5G: Schlüsseltechnologie für das Internet der Dinge Juni 2017 Deutsche Telekom AG Spectrum Policy & Projects
Übersicht
01 Wandel zur Gigabitgesellschaft
02 5G: Schlüsseltechnologie für das Internet der Dinge
03 Strategie der Deutschen Telekom
04 Handlungsfelder für die Politik
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ALLes WAs DiGitALisiert WerDeN KANN, WirD DiGitALisiert – uND VerNetZt
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Worum es bei 5G Geht – sicht Der europäischeN KommissioN
Quelle: EU-Kommission, Juli 2016
WAs Auf uNs Zu Kommt
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> 10 Geräte pro Nutzer
> 50 Milliarden vernetzte Geräte
Alles in der Cloud Inhalte & Anwendungen
Datenverkehre weiter wachsend
2015 2020
+22% p.a.
Taktiles Internet mit Echtzeit-Interaktion
Mobil dominiert
2/3 Mobile und drahtlose Geräte generieren 66% des gesamten Internetverkehrs
6 1) Wirtschaftlicher Mehrwert bis 2025; umfasst Wachstumseffekte, Produktivitätsgewinne, Wohlfahrtseffekte (McKinsey-Schätzung) Quelle: McKinsey (2015), The Internet of Things: Mapping the value beyond the hype
Internet der Dinge: Anwendungsfelder und Chancen
Umfeld Kurzbeschreibung Beispiele
Mensch
Geräte, die mit dem menschlichen Körper verbunden sind
‚Wearables‘: Geräte, die Gesundheit und Fitness monitoren (Fitnessarmbänder, Kleidung), Ambient Assisted Living
Zuhause
Vernetztes Zuhause Intelligente Haussteuerung über Smart-phone und WLAN-Router, Sicherheits- und Energiesparanwendungen
Fabriken
Industrie 4.0 Vernetzte Produktion. Maschinen, Werk-zeuge kommunizieren miteinander. Fabrik mit Lieferanten, Kunden vernetzt
Städte
‚Smart City‘: intelligente Steuerung städtischer Systeme
Ampeln, Straßenlaternen, Stromzähler, Müllcontainer mit Sensoren ausgestattet und vernetzt; Smart Parking
Fahrzeuge
Vernetztes und automatisiertes Fahren
Verkehrsleitsysteme, Warnsysteme, Flottenmanagement, Ferndiagnose, Infotainment
Chancen
Transformation von Geschäftsprozessen
Neue Geschäftsmodelle
Senkung Energieverbrauch
Verbesserung der Gesundheit
Zeitersparnisse Transport
Intelligente Logistik
Lückenlose Transportüberwachung, Wareneingangskontrolle in Echtzeit, Platooning, Verkehrsflussoptimierung
Potential1
1,4 Billionen €
310 Milliarden €
3,3 Billionen €
1,5 Billionen €
660 Milliarden €
760 Milliarden €
iNterNet Der DiNGe: VerNetZuNG iN ALLeN LebeNsbereicheN
Nur 5G erfÜLLt Die ANforDeruNGeN Der ANWeNDer-iNDustrieN AN Die NetZe VoN morGeN
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Heutige Netze 5G
Latenz Bandbreite Teilnehmerdichte Zuverlässigkeit Energieeffizienz Sicherheit
5G
Vernetztes Fahren
Logistik
Heutige Netze1): 20-80 ms 5G: < 1 ms
Heutige Netze1): 300MB/s; <≈1 Mbps p. TN 5G: 10 GB/s; ≈10 Mbps p. TN
Heutige Netze1): 10 Tsd/km2 5G: bis zu 1 Mio. / km2
5G: 99,999%
Heutige Netze1): ≈ 1-2 Tage / Smartphone 5G: mind. 3 Tage; ≈ Jahre (Sensor
Heutige Netze1): belastbare Sicherheitsarchitektur 5G: Weiterentwicklung insb. mit Blick auf IoT
1) exemplarisch: 4G-Netz Quelle: BMVI, IT-Gipfel 2015, Fokusgruppe 5G
Heutige Netze
nicht realisierbar
teilweise realisierbar
uneingeschränkt realisierbar
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01 Wandel zur Gigabitgesellschaft
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03 Strategie der Deutschen Telekom
04 Handlungsfelder für die Politik
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5G ist Die schLÜsseLtechNoLoGie fÜr Die VerNetZte GeseLLschAft
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situAtioN: VieLZAhL Neuer ANWeNDuNGsfeLDer & DrAstisch ZuNehmeNDer beDArf AN fLexibiLität
probLem: KLAssische LösuNGeN VoN heute KommeN schNeLL AN ihr Limit
LösuNG: mehrere LoGische NetZWerKe Auf GemeiNsAmer physischeN iNfrAstruKtur (soG. “sLices”) mit Neuer 5G-techNoLoGie
„Alles in einem physischen Netz”?
