WEBVTT 00:00:00.000 --> 00:00:18.710 36C3 Vorspannmusik 00:00:18.710 --> 00:00:24.150 Herald: Guten Morgen zusammen. Heute ist mir eine ganz besondere Freude, einen Talk 00:00:24.150 --> 00:00:29.620 anzusagen, der so ein bisschen was erzählen wird über den 5G-Hype, warum er 00:00:29.620 --> 00:00:33.230 vielleicht gerechtfertigt ist oder vielleicht auch nicht. Dafür freue ich 00:00:33.230 --> 00:00:38.410 mich ganz besonders, unsere nächsten zwei Speaker anzusagen. Und auch, obwohl es 00:00:38.410 --> 00:00:41.720 noch früh am Morgen ist, würde ich mich ganz besonders freuen, wenn ihr einen ganz 00:00:41.720 --> 00:00:46.750 herzlichen Applaus für Peter und Heurekus. Dankeschön. 00:00:46.750 --> 00:00:57.190 Peter: Schönen guten Morgen, wir sind Heurekus und Peter und wir möchten ein 00:00:57.190 --> 00:01:04.689 bisschen was über 5G erzählen. 5G ist ja in aller Munde. Man braucht 5G unbedingt. 00:01:04.689 --> 00:01:09.220 Wenn man allerdings den Begriff 5G verwendet, dann ist das eher so, wie in 00:01:09.220 --> 00:01:12.330 der Bezeichnung Wald, wenn man einen gewissen Baum, 'nen einzelnen Baum 00:01:12.330 --> 00:01:16.360 bezeichnen möchte. Meine Frage ist dann eigentlich immer, wenn jemand von 5G 00:01:16.360 --> 00:01:22.189 redet: Was meint er eigentlich damit? Wir möchten heute so ein bisschen die 00:01:22.189 --> 00:01:33.370 Hintergründe, was alles mit 5G möglich ist, ein bisschen vorstellen. Das ist unser 00:01:33.370 --> 00:01:40.330 Talk heute. Der geht um folgende Sachen. Heurekus: Genau, ich habe hier mal ein 00:01:40.330 --> 00:01:43.640 Überblicksbild, über was wir heute eigentlich reden wollen. Über das 5G, das 00:01:43.640 --> 00:01:47.350 es eigentlich tatsächlich schon gibt. Wir gehen dann nachher noch genauer auf dieses 00:01:47.350 --> 00:01:51.909 Übersichtsbild ein. Das ist das Netzwerk, so wie es dasteht, die schwarzen Teile: 00:01:51.909 --> 00:01:57.120 Das ist das LTE-Netzwerk, das heute schon gibt. Und dann die orangenen Teile: Das 00:01:57.120 --> 00:02:01.280 sind die, die neu dazukommen. Kann man hauptsächlich sehen, dass es im Radio 00:02:01.280 --> 00:02:06.229 Access kommt ein neuer 5G-Teil dazu, der an den 4G-Teil mit dran gemacht wird. Und 00:02:06.229 --> 00:02:11.281 noch ein bisschen 'nen dickeren Backhaul und natürlich 5G-Endgeräte. Und wichtig 00:02:11.281 --> 00:02:16.170 bei diesem 5G, das jetzt in der Praxis dann auch schon da ist, ist, dass es ist 00:02:16.170 --> 00:02:21.569 immer zusammen mit 4G sein muss. Es kann nicht alleine für sich stehen. Darum 00:02:21.569 --> 00:02:28.060 heisst das Ding auch 5G new radio non- standalone architecture und die Leute bei 00:02:28.060 --> 00:02:36.010 der Standardisierung sind dann mit diesem super netten Akronym NSA aufgetaucht. Es 00:02:36.010 --> 00:02:39.569 geht mir ziemlich schwer über die Lippen. Muss man sich erst einmal dran gewöhnen. 00:02:39.569 --> 00:02:44.060 Und naja, während ihr euch da dran gewöhnt, erzählt jetzt der Peter mal ein 00:02:44.060 --> 00:02:47.740 bisschen was über die eigentlich wichtigste Schnittstelle im 00:02:47.740 --> 00:02:52.480 Mobilfunknetzwerk, die sogenannte Luft- Schnittstelle, auf Englisch auch air 00:02:52.480 --> 00:02:58.010 interface genannt. Peter. Peter: Das 5G air interface oder 4G nach 00:02:58.010 --> 00:03:04.120 5G air interface. Ich fange mit 4G an, weil 5G ist eigentlich nur eine sehr 00:03:04.120 --> 00:03:10.319 komplizierte 4G Luft-Schnittstelle. Und da fange ich mit den einfachsten Sachen an 00:03:10.319 --> 00:03:15.441 mit: Wie kriege ich Daten auf eine Funkschnittstelle? Wie kann ich dort 00:03:15.441 --> 00:03:21.190 übertragen? Man benutzt jetzt dafür einen Träger. Idealerweise schaltet man diesen 00:03:21.190 --> 00:03:26.480 aus und an und diesen - bei dem Aus- und Anschalten verändert man die Amplitude und 00:03:26.480 --> 00:03:30.320 die Phasenlage. Das kann man machen in 4 verschiedenen