Untersuchungen zur Mobilfunkversorgung am Beispiel einer grenznahen ländlichen Region
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Steinbeis-Transferzentrum Institut für Breitband- und Medientechnik Untersuchungen zur Mobilfunkversorgung am Beispiel einer grenznahen ländlichen Region Prof. Dr. S. Breide, Prof. Dr. C. Lüders, S. Helleberg (M.Eng.) Steinbeis-Transferzentrum: Institut für Breitband- und Medientechnik - I.BM.T 59872 Meschede Email: lueders.christian@fh-swf.de -1- ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Agenda 1. Einführung 2. Projekthintergrund und Ziele 3. Unternehmensbefragung 4. Bestandsaufnahme 5. Messungen 6. Zusammenfassung 7. Ausblick -2- ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Einführung Politische Ausgangslage Digital-Gipfel 2017 (BMWi) Realisierung von flächendeckenden, bedarfsgerechten Gigabit-Infrastrukturen im Fest-und Mobilfunknetz möglichst bis 2025 5. Generation Mobilfunk wichtige Säule zur Zielerreichung nächster Technologieschritt Ambitionierte Zielsetzung Wie ist die aktuelle Versorgungssituation im Land? Datenverbindung langsam Sprachqualität schlecht Die Verbindungen reißen ab Bei uns gibt es kein Mobilfunk … -3- ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Projekthintergrund und Ziele Auch in der Grafschaft Bentheim häuf(t)en sich die Beschwerden Insbesondere durch Unternehmen Anlaufpunkt: WFG Vermutete Ursachen: Störungen durch NL-Netz, schlechter Ausbauzustand Unzulässige Störungen jedoch von BNetzA nicht festgestellt Gespräche mit Netzbetreibern zur Verbesserung Ausbauzustand erfolglos Mobilfunkversorgung seit mehreren Jahren auf der politisch/operativen Agenda aber noch keine zufriedenstellende Ergebnisse erreicht Eher das Gegenteil, der Druck nimmt zu Objektive Einschätzung der Beschwerden und Versorgungssituation notwendig! -4- ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Projekthintergrund und Ziele Projektziele: Detaillierte Erhebung zur Nutzung, zum Bedarf und zur empfundenen Qualität unterschiedlicher Mobilfunkdienste Unternehmensbefragung Analyse der Papierform der Mobilfunkversorgung Messungen zur Verfügbarkeit verschiedener Technologien (2G, 3G, 4G), zu Empfangspegeln, zur Sprachqualität und zu Verbindungsabbrüchen (mobil) Messungen zur Verfügbarkeit verschiedener Technologien, zu Empfangspegeln, zur Sprachqualität und zu Datenraten (stationär) Erarbeitung von technischen, organisatorischen und politischen Handlungsempfehlungen -5- ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Umfrage Unternehmensbefragung zum Bedarf an Mobilfunkdienstleistungen und subjektiven Versorgungslage Ca. 1.000 Unternehmen angeschrieben Rücklaufquote über 30% ein sehr gute Ergebnis! Meldungen über Mobilfunk- störungen aus dem gesamten Kreisgebiet Aber: Grenzregion scheint besonders betroffen Gesamtzufriedenheit stark begrenzt Unternehmensstandorte der Rückläufer -6- ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Umfrage: Nutzung von Anwendungen Fernüberwachnung Video Internetsurfen selten Email mit Anhang mittel Email ohne Anhang stark Telefonie (im Kfz) Telefonie (stationär) 0% 20% 40% 60% 80% -7- ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Umfrage: Zufriedenheit Internetsurfen Email mit Anhang nr/kA Email ohne Anhang unzufrieden zufrieden Telefonie (im Fahrzeug) Telefonie (stationär) 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% -8- ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Unternehmensbefragung – Fazit Hohe Unzufriedenheit mit der Gesamtversorgung Betrachtung von einzelnen Anwendungen differenzierter Hauptanwendungen sind: Telefonie stationär und mobil