So entwickeln sich die Märkte von 5G und Open-RAN

Mittlerweile sind auch in einigen Teilen Deutschland 5G verfügbar, wodurch auch schon einige Smartphone-User den Funkstandard nutzen. In seiner Marktanalyse "5G Technologie, Markt und Prognosen 2022-2032“ geht IDTechEx davon aus, dass sich dieser Trend in absehbarer Zeit auch auf die Industrie, den Automobil-Sektor (autonomes Fahren) und weitere Unternehmensbereiche ausweiten wird.

Bei 5G handelt es sich nicht um eine bestimmte Mobilfunktechnologie, sondern vielmehr um eine Sammlung von optimierten und aktualisierten Mobilfunktechnologien sowie neuen Eigenschaften, die sich aus Frequenzänderungen ergeben und mit einer größeren Bandbreite einhergehen. Infolgedessen lässt sich 5G in verschiedenen Branchen einsetzen, in denen bisher kein Mobilfunkstandard zum Einsatz kam.

Unter allen Spektren, die in 5G enthalten sind, sind die Bänder unter 6 GHz (3,5-7 GHz) und Millimeterwellen (mmWave, >24 GHz) die beiden neuen. In der ersten Phase der kommerziellen Einführung von 5G ist das Sub-6-GHz-Band häufig die erste Wahl der Telekommunikationsbetreiber. Dies liegt daran, dass das Sub-6-GHz-Band im Vergleich zu den niedrigeren Bändern einen höheren Datendurchsatz bietet; gleichzeitig ist die Signaldämpfung im Vergleich zum mmWave-Band weniger stark. Laut der Analyse von IDTechEx werden 56 % der kommerziellen 5G-Dienste weltweit im Sub-6-GHz-Band betrieben. Fast alle dieser Basisstationen im Sub-6-GHz-Band werden in städtischen Gebieten eingesetzt.

Viele charakteristische Vorteile wie die von 5G versprochene Latenzzeit von 1 ms erfordern den Betrieb bei mmWave. Allerdings sind für diese hohen Frequenzen neue Materialien und andere Gerätekonstruktionen notwendig. So sind beispielsweise verlustarme Materialien mit kleiner Dielektrizitätskonstante und geringem tan-Verlust sowie fortschrittliche Verpackungsdesigns für mmWave-Geräte unerlässlich, um erhebliche Übertragungsverluste zu vermeiden. Da die Bauelemente aufgrund der kurzen Wellenlänge von mmWave-Signalen immer kleiner und integrierter werden, wird das Energie- und Wärmemanagement solcher Bauelemente immer wichtiger.

Jedes Land/jede Region hat einen eigenen Zeitplan für die Freigabe von Frequenzen. Obwohl die meisten Länder das Sub-6-GHz-Band zuerst freigegeben haben, gibt es einige Ausnahmen. So gab die US-Regulierungsbehörde beispielsweise zuerst das mmWave-Spektrum frei und erst Anfang 2021 das Sub-6-GHz-Band. Dies führt zu unterschiedlichen Aussichten und Strategien für die 5G-Einführung in den einzelnen Ländern.

In seinem Bericht weist IDTechEx darauf hin, dass vor allem der Ausbau der Infrastruktur wichtig für den Erfolg der Technologie sei. Südkorea baute 2018 das erste 5G-Netz der Welt auf, kurz darauf folgten China sowie die USA. Mittlerweile gibt es in mehr als 75 Ländern ein 5G-Netz. Zu den führenden Anbietern solcher Telekommunikationssysteme zählen Huawei, Ericsson und Nokia, wobei Huawei einen Marktanteil von 36,4 Prozent besitzt. Mit 26,7 Prozent folgt Ericsson auf Platz 2.

Open-RAN als Alternative zum proprietären Funknetz

In den vergangenen Jahren verbreitete sich Open-RAN (ORAN), da die proprietäre Natur des Funknetzes (RAN), den Marktzugang erschwert. Bei dieser Alternative lassen Komponenten von verschiedenen Anbietern einsetzen., was zu einer Diversifizierung der Lieferkette führt und die Vorab- und Betriebskosten der RAN-Einführung zu senken. Bei Open RAN gibt es zwei Umwandlungen der Netzarchitektur: 1. Hardware-Dekomposition (Aufteilen der Basisbandeinheit). 2. Trennung von Hardware und Software. Insgesamt ermöglicht Open RAN den Telekommunikationsbetreibern, aus einer Vielzahl von Anbietern die Ausrüstung zu wählen, die ihren Anforderungen am besten entspricht. Bereits 2021 starteten verschiedene Open-RAN-Projekte weltweit. So will Vodafone in Großbritannien mit der Entwicklung von Open-RAN beginnen. In Deutschland will die Deutsche Telekom in Neubrandenburg (rund 65.000 Einwohner) die Technik einsetzen.

IDTechEX hat in der Marktanalyse allerdings noch 4 Herausforderungen für O-RAN-Netze identifiziert:

• Real Open RAN: Für die Betreiber sind die Schnittstellen der Schlüssel zur Ermöglichung eines echten Open RAN. Dies erfordert die massenhafte Einführung von und Beteiligung an offenen RAN-Schnittstellen und -Elementen. Andernfalls ist das Ergebnis eine schlechte Interoperabilität mit uneinheitlicher Integration von Geräten und Software verschiedener Anbieter.
• Effizientes Testschema: Es ist wichtig, effiziente Testverfahren für Anbieter bereitzustellen, um die Interoperabilität ihrer Geräte zu demonstrieren.
• Entwicklung eines intelligenten RAN-Controllers (RIC): Der RIC ist das Gehirn von Open RAN. Dennoch ist die Entwicklung eines RIC noch langsam. Nur sehr wenige Anbieter verfügen derzeit über RIC-Technologien und die Funktionen dieser sind ebenfalls sehr einfach.
• Der Wert von Open RAN: Nicht jeder Betreiber zeigt Interesse an Open RAN. T-Mobile U.S. zum Beispiel hat ernsthafte Bedenken gegenüber Open RAN und zögert, es voranzutreiben. Eine gemeinsame Sorge der Betreiber ist die Frage des Vertrauens und der Haftung.

Insgesamt befindet sich Open RAN noch in der Anfangsphase, und es wird Jahre dauern, bis diese Pioniere die Zuverlässigkeit ihrer Open RAN-Netze unter Beweis stellen können. Aus Sicht von IDTechEx wird es noch mindestens fünf Jahre dauern, bis der Open-RAN-Markt in der 5G-Infrastrukturbranche rasch zu expandieren beginnt.