Phasenzuständen. Das wird 00:03:30.320 --> 00:03:38.190 dann die QPSK-Modulation bis hin zu 250 Zuständen, Phasen und Amplitudenzuständen, 00:03:38.190 --> 00:03:44.640 die man erreichen kann mit 256QAM. Der ist jetzt bei 5G standardmässig mit drin, bei 00:03:44.640 --> 00:03:48.870 LTE gibt's den nur jetzt in den letzten Releases und noch nicht jede Hardware 00:03:48.870 --> 00:03:54.090 unterstützt den. Wenn ich jetzt so einen Haufen subcarrier habe oder Haufen 00:03:54.090 --> 00:04:00.050 einzelne Träger, dann muss ich die in irgendeiner Form mit Daten füttern und 00:04:00.050 --> 00:04:04.080 jeder Träger kriegt dann über so nen serial-to-parallel Converter einen Teil 00:04:04.080 --> 00:04:08.239 der Daten und dann werden die über die Luft geschickt. Jetzt gibt's aber mit 00:04:08.239 --> 00:04:15.300 diesen subcarriern ein kleines Problem. Wenn ich zu viele oder sehr viele Träger, 00:04:15.300 --> 00:04:18.579 Funkträger auf eine Luft-Schnittstelle mache, dann haben die immer wieder 00:04:18.579 --> 00:04:22.990 Nebenaussendungen, also so Frequenzbereiche, die neben den 00:04:22.990 --> 00:04:29.310 Nutzträgern verwendet werden und oder mit Leistung beaufschlagt werden. Und das 00:04:29.310 --> 00:04:33.520 kommt davon, weil man diese subcarrier ja aus- und einschaltet oder den Träger aus- 00:04:33.520 --> 00:04:36.880 und einschaltet, wenn das dann seine Phasenlage ändert, dann gibt es die 00:04:36.880 --> 00:04:42.690 Nebenaussendung. Gott sei Dank werden wir dann bei LTE oder bei 5G alle mit der 00:04:42.690 --> 00:04:47.680 gleichen Symbolzeit geschaltet, sodass alle Nebeaussendungen im Prinzip gleich 00:04:47.680 --> 00:04:52.930 sind. Und wenn ich die dann günstig zusammenstelle, dann fallen die Maxima von 00:04:52.930 --> 00:04:59.270 den subcarriern immer in ein Minima von allen anderen Nebenaussendungen. Das kann 00:04:59.270 --> 00:05:04.810 man dann auch ausrechnen. Dieses subcarrier spacing Delta f. Das ist dann 00:05:04.810 --> 00:05:12.130 k, also am besten 1 durch die Symbolzeit. Bei LTE sind das dann 15 Kilohertz subcarrier 00:05:12.130 --> 00:05:17.770 spacing, also die subcarrier haben 15 Kilohertz Abstand. Und das ergibt dann 00:05:17.770 --> 00:05:25.070 eine Symbolzeit von von 66 Mikrosekunden, also alle 66,7 Mikrosekunden wird dieser, 00:05:25.070 --> 00:05:28.130 werden die subcarrier heruntergefahren und kommen mit einer neuen Information wieder 00:05:28.130 --> 00:05:36.280 hoch. Das ist bei 5G im Prinzip auch so. Nur dass man dort das subcarrier spacing 00:05:36.280 --> 00:05:40.130 auch variabel hat. Man muss sich dann nicht an 15 Kilohertz halten, sondern kann 00:05:40.130 --> 00:05:49.180 dann noch 30, 60 und 120 Kilohertz nehmen. Warum man das macht, kommen wir noch zu. 00:05:49.180 --> 00:05:54.930 Es gibt da noch so eine Symbolzeit, also das Symbol ist ja eine gewisse Zeit in der 00:05:54.930 --> 00:06:01.350 Luft. 66 Mikrosekunden. Und bei Makrozellen kommt es dann halt vor, dass 00:06:01.350 --> 00:06:07.060 ein Stück der Information über eine Reflektion kommt und vielleicht mit 00:06:07.060 --> 00:06:12.650 gleicher Feldstärke ein direktes Signal einlegt und mit der guard period schmeisst 00:06:12.650 --> 00:06:16.710 oder die guard period das definiert. Und ein Endgerät würde also Signale, die in 00:06:16.710 --> 00:06:24.020 dieser Zeit ankommen, einfach ignorieren und wegschmeissen. Wir benutzen für diese 00:06:24.020 --> 00:06:30.690 Übertragung OFDM, eigentlich OFDMA. OFDM gibts schon lange, das Bluetooth oder 00:06:30.690 --> 00:06:37.130 WLAN, WiFi arbeitet damit. Allerdings mit einer Einschränkung: Wir haben immer alle 00:06:37.130 --> 00:06:42.820 subcarrier für einen Kunden oder für ein Endgerät getestet. Wenn das Endgerät 00:06:42.820 --> 00:06:46.949 bedient ist, kommt das nächste Endgerät dran. Mit LTE benutzt man dann Orthogonal 00:06:46.949 --> 00:06:52.710 Frequency Division Multiple Access. Und