Eigene physische Netzinfrastruktur pro Service?
„eiN NetZ fÜr mich“ – NetWorK sLices
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Massive IoT devices
Automotive devices
5G ermöglicht auf Basis von getrennten, per Software definierten logischen Netzwerken („Slices“) maßgeschneiderte Lösungen für unterschiedliche Kundenanforderungen
maßgeschneiderte Lösung
maßgeschneiderte Lösung
Unterschiedliche Netzelemente und Funktionen werden bedarfsgerecht bereitgestellt 5G NetZiNfrAstruKtur
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01 Wandel zur Gigabitgesellschaft
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03 Strategie der Deutschen Telekom
04 Handlungsfelder für die Politik
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5G bAut Auf DeN stärKeN besteheNDer GLAsfAser- uND mobiLfuNKtechNoLoGieN Auf
12 Quelle: 5GPPP, Europäische Kommission: 5G Vision
FTTC
FTTH/B
WiFi
Satellit
LTE (4G)
5G ist charakterisiert durch konvergente Glasfaser-/Mobilfunk-/Satelliten-Infrastruktur für Netzzugang und entsprechende Anbindung eine effiziente Nutzung von Frequenzressourcen die gezielte Nutzung der unterschiedlichen Stärken der jeweiligen zugrundeliegenden Infrastrukturen
5G ist ohNe WeiträumiGeN GLAsfAserAusbAu Nicht reALisierbAr
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Steigende Datenmengen, höhere Übertragungs-geschwindigkeiten erfordern mehr Spektrum
Aber: Spektrum in heutigen Mobilfunkbändern weitgehend ausgeschöpft
Lösung: Ausweichen auf sehr hohe Frequenzbänder (‚Milli-meterwellenfrequenzen‘ > 24 GHz)
Besonderheit: Signalreichweite nur wenige hundert Meter – Ausbau von Kleinzellennetzen (‚small cells‘) erforderlich
Spektrum: knappe Ressource 5G-Netze: Kleinzellenarchitektur
5G erfordert neue Mobilfunk-netzarchitektur basierend auf Kleinzellen
Hohe Frequenzen können über kleine Antennen übertragen werden – Kleinzellennetze können Mobilfunkmasten ersetzen
Kleinzellen-Basisstationen müssen an Glasfaser angebunden sein, um hohe Datenmengen mit hoher Geschwindigkeit und geringer Latenz abführen zu können
5G-Netze erfordern Glasfaser-Grundgerüst (Backhaul): Glas-faser „bis zur Straßenecke“, 5G für die letzten Hunderte Meter
Konvergente Glasfaser-/Mobil-funknetze
5G ergänzt sich gut mit FTTC-Ausbau in Deutschland; FTTH nicht unbedingt erforderlich …
… aber weiträumiger Glasfaser-ausbau in den kommenden Jahren notwendig, um Voraus-setzungen für 5G zu schaffen
Glasfaser: Grundgerüst für 5G
5G erforDert GLAsfAser bis iN jeDe strAsse – Aber Nicht bis iN jeDes hAus
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FTTC (Super-Vectoring) mehr als 250 MBit/s
FTTC (VDSL-Vectoring) bis zu 100 MBit/s
Glasfaser-Ausbau
Kupfer
mehr als 1 GBit/s „FTT5G“
bis zu 1 GBit/s FTTH/B
5G beDeutet umfAsseNDeN GLAsfAserAusbAu. ÜberGANG Zu ftth fLiesseND.
80%
6%
Plan DTAG
Gesamtmarkt aktuell
100% erforderlich
~
AbDecKuNG
5G
breitbANDAusbAu im techNoLoGiemix ist Die ÜberLeGeNe strAteGie fÜr DeutschLAND
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1. Zukunftssicherer und bedarfsgerechter Breitbandausbau. Anforderungen der Gigabitgesellschaft werden voll erfüllt.
2. Fließender Übergang zu FTTH. Frühe FTTH-Angebote entsprechend Marktnachfrage.
3. Produktivitätsgewinne, Wachstums-, Wohlfahrts- und Beschäftigungs-effekte: Chance für Deutschland, Führungsrolle als Industrienation zu halten.
