atene KOM GmbH | Agentur für Kommunikation, Organisation und Management

Webinar: Frequenztechnische Aspekte von 5G NR

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Eike Gutt, Anna G. Beck

Kurzvorstellung atene KOM GmbH

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Aktuelle Aufgabenschwerpunkte:

▪ Projektträger Breitbandförderung des Bundes

▪ Regionalentwicklung und Förderung

▪ Energie, Mobilität & Digitalisierung

▪ Strategische Entwicklung des Standortes

Europaweit agierendes Beratungs- und Projektentwicklungsunternehmen

▪ Beratungs- und Projektentwicklungsunternehmen mit über 300 Mitarbeitern

▪ Geschäftsfelder: Projektmanagement, Fördermittelberatung, Kommunikation, Studien und Analysen, Geoinformationen und Anwendungsentwicklung, Eventmanagement

▪ Kernkompetenzen: Telekommunikation und Breitband, Digitalisierung, Erneuerbare Energien, Regionalentwicklung

Agenda

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1. Spektrum für 5G NR weltweit und in Deutschland: Aktueller Status

2. Spektrum für private 5G – Netzwerke

3. Gemeinsame Nutzung von 5G – Spektrumfrequenzen

Spektrum ist wesentlich für den Erfolg von 5G

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5GUnlizenziertes Spektrum

Lizenziertes Spektrum

SharedSpektrum

Spektrumnutzung weltweit

5Quelle: GSMA Intelligence

Lizenzierte und unlizenzierte Frequenzbereiche für 5G

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Lizenziert Unlizenziert Quelle: Qualcomm

5G Leistung in verschiedenen Frequenzbereichen

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Datenrate

Netzabdeckung

Kanalbandbreite

> 100 MHz

< 100 MHz

< 20

MHz

< 1 km

< 5km

> 5 km

Hochband

Mittelband

Niedrigband

>10 Gbit/s

< 2GBit/s

< 200

Mbit/s

3GPP FR 1

3GPP FR 2

Ausbreitung von Funkwellen

8Quelle: Basierend auf Informationszentrum Mobilfunk

Einflüsse auf das Ausbreitungsverhalten von Funkwellen

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Niedrige Frequenz

(Low-Band)

Hohe Frequenz(High-Band)

Dämpfung des Funksignals

▪ Starke Freiraumdämpfung▪ Dämpfung durch Hindernisse▪ Absorbtionseffekte z.B. durch

H2O (26GHz) und O2 (60 GHz)

Geringe Sendereichweite

▪ Geringe Freiraumdämpfung▪ Gute Durchdringung von

Hindernissen▪ Größere Interferenzproblematik

Große Sendereichweite

Unterschied: Indoor- Outdoorversorgung

Quelle atene KOM

5G Frequenzbereiche in Deutschland

10Quelle: Basierend auf inside-digital.

700 MHz

800 MHz

900 MHz

1500 MHz

1800 MHz

2100 MHz

2600 MHz

3,4 – 3,6 GHz

3,7 – 3,8 GHz

26 GHz

4G, 5G

Block 10 MHz Telekom Block 10 MHz Vodafone Block 10 MHz Telefonica Block 10 MHz 1&1 Block 10 MHz Dritte

4G

2G, 4G

4G

2G, 4G

3G, 4G, 5G

4G

5G

5G

5G

NetzstandardFrequenzbereich

lokale Nutzung und Fixed Wireless Access (FWA) 24,25 – 26,5 (2250 MHz)

Für Industrieunternehmen, Vergabe auf Antrag bei der BNetzA

Spektrum/Nutzer

https://www.inside-digital.de/ratgeber/5g-lte-mobilfunk-frequenzen-deutschland-band-uebersicht

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Spektrum für private 5G – Netzwerke

Nutzungsbereich lokale Frequenzen

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3,7-3,8 GHz /26 GHz 26 GHz

Lizenzierung und Nutzungsmodelle

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▪ Private, geschlossene 5G Netze (Campusnetze) im 3,7 – 3,8 GHz Bereich

▪ Technologieneutrale Vergabe▪ Lokale exklusive Nutzung

LizenziertBNetzA: Einzelzuteilung

▪ Öffentliche 5G Mobilfunknetze▪ Technologieneutrale Versteigerung▪ Bundesweite exklusive Nutzung

Frequenzzuteilung

Nu

tzu

ngs

be

reic

h

UnlizenziertBNetzA: Allgemeinzuteilung

▪ Privates, geschlossenes 5G Netz oder WLAN im allgemein verfügbaren Frequenzbereich (z.B. 2,4, 5 und zukünftig 6GHz)