damit lässt man halt ein paar subcarrier 00:06:52.710 --> 00:06:57.910 weg, man lässt Pausen oder weist die verschiedenen Nutzern zu. Das ist ein 00:06:57.910 --> 00:07:02.070 bisschen schwieriger zu rechnen als wie so eine einfache OFDM-Geschichte, die ist 00:07:02.070 --> 00:07:08.860 relativ einfach zu rechnen. OFDMA ist eine komplexe Rechnerei. So und dann haben wir 00:07:08.860 --> 00:07:15.680 halt OFDMA irgendwann auf der Luft. Und einen Haufen subcarrier. Jetzt haben wir 00:07:15.680 --> 00:07:25.380 bei LTE mit 20 Megahertz Bandbreite haben wir etwa 1200 subcarrier. Wenn ich jetzt 00:07:25.380 --> 00:07:30.669 dem Kunden sagen würde, pass auf, in diesem subcarrier ist Information für dich, dann 00:07:30.669 --> 00:07:34.970 signalisiere ich mich zu Tode und deswegen hat man die in Resource Blöcke eingeteilt. 00:07:34.970 --> 00:07:41.560 Das sind immer 12 subcarrier über die Frequenz und 7 Symbole. Bei LTE ist das 00:07:41.560 --> 00:07:48.310 dann eine halbe Millisekunde. Bei 5G können das dann halt 12 subcarrier sein, 00:07:48.310 --> 00:07:51.280 wenn die allerdings 30 Kilohertz subcarrier spacing haben, dann wird der 00:07:51.280 --> 00:07:55.690 Block länger und die Zeit dafür kürzer. Gucken wir uns aber auch noch im Detail 00:07:55.690 --> 00:08:00.770 an. Eine ganz tolle Erfindung sind die Referenzsignale. Es treten immer wieder 00:08:00.770 --> 00:08:11.740 subcarrier raus aus diesem Verbund von Zeit und Frequenz geht das quasi jetzt 00:08:11.740 --> 00:08:17.990 auch in den Raum. Diese Referenzsignale tragen aufgrund ihrer Position, wo sie 00:08:17.990 --> 00:08:24.143 denn stehen, die physikalische Cell Identifyer Nummer von dem eNode-B/gNode-B 00:08:24.143 --> 00:08:29.130 und aufgrund ihrer Sendeleistung oder aufgrund ihres Pegels kann das Endgerät damit dann 00:08:29.130 --> 00:08:38.219 messen, wie stark diese eNode-B ist. Die Referenzsignale werden so mit 15 bis 00:08:38.219 --> 00:08:44.098 18 DBM Sendeleistung gesendet. Das kommt einem ziemlich wenig vor. Aber die 00:08:44.098 --> 00:08:48.490 Referenzsignale sind ja nicht alleine, sondern wenn alles abgetastet ist, sind 00:08:48.490 --> 00:08:56.727 das ja dann 1.200 bei einem 20-Megahertz- LTE-System und ein Empfänger. Für'n 00:08:56.727 --> 00:09:00.709 schmalbändiger Empfänger kann erheblich empfindlicher sein als wie ein 00:09:00.709 --> 00:09:07.069 breitbändiger Empfänger. Also bei GSM z.B. haben wir 120, ne, 150 Kilohertz, 200 00:09:07.069 --> 00:09:11.170 Kilohertz Kanalbandbreite. Und hier haben wir für einen Subcarrier 15 Kilohertz. Das 00:09:11.170 --> 00:09:14.949 heißt, der Empfänger ist schmaler und damit empfindlicher. Wir können also 00:09:14.949 --> 00:09:20.739 runtergehen bis etwa... unter -120 DBM Empfänger-Empfindlichkeit für so'n 00:09:20.739 --> 00:09:27.519 Referenzsignal. Das wäre jetzt mal so'n paar Ressource-Blöcke aneinandergebaut, 00:09:27.519 --> 00:09:33.910 ein Ressource Grid von LTE, und zwar in diesem Fall das kleinste LTE-System, was 00:09:33.910 --> 00:09:41.639 es gibt, 1,4 Megahertz Bandbreite, 6 Ressource-Blöcke. Da erkennt man die 00:09:41.639 --> 00:09:45.629 Ressource-Blöcke, das sind die Kästchen und man erkennt so'n paar bunte Farben. 00:09:45.629 --> 00:09:50.356 Die eine bunte Farbe ist Grün, das ist der Broadcast Channel. Da steht drin, wie die 00:09:50.356 --> 00:09:54.913 Zelle heißt und so'n paar Parameter für die ersten Zugriffe, die so'n Endgerät auf so 00:09:54.913 --> 00:10:01.470 'ne Zelle macht. Und den gibts jetzt bei 5G "non standalone" noch nicht in dieser 00:10:01.470 --> 00:10:07.209 Form. Zumal, man weiß auch nicht, wo er liegt, weil man kann ihn überall hinlegen, 00:10:07.209 --> 00:10:11.120 macht der Martin aber gleich noch was dazu. Und Synchron-Kanäle, also die 00:10:11.120 --> 00:10:14.920 orangenen und die roten, das sind die Synchron-Elemente, wo sich das Endgerät 00:10:14.920 --> 00:10:20.562 darauf