Mails und Internetsurfen Mangelart und Häufigkeit lassen auf eine unzureichende Funkversorgung schließen Über 80% der Unternehmen nutzt Vodafone und/oder Telekom Messungen beschränken sich auf Vodafone und Telekom und prüfen insbesondere die funktechnische Versorgung Messungen erfolgen insbesondere im grenznahen Bereich zu den NL -9- ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Bestandsaufnahme Landkreis Grafschaft Bentheim Bundesland Niedersachsen Verwaltungssitz: Nordhorn -52.6 Durchschnittliche bis Fläche: 980,87 km² gute Versorgung Einwohner: 135.770 (31. Dez. 2016) Bevölkerungsdichte: 138 Einwohner je km2 -52.5 Kreisgliederung: 25 Gemeinden Besondere Situation: Grenzregion zu NL -52.4 Grenze an drei Seiten Mobilfunkanbieter Telekom, Vodafone, O2/Eplus -52.3 Mobilfunkstandorte ~ 100 Standorte pro Fläche 1 Standort pro 10 km² 6.7 6.8 6.9 7 7.1 7.2 7.3 Einwohne pro Standort 1360 Einwohner pro Quellen: emf3.bundesnetzagentur.de/karte/Default.aspx C. Jobelius: http://web41951.pfweb.eu/mobilfunk/ Standort - 10 - ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Messungen Messaufbau und Durchführung Messendgeräte mit spezieller Messsoftware, z.B. QualiPoc Android von R&S Erfasste Daten: verwendete Technologie (2G, 3G, 4G), verwendetes Netz, Empfangspegel, Bitfehlerraten, Protokollanalyse Koordinaten etc. Nutzung der Endgeräteantennen Telefonie Gesamtversorgung Standortmessungen • klassische • Idle Modus • 7 Standorte leitungsgebundene • 2G/3G/4G • Sprachverbindung Telefonie • Freie Technologiewahl • Datenverbindung • Kein VoIP/VoLTE • Keine Feste Verbindung • 2G/3G/4G • GSM/UMTS durch • Messfahrt Innenraum • Spektrumsanalyse Endgerät frei wählbar • Außenmessung • Aktive Sprachverbindung zur subjektiven Qualitätsbewertung • Messfahrt Innenraum - 11 - ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Messungen: Sprachqualität Telekom-Netz 0 0 0 Abbruch 5 ca. 120 km5 52 56 60 5 64 10 10 10 48 15 15 68 15 20 20 44 72 20 Y [km] Y [km] Y [km] 40 28 36 32 0 76 24 GSM UMTS 25 25 90 25 -50 -58 60 5 95 100 85 20 Deutschland 10 80 GSM (2G) 105 -60 -68 50 30 15 30 75 110 30 Empfangs- Niederlande 20 UMTS (3G) 115 -70 -78 40 70 Pegel / dBm Y [km] 65 55 120 60 50 16 35 25 35 125 45 130 40 35 -80 -88 30 35 Abbruch 30 Fahrtzeit in 100 s 30 -90 -98 20 35 4 40 40 25 10 5 8 40 -100-108 10 40 15 20 12 45 0 10 20 30 40 50 -110 0 -118 45 45 X [km] 45 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40 X [km] X [km] X [km] 0 0 0 5 5 Abbruch5 10 10 10 15 15 15 60 20 20 20 Y [km] Y [km] Y [km] 50 0 0 25 30 25 0 km 60 90 5 90 >600,2% 95 100 25 5 85 40 95 100 85 10 80 25 105 10 80 >500,4% 105 50 30 30 75 30 15 75 30 20 Radio 110 115 15 >400,8% 110 Bitfehlerrate 5 km 40 20 70 Link 115 Entfernung Y [km] 65 55 120 50 20 70 Y [km] 60 65 55 120 25 35 15 20 125 45 130 35 >301,6%- GSM 60 50 35 zur BS 40 125 45 30 130 25 40 Timeout 35 30 10 10 km > 3,2% - Sprache 35 20 30 30 5 35 10 20 40 40 5 Counter 25 15 10 5 35 40 >106,4% 30 40 20 25 5 10 45 0 0 40 > 012,8% 15 10 15 km 40 0 50 10 20 30 40 50 20 45 X [km] 45 45 45 0 0 10 20 30 0 40 0 10 10 20 20 30 40 30 50 40 0 10 20 30 40 X [km] X [km] X [km] X [km] - 12 - ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Messungen: Sprachqualität Telefonie wird praktisch hauptsächlich über GSM realisiert: zu ca. 80% GSM-Technologie (2G) zu ca. 20% UMTS-Technologie (3G) Handover von UMTS auf GSM, aber nicht umgekehrt Messung mehrerer Netzwechsel (NL) eine längere Strecke von etwa 8 km im NL-Netz 8/10 Gesprächsabbrüche: vorwiegend in Grenznähe Abbrüche bei Wechseln zwischen D und NL Kein internationaler Handover - 13 - ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Messungen: Sprachqualität Hoher Anteil der Gesamtroute mit geringem Empfangspegel: schlechte Sprachqualität (eindeutig wahrnehmbar, z.T. sehr schlecht) Gesprächsabbrüche hohe Bitfehlerraten, d.h. schlechte technische Übertragungsqualität Sehr schlechte Empfangspegel insbesondere in Grenznähe: schlechte Sprachqualität Umbuchung in das NL-Netz Gesprächsabbrüche Entfernt von der Grenze (> 8 km): Pegel i.A. gut bis zufriedenstellend keine Gesprächsabbrüche - 14 - ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Messungen: Vergleich mit anderen Messfahrten D1 Grafschaft Bentheim Bitfehlerrate sehr hoch ( > 12,8% ) D2 Grafschaft Empfangspegel sehr niedrig Bentheim ( < -105 dBm ) D2 Meschede - Oldenburg Entfernung zur Basisstation (Teilstrecken) Sehr hoch ( > 8 km ) D2 Meschede - Schmallenberg 0% 5% 10% 15% Anteil der Messwerte - 15 - ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Messungen: Gesamtversorgung – Telekom-Netz Fahrt im Idle Modus, d.h. kein Verbindungsaufbau fernab der Grenze vorwiegend LTE sehr schlechte Empfangspegel vorwiegend in Grenznähe prinzipiell ähnlich bei Vodafone (D2), aber kein Einbuchen in NL-Netz - 16 - ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Messungen: Vergleich mit anderen Messfahrten Fahrten in Grafschaft Fahrten in anderen Bentheim (Routen, s.o.) Regionen (z.T. BAB) Ben Bensersiel 100,00% Mes Meschede 3G/4G: 50 – 80 % 3G/4G: 85 – 99 % Technologieanteil Arn Arnsberg 80,00% Schm Schmallenberg 60,00% 40,00% GSM 20,00% UMTS LTE 0,00% Anteil 3G/4G geringer als bei Fahrten in anderen dünn besiedelten Regionen Allerdings: Fahrten in Grafschaft Bentheim zum großen Teil in Grenznähe OpenSignal-Studie: 3G/4G-Verfügbarkeit ca. 75% (inklusive Städte) Quelle: Global State of Mobile Networks, Aug. 2016, opensignal.com/reports/2016/08/global-state-of-the-mobile-network - 17 - ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Zusammenfassung Hohe Unzufriedenheit mit der Mobilfunkversorgung Telefonie und Anwendungen mit begrenzter Datenrate im Fokus Laut Papierform durchschnittliche bis gute Versorgung Telefonie wird zu 80% über GSM abgewickelt UMTS handover GSM ; GSM handover UMTS Geringe Empfangspegel, hohe Bitfehlerraten, Verbindungsabbrüche etc. In Grenznähe vorwiegend GSM und UMTS Sonderfall: Ausländisches Fremdnetz Im Vergleich mit anderen Regionen operativ schlechtere Versorgung Verbesserungen durch Optimierung des Bestandsnetzes möglich Versorgungslücken nur mit Netzausbau zu schließen - 18 - ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Ausblick Quelle: watson.ch 341,6 Mio. Endgeräte durch Hersteller ausgeliefert IDC Worldwide Quarterly Mobile Phone Tracker - 19 - ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Ausblick Datenblatt Motorola G5 Plus Konnektivität muss zum Netz passen Stadt vs. Land Endgerätekosten Produktionskosten Endkundenpreis … - 20 - ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Ausblick Netz – Tarif – Endgerät Mobilfunkversorgung ist hoch komplex – auch für den Nutzer Das Frustrationspotential steigt Der Nutzer wird „erschlagen“ Neue Kommunikations- und Erklärstrategie zwingend notwendig - 21 - ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
Steinbeis-Transferzentrum Institut für Breitband- und Medientechnik Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Prof. Dr. S. Breide, Prof. Dr. C. Lüders, S. Helleberg (M.Eng.) Steinbeis-Transferzentrum: Institut für Breitband- und Medientechnik - I.BM.T 59872 Meschede Email: lueders.christian@fh-swf.de - 22 - ©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018
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