (Beitrag zur Robustheit)
Netzdesign nach “eigenen” Anforderungen
Netzabdeckung individuell planbar 00
Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit
Eigene, maßgeschneiderte Redundanzkonzepte
Autarke Quality of Service (QoS) Parameter Sets
Maßnahmen zur Netzhärtung, Robustheit, Krisenfestigkeit, Blackout-Szenarien realisierbar
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Individualität ist der Schlüssel zum Erfolg
Network Slicing – Neue Möglichkeiten in 5G-Campusnetzen
Ein physikalisches Netzwerk wird in mehrere virtuelle Netzwerke geteilt (Partitionierung)
Individuelle Slices für die Nutzer einer gemeinsamen (lokalen) Frequenz
Ermöglicht anwendungsspezifische Network Slices mit unterschiedlichen Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen
extreme Mobile Broadband
(eMMB)
• Prio Datenrate
HD Kameras, Brillen…
Ultra Reliability and Low Latency
Communication (URLLC)
massive Machine Type Communication • Prio Zuverlässigkeit
(mMTC) • Prio Latenz
• Prio Anzahl Empfänger Autonomes Fahren, Medizin
• Prio Lebensdauer Batterie (Operationen), Roboter…
Sensoren, Aktuatoren, Maschinen…
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Eigenes Campusnetz vs. Providerlösung
Warum sollte ich mein eigenes, lokales 5G-Campusnetz betreiben?
Digitale Souveränität & Funktionshoheit
Organisationen / Unternehmen behalten die Hoheit über ihre eigenen, sensiblen Daten (z.B. Geschäfts- und
Produktionsdaten)
Organisationen / Unternehmen kontrollieren die Funktionsebenen (Dienste, Teilnehmer, Endgeräte,
Netzelemente, Funkressourcen)
Sicherheit
Geschlossenes System
Individuelle Konzepte zur IT / Cyber Sicherheit möglich
00
Minimierung der Gefahr eines Netzausfalls
Einfacher zu überwachen, weil weniger Netzelemente
Schnelle Reaktion bei Störung oder Änderung/Anpassung
Individuelle Monitoringskonzepte um Veränderungen im Netz frühzeitig zu erkennen
Copyright © 2021 by LS telcom AG 10Frequenzen optimal nutzen
Wie betriebssichere Funkkommunikation sicherstellen?
Konzeption & Planung betriebssicherer, zuverlässiger Funkversorgung in anspruchsvoller
Umgebung
Spektrum Inventur zur Validierung der aktuellen Funknutzung und als Grundlage für die
zukunftssichere Planung zuverlässiger Systeme
Frequenznutzungs-Datenbank & Koexistenz Analyse
Proaktive Vermeidung
von Störfällen
Copyright © 2021 by LS telcom AG 11Frequenzen optimal nutzen - Konzeption und Planung
Betriebssichere Funkkommunikation
Konzeption und Planung von zuverlässiger, hochverfügbarer, sicherer und
kosteneffizienter Funkversorgung in anspruchsvoller Umgebung (Industrieanlagen,
Produktionsstätten, Gebäude, Objekte, Tunnel, Stadien, ….)
Nur ein gut konzeptioniertes, geplantes und in sich funktionierendes System kann eine betriebssichere
Funkkommunikation sicherstellen
Der zum Anwendungsfall passende Nutzpegel, eine lückenlose Versorgung und ein passendes
Redundanzkonzept bilden die Basis für einen zuverlässige Service
Konzeption & Planung gehen Hand in Hand
Copyright © 2021 by LS telcom AG 12Konzeption & Planung
Konzeption & Planung müssen Hand in Hand gehen
Anwendungsfälle bestimmt Netzanforderungen und Planungsparameter
Welches 5G Netz brauche ich?
Wovon hängt Funkversorgung Kapazität
Hohe Datenrate
und Verfügbarkeit ab?