synchronisiert. Der graue Bereich, das ist der Bereich, wo dem Endgerät, was 00:10:20.562 --> 00:10:25.311 gerade 'nen offenen Flow hat, gesagt wird, in welchem der weißen Blöcke die 00:10:25.311 --> 00:10:30.339 Daten zu suchen sind. Ja, der graue Bereich ist die Adressierung für die 00:10:30.339 --> 00:10:35.670 Ressourcen, die ein Endgerät sich anschauen soll. Wenn man das Ganze dann 00:10:35.670 --> 00:10:41.209 ein bisschen größer macht, guckt sich ein 20 Megahertz breites System an, dann sind 00:10:41.209 --> 00:10:46.769 diese Ressource-Blöcke schon ziemlich plattgedrückt, sind dann über die Frequenz 00:10:46.769 --> 00:10:52.232 100 an der Zahl. Die Zeit, die wir auftragen, sind 10 Millisekunden, also 00:10:52.232 --> 00:10:55.655 alle 10 Millisekunden. wiederholt sich das. Im Prinzip ist das schon jetzt LTE 00:10:55.655 --> 00:11:02.189 gewesen. Ja, es gibt zwar noch einen gewissen Advanced Standard. Gibts da noch 00:11:02.189 --> 00:11:06.018 Möglichkeiten wie Multimedia Boradcast, Multicast Services, Radio und Fernsehen 00:11:06.018 --> 00:11:11.879 über LTE-Positionierung, Public Warning System und noch so ein paar Kleinigkeiten. 00:11:11.879 --> 00:11:18.074 Hab aber so das Gefühl, dass LTE Advanced jetzt von 5G überholt wird, weil diese 00:11:18.074 --> 00:11:24.939 Dinge sind in 5G im Prinzip auch mit drin, man muss nur bauen. Wenn ich jetzt wieder 00:11:24.939 --> 00:11:28.345 mal so'n Ressource Block nehme, dann kann ich da auch die maximale 00:11:28.345 --> 00:11:31.899 Datengeschwindigkeit ausrechnen. Es ist nicht so schwierig. Man hat in diesem 00:11:31.899 --> 00:11:40.177 Rechteck 84 Elemente, also 7 mal 12 sind 84. Vier davon sind immer Referenzsignale. 00:11:40.177 --> 00:11:45.621 Also bleiben 80 übrig, die ich für'n Traffic benutzen kann, und wenn ich die 00:11:45.621 --> 00:11:50.959 dann... jeden dieser Subcarrier moduliere, kann ich das tun mit QPSK, 16 QAM, 64 QAM 00:11:50.959 --> 00:11:58.317 oder 256. Also jeder dieser Subcarrier kann tragen zwei bis acht Nutzbit. Und 00:11:58.317 --> 00:12:01.887 damit könnte man jetzt zum Beispiel ausrechnen... Wenn ich diese 64 QAM- 00:12:01.887 --> 00:12:06.335 Modulation benutze, dann hab' ich das über die Zeit... Wenn ich also ein so'n 00:12:06.335 --> 00:12:12.880 Streifen nehme mit 12 Subcarrier über die Zeit, dann gibt es ungefähr 960 Kilobit 00:12:12.880 --> 00:12:23.999 pro Sekunde... Sorry... Genau... 256 Kilobit pro Sekunde mal 100. Ja, weil ich 00:12:23.999 --> 00:12:28.449 hab ja 100 von diesen Subcarriern, von diesen Ressource-Blöcken 00:12:28.449 --> 00:12:33.681 übereinanderliegen. Dann käme ich da auf 'ne Geschwindigkeit von rundrum 960 00:12:33.681 --> 00:12:42.110 Kilobit. Quatsch. 96 Megabit. Entschuldigung. Also etwa 100 Megabit. Das 00:12:42.110 --> 00:12:46.420 ist jetzt nur einer von x MIMO-Kanälen. Wenn jetzt noch 'n MIMO draufkommt, dann 00:12:46.420 --> 00:12:50.123 wird jetzt die Datenübertragungsrate nicht doppelt so hoch. So im Faktor 1,6 kann man 00:12:50.123 --> 00:12:55.402 da rechnen. Aber so kommt man zum Beispiel auf 'ne maximale Datengeschwindigkeit, die 00:12:55.402 --> 00:13:05.348 ich mit so 'nem System machen kann. MIMO ist im Prinzip die Übertragung von 00:13:05.348 --> 00:13:10.616 verschiedenen Datenströmen zur gleichen Zeit auf der gleichen Frequenz. Wenn man 00:13:10.616 --> 00:13:14.455 so 'nen Astra-Satelliten betrachtet, dann ist es im Prinzip MIMO mit vertikaler und 00:13:14.455 --> 00:13:19.027 horizontaler Polarisation. Letztendlich machen wir das auch im Mobilfunk... Ist 00:13:19.027 --> 00:13:22.324 das schon ein bisschen mutig, weil der Kunde kann sich ja bewegen. Das heißt, die 00:13:22.324 --> 00:13:25.886 Verhältnisse können sich ständig ändern. Es werden halt jede Millisekunde 00:13:25.886 --> 00:13:29.188 Measurement Reports geliefert und dann wird entschieden, ob wir MIMO machen und 00:13:29.188 --> 00:13:35.010 wie wir