4. Gradueller Glasfaser-Ausbau ist wirtschaftlich; erzielt schnell Abdeckung mit hohen Bandbreiten.
5. Bevölkerungsverteilung und Siedlungsstruktur in Deutschland begünstigen FTTC-Vectoring und 5G.
Breitband-ausbau im Technologiemix mit 5G-Fokus bringt entscheidene volkswirtschaftliche Vorteile:
Die NetZstrAteGie Der DeutscheN teLeKom setZt Auf iNteLLiGeNteN techNoLoGie-mix
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hybriD Access
GLAsfAser
Lte-AusbAu
1
2 VectoriNG
3
4 hybriD Access
+
+
+
Lte-AusbAu
• 95% LTE PoP-Abdeckung** in 2018 mit bis zu 300 MBit/s (aktuell 91%)
FTTC mit Vectoring : ≈ 80% der HH
mit mind. 50 MBit/s* (akt. Stand: 57%) FTTH : insbes. Neubaugebiete und auf
Nachfrage
GLAsfAser-AusbAu
VectoriNG
• Einführung von Super-Vectoring mit mehr als 250 MBit/s in 2018
• Labortest XG-FAST: 11 GBit/s über 50 m
• Downloadgeschwindigkeit von bis zu 550 MBit/s mit Hybrid
DSL LTE Device
Hybrid Hybrid Router
** Outdoor-Abdeckung *abh. v. Vectoring im Nahbereich
5G
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01 Wandel zur Gigabitgesellschaft – Chancen für Deutschland
02 5G: Schlüsseltechnologie für das Internet der Dinge
03 Strategie der Deutschen Telekom
04 Handlungsfelder für die Politik
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5G – hANDLuNGsfeLDer fÜr Die poLitiK
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reGuLieruNGsrAhmeN
Handlungsspielräume und ver-lässliche Rahmenbedingungen für den Aufbau von 5G schaffen. Weitgehende Freistellung von 5G und Glasfasernetzen in Europa. Mehr Flexibilität bei Preis- und Vertragsgestaltung durch Abkehr von fixierten Zugangsbedingungen und regulierten Preisen.
stAAtLiche ANreiZe
Spielraum für Förderung der privatwirtschaftlichen Nachfrage-seite ausloten und öffentliche Nachfrage generieren. Einschließlich erleichterte Abschreibung von Investitionen, die in 5G erfolgen.
öffeNtLiche iNfrAstruKtur
Nutzung öffentlicher Infrastruktur zum 5G-Aufbau verbessern. Wegerecht zur Errichtung der Infrastruktur, keine Abgaben für die Nutzung öffentlicher Standorte, Vereinfachung von Genehmigungsprozessen, harmonisierte EMVU Grenzwerte, Sicherung zumutbarer Entgelte für private Standorte.
frequeNZreGuLieruNG
Investitionsfreundliche Frequenz-regulierung schaffen. Transparente und diskriminierungsfreie Vergabebedingungen. Verhinderung exzessiver Preise und Gebühren. EU-weit harmonisierte Verfügbarkeit von zusätzlichen Frequenzen. Unbegrenzte Lizenzlaufzeiten (mind. 30 Jahre mit Ver-längerungsoption).
stANDArDisieruNG
Aktive Unterstützung von Industrie-Initiativen zur Standardisierung Freistellung von Kartellvorwürfen bei Industrie-Initiativen und finanzielle und logistische Förderung der Standardisierungs-arbeit.
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poLitische breitbANDZieLe
Formulierung technologieneutra-ler und wettbewerbsoffener Breitbandziele mit 5G-Fokus.
Technologieneutral: keine einseitige Bevorzugung bestimmter Technologien. Wettbewerbsoffen: Privatwirtschaftliche Investitionen und Infrastrukturausbau im Wettbewerb unterstützen.
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5G schLÜsseLtechNoLoGie fÜr VerNetZtes uND AutomAtisiertes fAhreN
100
BACKEND-SYSTEME (z.B. Infotainment, Softwaredownloads, Verkehrsleitsysteme, Ferndiagnose, Flotten-management)
STRASSEN-INFRASTRUKTUR (z.B. Warnsysteme, Verkehrsampeln, Parkplätze)
CAR to INFRASTRUCTURE Kommunikation
CAR to CAR Kommunikation
(z.B. Warnsysteme)
CAR to BACKEND Kommunikation
0028
LOKALE SENSOREN
22 1 Narrow Band IoT: einfache und effiziente Kommunikation mit „Dingen“ Quelle: U. Janßen, Connectivity for automotive
5G Kommunikation erhöht die Wahrnehmungsreichweite der Fahrzeuge und lokaler Sensoren
Schnellere, sichere und effizien-tere Verkehrskoordination
5G LTE 5G
LTE-V2X
5G LTE
5G NB-IoT1