Privates LTE basierend auf CBRS

Eine zuverlässige Alternative zu Wi-Fi und öffentlichen Netzwerken im 3,5-GHz-Band

Drahtlose Kommunikation ist zu einer Notwendigkeit im modernen Leben geworden. Doch wenn öffentliche LTE- und Wi-Fi-Netze aufgrund von Abdeckungsbeschränkungen nicht verfügbar sind oder aufgrund von Kapazitätsproblemen nicht gut funktionieren, suchen Unternehmen in den USA zunehmend nach der Option privater LTE-Netze auf Basis des Citizens Broadband Radio Service (CBRS), um ihre geschäftlichen Konnektivitätsanforderungen zu erfüllen.

Was ist Private LTE?

Private LTE-Netze sind nicht-öffentliche Funknetze, die auf der LTE-Technologie Mobilfunk basieren. Sie basieren auf denselben Protokollen und Technologien, die auch die öffentlichen LTE-Netze heute nutzen. Kleine Zellen - ähnlich wie Wi-Fi-Zugangspunkte - werden vor Ort installiert und dann von einem Managed Service Provider (MSP), dem Standorteigentümer (z. B. dem Eigentümer eines Einkaufszentrums) oder dem Unternehmenskunden betrieben. Benutzer können dann ihre Band 48-fähigen Mobilfunk Geräte mit einer privaten SIM verwenden, um sich mit dem privaten LTE-Netz zu verbinden.

Ein privates LTE-Netz bietet eine Leistung und Zuverlässigkeit, die ein öffentliches LTE- oder Wi-Fi-Netz nicht bieten kann, und das in der Regel zu wesentlich geringeren Kosten. Es bietet eine unterbrechungsfreie Konnektivität und ist in der Lage, ein hohes Datenaufkommen zu bewältigen, z. B. die Daten von Tausenden von IoT Geräten. Außerdem bietet es eine hervorragende Reichweite, da es Gebäudemauern und andere Hindernisse durchdringen kann, die ein Wi-Fi-Signal blockieren könnten.

Privates LTE und CBRS

Citizens Broadband Radio Service (CBRS) ist eine neue private LTE-Netzwerkoption, die jetzt in den USA verfügbar ist. Sie belegt 150 MHz des gemeinsam genutzten Spektrums im 3,5-GHz-C-Band, auch bekannt als Band 48 (B48). Traditionell war dieses Band für Nutzer des US-Militärs und des festen Satellitendienstes reserviert. Aber dieses Spektrum wurde kürzlich von der FCC für eine breitere Nutzung freigegeben, wodurch sich Möglichkeiten für eine Reihe neuer Anwendungen ergeben. Branchenbeobachter haben gesagt, dass "CBRS enorme drahtlose Netzwerkleistung in die Hände von Organisationen legen wird, die noch nie zuvor eine so vielversprechende und erschwingliche Option hatten".¹

In diesem Video können Sie mehr über CBRS von der OnGo Alliance erfahren.

Der Zugang zum CBRS-Spektrum wird von drei Gruppen gemeinsam genutzt und aktiv verwaltet:

• Stufe 1. Etablierte Benutzer, hauptsächlich die US-Marine und Satellitenbodenstationen
• Stufe 2. Benutzer mit Priority-Access-Lizenzen (PALs)
• Stufe 3. Allgemeine autorisierte Benutzer (GAA)

Die CBRS-Technologie wird von der OnGo Alliance entwickelt und gefördert, einer gemeinnützigen Industrieorganisation, deren Mitglied Digi ist. Die OnGo Alliance hat detaillierte Spezifikationen sowie ein Zertifizierungsprogramm entwickelt, um die nahtlose Interoperabilität aller Netzwerkkomponenten zu gewährleisten.

Geschäftliche Vorteile: Warum Private LTE nutzen?

Privates LTE hat mehrere Vorteile gegenüber öffentlichem LTE oder Wi-Fi. Innerhalb der Grenzen des Netzwerks bietet es ein exklusives LTE-Netzwerk in einem nicht überfüllten Spektrum. Es wird mit dedizierten Geräten bereitgestellt, die die Geräte- und Datenkapazität erhöhen und integrierte Sicherheits- und Kontrollfunktionen enthalten, die in öffentlichen Netzen nicht möglich sind. Es ist darauf zugeschnitten, dem Unternehmenskunden die Kontrolle zu geben.