MIMO machen. Das Ganze geht dann hoch bis vier mal vier MIMO, über vier 00:13:35.010 --> 00:13:38.726 Antennen eben. Dazu muss das Endgerät natürlich dannauch vier Empfangsantennen 00:13:38.726 --> 00:13:42.949 haben, die räumlich getrennt sind, damit man dort vier, möglicherweise vier 00:13:42.949 --> 00:13:46.985 verschiedene Datenströme zur gleichen Zeit auf der gleichen Frequenz machen kann. Das 00:13:46.985 --> 00:13:51.120 gibt jetzt nicht die vierfache Menge, das sind so etwa 3,2- bis 3,4-fach, was man 00:13:51.120 --> 00:13:55.098 maximal erreichen kann, wenn man so in der Speed-Test-Position sich befindet vor der 00:13:55.098 --> 00:14:01.371 Antenne, ja. So, jetzt haben wir 4G durch. Jetzt haben wir die Basis dafür, die 00:14:01.371 --> 00:14:05.714 Begriffe, die wir haben. Wir machen nämlich gleich noch was mit Ressource- 00:14:05.714 --> 00:14:10.329 Blöcken und Subcarrier Spacings. Wo liegt jetzt eigentlich das Problem bei 4G? Ja, 00:14:10.329 --> 00:14:15.285 wir haben da nur 20 Megahertz Carrier- Bandbreite definiert. Man kann die zwar 00:14:15.285 --> 00:14:18.884 mit Carrier Aggregation verschiedene Frequenzbänder zusammensetzen, aber 00:14:18.884 --> 00:14:23.727 letztendlich kann 'n zusammenhängender Carrier maximal 20 Megahertz sein. Dann 00:14:23.727 --> 00:14:28.429 hab ich nur "Kartoffelzellen", ich habe es mal so getauft. Also wenn jemand, wenn ein 00:14:28.429 --> 00:14:33.909 Kunde in der Zelle Traffic macht, dann ist es der Zelle egal, wo er steht. Das heißt, 00:14:33.909 --> 00:14:40.012 die Signale werden in die gesamte Zelle runtergesendet, was natürlich dazu führt, 00:14:40.012 --> 00:14:43.256 dass ich möglicherweise eine größere Interferenzbelastung habe...ja... mit 00:14:43.256 --> 00:14:49.380 Nachbarzellen. Die Idle-to-active-Zeit ist immer 100 Millisekunden. Also für so'n 00:14:49.380 --> 00:14:54.125 Endgerät ist es immer nötig, dass es sich schlafen legt... Ja... Einen Empfänger 00:14:54.125 --> 00:14:59.822 anhaben kostet Strom und diese Idle-to- active-Zeit mit 100 Millisekunden 00:14:59.822 --> 00:15:03.350 bedeutet, ich kann mich 99 Millisekunden hinlegen und schlafen und muss mindestens 00:15:03.350 --> 00:15:10.660 eine Millisekunde den Empfänger anhaben. Das ist jetzt .. Bei 5G kann man das 00:15:10.660 --> 00:15:13.720 verändern. Und die Ping-Zeit kann auch nicht schneller als so 10 bis 17 00:15:13.720 --> 00:15:20.269 Millisekunden sein. Das liegt einfach an der Struktur. 5G bietet jetzt eine ganze 00:15:20.269 --> 00:15:24.982 Reihe von Möglichkeiten. Also 5G ist ein wirklich kompliziertes 4G mit ein Haufen 00:15:24.982 --> 00:15:29.767 Möglichkeiten. Diese Möglichkeiten.. die sind so gestrickt, dass man sich 00:15:29.767 --> 00:15:35.459 letztendlich, wenn jemand 'ne Idee hat, was man so mit 5G machen kann, ja mit so'm IoT 00:15:35.459 --> 00:15:39.609 oder irgendwas. Dann muss man sich einen Endgeräte-Hersteller suchen, der sich dann 00:15:39.609 --> 00:15:43.313 ausdenkt, was für ein Endgerät man braucht... hier Toaster mit was weiß 00:15:43.313 --> 00:15:48.627 ich... wenn 'n Toast fertig ist kommt auf der App dann das Signal... Und dann 00:15:48.627 --> 00:15:53.660 brauche ich eben den Endgeräte-Hersteller. Ich brauch 'n Systemtechnik-Hersteller, 00:15:53.660 --> 00:15:57.150 der das dann in seine Technik implementiert dieses Feature. Und ich 00:15:57.150 --> 00:16:01.012 brauche noch 'n Netzbetreiber, der dann auch das möglicherweise Core Net dazu 00:16:01.012 --> 00:16:06.959 baut. Und die müssen sich unterhalten... Das ist so die Struktur von 5G, wie für 00:16:06.959 --> 00:16:11.139 Features, die es jetzt noch gar nicht gibt. Dann 100 Megahertz Carrier haben wir 00:16:11.139 --> 00:16:15.209 möglich, also für kleiner 6 Gigahertz, größer 6 Gigahertz könnte man sogar größere Carrier 00:16:15.209 --> 00:16:21.271 machen, Beamforming, Multi-User-MIMO machen wir noch, Idle-to-active-Zeit kann 