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atene KOM GmbH | Agentur für Kommunikation, Organisation und Management
Webinar: Frequenztechnische Aspekte von 5G NR
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Eike Gutt, Anna G. Beck
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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
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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
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Spektrum ist wesentlich für den Erfolg von 5G
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5GUnlizenziertes Spektrum
Lizenziertes Spektrum
SharedSpektrum
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Spektrumnutzung weltweit
5Quelle: GSMA Intelligence
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Lizenzierte und unlizenzierte Frequenzbereiche für 5G
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Lizenziert Unlizenziert Quelle: Qualcomm
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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
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Ausbreitung von Funkwellen
8Quelle: Basierend auf Informationszentrum Mobilfunk
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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
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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
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Nutzungsbereich lokale Frequenzen
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3,7-3,8 GHz /26 GHz 26 GHz
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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
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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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)
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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
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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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