Hohe Zuverlässigkeit
Geringe Latenz Üblicher Verdächtiger Spektrum
Geringer Energieverbrauch bei schlechter Versorgung
Infrastruktur
System
Störpegel
Rauschen Use Case Service
Signalpegel
Konzeption
(Funk)Planung
Copyright © 2021 by LS telcom AG 13Frequenzen optimal nutzen – Spektrum-Inventur
Betriebssichere Funkkommunikation
Spektrum-Inventur zur Validierung der aktuellen Funknutzung und als Grundlage für
die zukunftssichere Planung zukünftiger, hochzuverlässiger Funksysteme
Ist-Aufnahme der aktuellen Situation
Erkennen was auf dem Gelände wirklich funkt
(bewusst oder unbewusst - legal oder illegal – permanent oder temporär – regelmäßig oder zufällig)
Aufdeckung potentieller Probleme
Als Grundlage für die Planung zukünftiger Systeme
Ist der relevante Frequenzbereich sauber?
Wie können neue Systeme integriert und ausgelegt werden?
Ermöglicht das Erstellen einer Frequenznutzungs-Datenbank
Copyright © 2021 by LS telcom AG 14Spektrum Inventur Die Spektrums-Inventur wird benötigt weil: Das unsichtbare Medium „transparent“ wird Die aktuelle Situation dokumentiert wird Potentielle Probleme aufgedeckt werden Die Zuverlässigkeit von Funksystemen bewertet werden kann Fundierte Grundlagendaten für Entscheidungen und Planungen existieren Die Basis für permanenten Funkschutz gelegt wird Copyright © 2021 by LS telcom AG 15
Frequenzen optimal nutzen - Koexistenz Analyse
Betriebssichere Funkkommunikation
Frequenznutzungs-Datenbank & Koexistenz Analyse
Zentrale Stelle für alle funkrelevanten Daten
Man muss wissen wer, wie mit was und wo auf dem relevanten Gelände wann (legal) funkt
Neu Systeme können vor Inbetriebnahme simuliert und auf ungewollte Wechselwirkungen mit
bestehenden Systemen getestet werden
Simulieren von Nutzungsszenarien beugen Störfällen vor und schützen vor Fehlinvestitionen.
Copyright © 2021 by LS telcom AG 16Koexistenz-Analyse
Die isolierte Betrachtung des neuen Funksystems reicht nicht aus
Kompatibilität zwischen allen Funksystemen gewinnt mehr und mehr an Bedeutung
Werde ich gestört?
Störe ich andere?
Bei vielen komplexen Systemen
ist die Konzeption und Planung
unter Berücksichtigung der
Funkumgebung unerlässlich
damit die Systeme
betriebssicher on Air gehen
können!
Copyright © 2021 by LS telcom AG 17Frequenzen schützen
Wie kann man Funkspektrum schützen?
Proaktives Spektrum Management: Erstellung eines Regelwerks und Etablierung einer
Spektrum-Resource-Datenbank zur Verwaltung der Funklizenzen und Steuerung des
Genehmigungsprozesses
Permanentes Spektrum Monitoring als Frühwarnsystem zur Vermeidung, Identifikation,
Ortung und Behebung von Funkstörungen und daraus bedingten Systemausfällen
Minimierung von
Störungen, Stillstand- und
Ausfallszeiten
Copyright © 2021 by LS telcom AG 18Frequenzen schützen – Spektrum Management
Vorbeugender Funkschutz
Proaktives Spektrum Management
Erstellung eines Regelwerks
Welche Funkanlage lasse ich unter welchen Bedingungen zu?
Welche Prüfungen führe ich durch?
Spezifikation von Zulassungsprozessen
Einführung & Überwachung der Zulassungsprozesse
Etablierung einer Spektrum-Resource-Datenbank zur Verwaltung der Funklizenzen,
Zulassungsprozessen, Frequenznutzung
Copyright © 2021 by LS telcom AG 19Etablierung einer Spektrum-Resource-Datenbank
Zentrale Speicherung und Verwaltung aller funkrelevanten Daten
Standort, Sender, Frequenz, Leistung, Verantwortung, etc.