Hier sind einige zusätzliche Vorteile:

• Datenschutz: Mit Private LTE verlassen die Daten nie das Netzwerk des Unternehmenskunden. Dies ist besonders wichtig für stark regulierte Branchen, wie das Gesundheitswesen oder das Finanzwesen. 
• Sicherheit: Die Gerätesicherheit auf SIM-Ebene stellt sicher, dass Geräte eine eindeutige Kennung haben und ordnungsgemäß authentifiziert sind. Dies gibt Netzwerkadministratoren eine strenge Kontrolle darüber, welche Geräte im Netzwerk zugelassen sind.
• Flexibilität: Private LTE-Netzwerke können an die individuellen Anwendungsanforderungen eines Unternehmens angepasst werden.
• Kapazität: Private LTE-Netzwerke können entweder dediziertes oder gemeinsam genutztes Spektrum verwenden. Dadurch hat der Unternehmenskunde die Kontrolle über Bandbreite und Infrastrukturdichte, basierend auf seinen individuellen Bedürfnissen.
• Dienstgüte (QoS): Die Mobilfunk Technologie bietet eine bessere Dienstgüte als Wi-Fi und gibt dem Kunden die Kontrolle darüber, wie der Datenverkehr priorisiert wird, von Ende zu Ende.
• Latenz: Deterministische Latenz, d. h. die Möglichkeit, eine feste Zeitspanne für die Übertragung von Daten festzulegen, ist mit Private LTE verfügbar, wiederum dank der vollständigen Ende-zu-Ende-Kontrolle. Deterministische Latenz kann in Werkseinstellungen, in denen Geräte eng synchronisiert sein müssen, sehr wichtig sein.
• Ausfallsicherheit: Mit Private LTE können Unternehmenskunden zusätzliche kleine Zellen für erhöhte Ausfallsicherheit und Betriebszeit bereitstellen. Sie können auch ein Fallback auf öffentliches LTE (falls gewünscht) mit demselben Mobilfunk Gerät ermöglichen.
• Mobilität: Mit Private LTE ist die Mobilität, also die Übergabe zwischen den einzelnen Kleinzellen, nahtlos und vergleichbar mit dem, was Nutzer bei öffentlichem LTE erleben. Bei Private LTE gibt es keinen Verbindungsverlust, wie es bei WLAN der Fall sein kann.
• Kosten: Unternehmenskunden profitieren von niedrigeren Datenübertragungskosten mit privatem LTE als mit öffentlichem LTE, was besonders bei hohen Datenmengen von Bedeutung ist. Außerdem sind die Kosten für eine einzelne leistungsstarke Small Cell zwar höher als für einen Wi-Fi-Zugangspunkt der Unternehmensklasse, aber es werden weniger Small Cells benötigt, um dasselbe Gebiet abzudecken. (Die Gesamtbetriebskosten (TCO) für privates LTE werden in einem Whitepaper der OnGo Alliance erläutert).

Anwendungsfälle: Wo sollte Private LTE eingesetzt werden?

Privates LTE ist eine attraktive drahtlose Option für eine beliebige Anzahl von geografisch definierten Bereichen, wie z. B. einen Seehafen, ein Bergwerk oder einen Hochschulcampus oder innerhalb einer Einrichtung wie einem Krankenhaus, einer Fabrik, einem Einkaufszentrum oder einem Sportstadion. Es kann auch kostengünstige "letzte Meile"-Konnektivität in ländlichen Gebieten bieten.

Hier sind nur einige vielversprechende Anwendungsfälle für Private LTE:

• Bergwerksstandorte: Bergbaubetriebe erstrecken sich in der Regel über große, aber klar definierte geografische Gebiete, in denen leistungsstarke Basisstationen kostengünstig eingesetzt werden können. Privates LTE ermöglicht eine zuverlässige, ununterbrochene Kommunikation mit dem Personal und der Bergbauausrüstung.
• Seehäfen: Da Seehäfen in zunehmendem Maße automatisiert werden und Containerfrachtsysteme zunehmend RF-Identifikation verwenden, ermöglicht privates LTE die kontinuierliche Überwachung der Ausrüstung und die Verfolgung des Frachtflusses, wodurch Effizienz und Sicherheit verbessert werden.
• Krankenhäuser: Private LTE bietet eine sichere, hochleistungsfähige Konnektivität, mit der medizinisches Personal und Administratoren sensible medizinische Dateien austauschen können, während die Daten sicher bleiben.
• Hochschul- oder Firmengeländen: Private LTE kann eine sichere, kostengünstige Abdeckung bieten und Versorgungslücken über Entfernungen schließen, die für WLAN zu groß sind. 
• Fabriken: Durch den zunehmenden Einsatz von Robotern und Automatisierung in der Fertigung steigt der Bedarf an Konnektivität mit niedriger Latenz zwischen den Maschinen in der Fabrikhalle. Private LTE-Netze können Roboter und IoT Geräte miteinander verbinden und eine bessere Prozessüberwachung und vorausschauende Wartung ermöglichen.

Digi ist bereit, Sie bei der Bereitstellung von privatem LTE auf Basis von CBRS zu unterstützen

Wir stehen noch ganz am Anfang von Private LTE. Branchenexperten glauben jedoch, dass es das Potenzial hat, die Einsatzmöglichkeiten der drahtlosen Kommunikation dramatisch zu erweitern und bisher unerschlossene Märkte und un- oder unterversorgte Bevölkerungsgruppen zu erreichen. Kein Wunder, dass es das "Innovationsband" genannt wird.

¹ Paul Pishal, "Bald für alle erreichbar", ISE Magazin, 1. November 2019
https://www.isemag.com/2019/11/telecom-citizens-broadband-radio-service-cbrs-spectrum/