Privat

Öffentlich

▪ Allgemein verfügbare Frequenzenfür die öffentliche Nutzung z.B. frei zugängliches WLAN, LTE und 5G

Beispiel für Co-Nutzung: LTE Licensed Assisted Access (LAA)

Modelle für Spektrum Sharing

Treiber der privaten 5G - Netzwerke

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AbdeckungEigene Kontrolle, eigene

NetzwerksteuerungHohes Leistungsprofil

Konsolidierung des Industriellen Netzwerkens auf 5G-Plattform

HochperformanteIndustrielle Anwendungen

Diverse Kommunikationsprotokole und -dienste

Funkbereich

▪ Flexible Numerologie▪ Hochzuverlässige

Kommunikation mit geringer Latenz (URLLC)

▪ Räumliche Vielfalt▪ Positionierung▪ Dienstegüte (QoS),

Frequenzflexibilität usw.

Systemebene

▪ Network Slicing▪ Verbesserte Sicherheit▪ Neue Authentifizierungs-

methoden▪ Edge-Bereitstellung▪ API-Exposition usw.

5G Roadmap

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Rel. 15 Rel. 16 Rel-17

Rel. 15 Kommerzialisierung

Rel. 16 Kommerzialisierung

Rel-17 +

5G Smartphones/Laptops, CPE‘s

Private Netze, IIoT, mmWC-V2X, eURLLC,

Positionierung, …

eMBB im Sub 6 GHz und mmW Bereich

Neue 5G Technologien für das expandierende 5G Ökosystem heute

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Gemeinsame Nutzung von 5G – Spektrumfrequenzen

Ein Netzwerk für multiple Anwendungsfälle

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Kapazität & Geschwindigkeit Latenz & Netzwerk-Slicing Abdeckung

Neue Bänder Standalone 5G Niedrigbänder

Critical IoT

Fixed Wireless AccessEnchanced MBB

Massive IoT

Entwicklungspfad des Dynamic Spectrum Sharing

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5G EinführungDuale

Konnektivität

5G AbdeckungAggregation

DSS

KapazitätEinführung von

Hochband

PerspektiveNR als

Mainstream

Hochbänder

Mittelbänder (neue)

Mittelbänder (existierende)

Niedrigbänder

Ausgang

2G und 3G 4G 5G 4g und 5G Duale Konnektivität

Trägeraggregation

Erweiterung der Spektrumabdeckung durch 5G NR mit Niedrigbandspektrum

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SA NR Mittelband Abdeckung

Inter-Band NR Trägeraggregationbis 7dB

NR auf Mittelband TDD

NR/LTE auf Niedrigband FDD mit DSS

UL Daten UL ctrl

NSA NR duale Konnektivität bis 9 dB

Höhere Spektrumeffizienz durch Kombination von Frequenzbänder

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Downlink 26 GHz Downlink 0,8 GHz, 2,6 GHz, 26 GHz

Quelle: Ericsson.

> 1000 Mbit/s

400-1000 Mbit/s

100-400 Mbit/s

50-100 Mbit/s

10-50 Mbit/s

1-10 Mbit/s

Außer Abdeckung

> 1000 Mbit/s

400-1000 Mbit/s

100-400 Mbit/s

50-100 Mbit/s

10-50 Mbit/s

1-10 Mbit/s

Außer Abdeckung

Statische versus dynamische Spektrumaufteilung

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Quelle: Ericsson.

Nur LTE

DSS 10% NR

Statische Spektrumallokation 10% NR

DSS 50% NR

Statische Spektrumallokation 50% NR

CD

F (%

)

Nutzer Durchsatz (Mbit/s)

Möglichkeiten der Ermöglichung der 5G auf FDD

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4G

LTE 20 MHZ

4G 5G 4G 5G

20 MHz für LTE und NR4G 10 MHz + 5G 10 MHz

5G

LTE aus

Re-Farming Statische Spektrumaufteilung

Dynamische Spektrumaufteilung

Aktuelle DSS - Praxis

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• Kommerzielle Lösungen für DSS ab Anfang 2020 verfügbar, wie z.B. Ericsson Spectrum Sharing

• Pläne der Umsetzung des DSS von AT&T und Verizon

• Öffentliche Bekanntmachungen zur DSS-Strategie und zu Tests von Swisscom (Schweiz), Telstra (Australien), Ooredoo (Qatar), Play (Polen) etc.

• Tests der Deutschen Telekom in RLP und der Vodafone im Hochsauerland

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Dann sprechen Sie uns gerne an, hier und heute oder:

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