00:16:21.271 --> 00:16:26.399 aufgrund der Anforderungen verändern. Wenn ich Low-Latency-Sachen machen möchte, dann 00:16:26.399 --> 00:16:30.265 wäre da natürlich eine Idle-to-active-Zeit von 100 Millisekunden zu lang. Wenn ich 00:16:30.265 --> 00:16:34.617 aber jetzt so 'n Heizungsableser habe, da muss der nicht unbedingt für alle hundert 00:16:34.617 --> 00:16:38.279 Millisekunden auf 'n Funkkanal gucken, ob er angerufen wird. Da reicht es, wenn er 00:16:38.279 --> 00:16:44.809 das jede Stunde mal macht oder einmal am Tag. Ja, shorter Ping times sind möglich, 00:16:44.809 --> 00:16:49.439 nicht garantiert. Das sind die Frequenzbänder, die es in Deutschland 00:16:49.439 --> 00:16:56.350 gegeben hat, bisher. Band 3, Band 7, Band 8, Band 20. Das sind die klassischen, da 00:16:56.350 --> 00:17:01.180 wird vorwiegend LTE drauf gemacht und auch um die Kapazität der LTE-Netze jetzt zu 00:17:01.180 --> 00:17:07.470 erhöhen gibt's jetzt das Band n78 dazu (ja, der eine oder andere erinnert sich 00:17:07.470 --> 00:17:14.985 noch an die Auktion), was jetzt zusätzlich zur Verfügung steht. Und aufgrund der 00:17:14.985 --> 00:17:18.980 hohen Frequenz, die Antennen werden dann kleiner (ja, da kann man noch ein bisschen 00:17:18.980 --> 00:17:27.015 HIVE-mäßig mit spielen, kommt gleich). Für die höheren Frequenzen, bei 5G habe ich 00:17:27.015 --> 00:17:31.101 schon gesagt, kann man die Subcarrier breiter machen. Wenn ich die Subcarrier 00:17:31.101 --> 00:17:36.878 aber breiter mache, muss es sie schneller tasten. Manchmal kommt dann der Eindruck 00:17:36.878 --> 00:17:40.337 auf, ich hab' da irgendwie mehr Ressourcen pro Zeit. Das stimmt aber nicht. Ich hab' 00:17:40.337 --> 00:17:45.227 die mal gelb markiert. Also 5 Kilohertz mit 15 Kilohertz Subcarrier über die Zeit 00:17:45.227 --> 00:17:52.070 gibt dann den gelben Block, wie bei n78 eben 30 Kilohertz Subcarrier Spacings. Die 00:17:52.070 --> 00:17:56.360 Subcarrier sind breiter, werden aber schneller getastet. Ja also, die Elemente 00:17:56.360 --> 00:18:02.921 pro Zeiteinheit sind immer noch die gleichen, also wie bei LTE, bei 4G. Ihr 00:18:02.921 --> 00:18:08.889 habt vorhin das Ressource Grid von 4G gesehen. Das war relativ aufgeräumt. Das 00:18:08.889 --> 00:18:15.480 ist ein Ressource Grid von 5G. Das ist jetzt dann nicht mehr so aufgeräumt. Es 00:18:15.480 --> 00:18:21.870 wird also erheblich komplizierter. Das Rosafarbene, das sind die SSBs. Das ist 00:18:21.870 --> 00:18:26.752 die brauch man für die Beams. Da kommen wir gleich zu. Und das Blaue, das sind die 00:18:26.752 --> 00:18:35.622 physical… Sch… Ne, was ist der? Jetzt muss ich die Brille aufziehen… PDSCH, der 00:18:35.622 --> 00:18:40.100 Shared Channel, Broadcast Channel kann man auch unterbringen. Das sehen jetzt dann 00:18:40.100 --> 00:18:46.399 auch noch zwei Beams, die ich dort aufgemalt habe. Es ist relativ 00:18:46.399 --> 00:18:50.080 kompliziert. Man kann das Ganze noch viel komplizierter machen, indem man 00:18:50.080 --> 00:18:54.919 reinzeichnen würde, welche Ressourcen belegt würden für Multimedia Broadcast, 00:18:54.919 --> 00:19:00.900 also Radio, Fernsehen, was für Positionierung über 5G, also so'n GPS, 00:19:00.900 --> 00:19:06.968 aber dann inhouse auf 5G basierend und so weiter, was man da alles reintun könnte. 00:19:06.968 --> 00:19:14.299 Das sparen wir uns. Wir guckenn jetzt erst mal kurz nach der Datenrate. Die Datenrate 00:19:14.299 --> 00:19:22.110 ist abhängig von der Position des Kunden. Der Kunde hat ein Endgerät. Das Endgerät 00:19:22.110 --> 00:19:26.515 rauscht. Das ist so unten das Rauschen, was man auf dem Bild sieht. Und je 00:19:26.515 --> 00:19:29.631 schlechter die Feldstärke wird, umso schlechter wird das Signal-Rausch- 00:19:29.631 --> 00:19:36.259 Verhältnis bei dem Endgerät vom Kunden. Und wenn ich eine hohe Datenrate haben 00:19:36.259 --> 00:19:38.880 möchte, brauch ich ein super Signal- Rausch-Verhältnis. Das