Prüfung der eingereichten Unterlagen
Passive und aktive Störberechnung
Erteilung von Genehmigungen/Zulassungen
Spektrum Management gemäß internen Compliance Regeln
360° Blick auf die zugelasse Funkinfrastruktur auf dem
Gelände/im Konzern
Copyright © 2021 by LS telcom AG 20Frequenzen schützen – Spektrum Monitoring
Vorbeugender Funkschutz
Permanentes Monitoring des Funkspektrums als Frühwarnsystem zur Vermeidung,
Identifikation, Ortung und Behebung von Funkstörungen und daraus bedingten
Systemausfällen
Vorbeugender Funkschutz - ein Frühwarnsystem für Unregelmäßigkeiten & Störungen in den
relevanten Frequenzbändern.
Erkennen, protokollieren, lokalisieren und beheben von Störungen und daraus resultierenden
Systemausfällen
Copyright © 2021 by LS telcom AG 21Permanentes Monitoring
Kontinuierliche und breitbandige Messungen des Funkspektrums
24/7/365
20 MHz – 6 GHz
Ständiger Abgleich mit Referenzdaten
Daten aus Spektrum-Ressource-Datenbank/System
Vorhandene Messdaten
Automatische Erkennung von Anomalien
Über- oder Unterschreitung von zu erwartendem
Empfangspegel
Copyright © 2021 by LS telcom AG 22Permanentes Monitoring
Alarmierung des Betreibers
Email, Messaging, etc.
Lokalisierung des Störers
Geolocation (TDoA, GRoA+)
Direction finding
Nachhaltige Speicherung von Störszenarien
Copyright © 2021 by LS telcom AG 23Smart Industry Solution
Smart Industry
Solution
Spectrum & Frequenz Consulting, Service, Support, Spectrum Guarding
Management System Operation System
mySPECTRA LS OBSERVER
Web-Portal Kontinuierliche
für lok. Frequenz- Funk-
management überwachung
Interferenz & Datenanalyse &
Zentrale Koexistenz Automatische
Frequenz & Demodulation
Analyse Störungs-
Sender alarmierung
Datenbank Workflows zur Störer-
autom. analyse
Bearbeitung
Copyright © 2021 by LS telcom AG 24Referenzprojekt Schiphol Airport
Projekt Schiphol Airport
Bereitstellung einer sicheren, störungsfreien Funkumgebung für alle
Funknetze, -dienste und –anwendungen…
Bei steigendender Nachfrage und immer mehr geschäftskritischen
Anwendungen, die im Rahmen der Digitalisierung benötigt werden.
Entwicklung eines allgemeinen
Genehmigung-Regelwerks
Erfassung und Zentralisierung
aller funkrelevanten Daten
Einführung eines
Frequenzmanagementsystems
Einführung eines
Funküberwachungssystems
Copyright © 2021 by LS telcom AG 25Schiphol Airport
Flughafen Schiphol
Amsterdam
hat nun den vollständigen
Überblick über das genutzte
Frequenzspektrum und die
Infrastruktur.
bietet ihren Kunden
exzellente, zuverlässige,
störungsfreie und sichere
Funkdienste.
kann Vorfälle, Missbrauch
und illegale
Frequenznutzung erkennen
und sofort reagieren.
Copyright © 2021 by LS telcom AG 26LS Digital Exhibition Zusammenfassung Copyright © 2021 by LS telcom AG 27
Zusammenfassung und Fazit
Grundlage für mobile Digitalisierung und Industrie 4.0 ist Konnektivität basierend auf
Telekommunikationsnetzen und Internet of Things
5G-Campusnetze erfüllen alle regulatorischen und technischen Vorraussetzungen um zum
Katalysator der Transformation zu werden
LS telcom als unabhängiger und neutraler Anbieter von Beratungsleistungen und
Systemlösungen unterstützt Sie von der Konzepterstellung bis zur Inbetriebnahme eines
5G-Campusnetzes
Unsere Smart Spectrum Solutions unterstützen Sie
• das Potential von digitalen Netzen vollständig auszuschöpfen
• und eine sichere und störungsfreie Funkumgebung zu gewährleisten
Copyright © 2021 by LS telcom AG 28LS Digital Exhibition Vielen Dank für Ihre Teilnahme! Heiko Ross I Email: HRoss@LStelcom.com I Telefon: 07227 9535 600 Copyright © 2021 by LS telcom AG 29
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