heißt, der Kunde, 00:19:38.880 --> 00:19:44.045 der muss sein Endgerät schon mal vor die Antenne halten. Da kann ich dann 256 QAM 00:19:44.045 --> 00:19:49.460 machen. Beim Runterschalten lassen wir uns da sehr viel, ja, sehr viel Fehler zu, die 00:19:49.460 --> 00:19:54.768 wir korrigieren. Also Fehler liegen dann so etwa über 50 Prozent und dann schalten 00:19:54.768 --> 00:20:01.492 wir dann runter auf 64 QAM mit dem größer werdenden Abstand des Kunden von der 00:20:01.492 --> 00:20:07.455 Antenne. Und damit geben sich dann auch irgendwelche Datenraten raus. Also die hab 00:20:07.455 --> 00:20:12.230 ich mal versucht für verschiedene Szenarien in dieser Tabelle aufzutragen. 00:20:12.230 --> 00:20:20.462 Das Auffälligste ist ganz unten dieser orangefarbene 2,23 Gigabit. Das ist so das 00:20:20.462 --> 00:20:30.479 Maximalste, was man theoretisch mit 5G auf einem Band n78 hinbekommen würde. Bei vier 00:20:30.479 --> 00:20:34.110 mal vier MIMO und unter Ausblendung sämtlicher physikalischer 00:20:34.110 --> 00:20:41.809 Gesetzmäßigkeiten. Es gibt da ein paar realistische Datenraten. Zum einen haben 00:20:41.809 --> 00:20:45.889 die Betreiber in Deutschland da keine 100 Megahertz, sondern maximal 90. Das 00:20:45.889 --> 00:20:49.486 reduziert dann schon ein bisschen die Datenrate. Und wir können noch nicht 00:20:49.486 --> 00:20:53.600 überall vier mal vier MIMO ideal machen. Und da kommen wir dann in die Gegenden, wo 00:20:53.600 --> 00:20:58.995 es da so ein bisschen hellgelb wird. Ja. Und für die ganz letzte Spalte, zwei mal 00:20:58.995 --> 00:21:04.120 zwei MIMO normale Nutzung, Low Traffic (ich teile mir ja die Kapazität in der 00:21:04.120 --> 00:21:08.648 Zelle so ein bisschen mit den anderen Kunden), da kommen wir dann (ausprobiert 00:21:08.648 --> 00:21:14.090 haben wir's noch nicht) auf so 500 Megabit, die der Kunde tatsächlich erlebt 00:21:14.090 --> 00:21:18.387 oder erleben kann, unter gewissen Voraussetzungen. Also die Datenrate ist 00:21:18.387 --> 00:21:24.199 nicht garantiert, sondern hängt von 1.000 Faktoren ab. Das ist dem Martin seine 00:21:24.199 --> 00:21:28.225 Folie... Weil das... Martin: Ja, ich hab da mal 'ne Folie 00:21:28.225 --> 00:21:31.432 gemacht, was dann eigentlich in der Praxis rauskommt, weil der Peter hat so 'n 00:21:31.432 --> 00:21:34.350 bisschen eine Allergie gegen Speed Tests. Also hab' ich gesagt: Ok, mach ich die 00:21:34.350 --> 00:21:40.996 Folie. Was kommt dabei so raus? Du hast ja gesagt 2,2, 2,3 Gigabit, wenn man so'n 00:21:40.996 --> 00:21:45.658 100-Megahertz-Kanal nimmt und wirklich alles super optimal ist... Und da 5G ja 00:21:45.658 --> 00:21:51.056 nie alleine steht, sondern noch bei LTE mit dazugenommen wird... Und da kann man 00:21:51.056 --> 00:21:54.627 auch, wenn man wirklich alles super super ausbaut, kommt man auch noch 'n Gigabit 00:21:54.627 --> 00:21:59.360 pro Sekunde dazu. In der Praxis, was ich selber schon gesehen habe, und wenn man 00:21:59.360 --> 00:22:05.261 sich sehr geschickt hinstellt, kommt bei mir so etwa 1,3 1,4 Gigabit pro Sekunde 00:22:05.261 --> 00:22:12.950 aus so 'nem 90-Megahertz-Kanal 5G plus LTE raus. Aber für mich ist das recht sinnlos, 00:22:12.950 --> 00:22:17.310 das nur auf einem Endgerät halt zu haben. Die Zelle war leer, logischerweise. Aber 00:22:17.310 --> 00:22:21.220 das ist die Kapazität, die für alle zur Verfügung steht, die man sich dann teilen 00:22:21.220 --> 00:22:25.030 kann. Und um das mal ein bisschen ins Verhältnis zu setzen, ich hab' mal 00:22:25.030 --> 00:22:30.400 geguckt, was hier auf dem Kongress das ganze Wifi hier im Down Link macht. Es 00:22:30.400 --> 00:22:36.080 macht in der Spitze im Moment mit etwa 10.000 Geräten drei Gigabit pro Sekunde. 00:22:36.080 --> 00:22:40.700 Ja und hier haben wir 'n Kanal, wo 1,3 Gigabit pro Sekunde kann. Er kann 00:22:40.700 --> 00:22:44.160 vielleicht keine 10.000 Kanäle, aber es ist schon mal 'ne Indikation, wo wir uns 00:22:44.160 --> 00:22:47.600 mit 5G hinbewegen. Ist schon gar nicht so schlecht. 00:22:47.600 --> 00:22:54.011 Peter: Gut. Gucken wir weiter nach dem Band n78, wo ja der Speed gemacht wird. 00:22:54.011 --> 00:22:59.150 Wir haben dort TDD-System. Man unterscheidet zwischen FDD- und TDD- 00:22:59.150 --> 00:23:03.379 Systemen. FDD-System heißt, dass der Uplink, also da, wo die Geräte senden, 'n 00:23:03.379 --> 00:23:07.116 anderen Frequenzbereich benutzt als wie der Downlink. Das sind im Prinzip alle 00:23:07.116 --> 00:23:18.147 Bänder, die zwischen 700 und 2,6 Gigahertz, wobei das 1.500er-Band keinen 00:23:18.147 --> 00:23:25.079 Uplink hat. Es geht nicht, dass ein Endgerät in dieser Größe auf 1.500 sendet 00:23:25.079 --> 00:23:28.779 und gleich nebenan im Endgerät ist der GPS-Empfänger oder der Empfänger von 00:23:28.779 --> 00:23:33.258 Positions-Satelliten, die laufen auf einer ähnlichen Frequenz. Deswegen gibts keinen 00:23:33.258 --> 00:23:40.343 Uplink bei 1.500. TDD, das ist Band n78. Wenn wir TDD machen, müssen wir auf der 00:23:40.343 --> 00:23:45.915 gleichen Frequenz senden und empfangen, also abwechselnd, so wie DECT halt. Nur 00:23:45.915 --> 00:23:49.872 die Idee ist, dass man, wenn man TDD macht, dass man diese Ressource, 00:23:49.872 --> 00:23:54.732 Downlink/Uplink, auch verändern kann. Wenn viel Downlink ist, mach ich halt viel 00:23:54.732 --> 00:23:59.565 Downlink, und wenn viel Uplink ist, dann vergrößere ich das mit dem Uplink. Ja, 00:23:59.565 --> 00:24:07.220 theoretisch ja. Das wäre jetzt mal so 'ne Struktur. Wir haben halt so nur Downlink 00:24:07.220 --> 00:24:12.221 Slots. Dann haben wir 'n Slot, der Special Slot ist. Da ist dann ein bisschen Uplink 00:24:12.221 --> 00:24:17.713 dabei. Dann haben wir Uplink Slots. Also das Ganze ist ein bisschen, ja, es gibt da 00:24:17.713 --> 00:24:24.263 einen Haufen Spezifikationen, wie diese Uplink-Downlink-Aufteilung gemacht werden 00:24:24.263 --> 00:24:30.472 kann. Jetzt könnte man sich denken: Klasse, kann man ja den Traffic dynamisch 00:24:30.472 --> 00:24:36.091 sharen. Ne, eben nicht, weil wir haben ja nicht nur einen Netzbetreiber im Land, 00:24:36.091 --> 00:24:40.512 sondern es sind mehrere Netzbetreiber. Und jetzt wirds nämlich schwierig, wenn ich 00:24:40.512 --> 00:24:45.871 auf einem Turm zwei Antennen habe von zwei verschiedenen Netzbetreibern. Die sind 00:24:45.871 --> 00:24:51.039 zwar auf verschiedenen Frequenzen, aber im 3,6-Gigahertzbereich doch sehr nah 00:24:51.039 --> 00:24:56.550 beieinander. Wenn die eine Antenne senden würde und die andere Antenne würde ein 00:24:56.550 --> 00:25:03.549 paar Megahertz drüber oder tiefer bereits empfangen, ja, dann würde die es noch 00:25:03.549 --> 00:25:07.990 sendendende Antenne von dem anderen Betreiber, den Empfang des zweiten 00:25:07.990 --> 00:25:12.509 Betreibers stören. Deswegen ist es eigentlich nötig, dass alle Netzbetreiber 00:25:12.509 --> 00:25:21.449 bei 5G, also bei Band n78 mit exakt dem gleichen, mit der exakt gleichen Uplink- 00:25:21.449 --> 00:25:26.265 Downlink-Struktur fahren und auch phasengleich sind. Das bedeutet, dass ich 00:25:26.265 --> 00:25:32.691 die Stationen GPS-angebunden haben muss. Das kommt jetzt erschwerend hinzu. Kein 00:25:32.691 --> 00:25:37.043 Betreiber kann das so machen, was er will, weil sonst geht da nichts mehr. Auf der 00:25:37.043 --> 00:25:40.822 anderen Seite mit den Endgeräten ist das ähnlich. Ja, wenn ich also ein Endgerät 00:25:40.822 --> 00:25:44.672 habe, das orange, was ziemlich nah an einem Sender ist und das andere hat einen 00:25:44.672 --> 00:25:49.620 relativ schwachen Pegel, dann kann, wenn das orange Endgerät sendet, ja, das grüne 00:25:49.620 --> 00:25:52.710 damit übersteuert werden, wenn die zusammen auf dem Tisch liegen. Das heißt, 00:25:52.710 --> 00:25:59.573 die Empfänger werden da gestört. Deswegen müssen also solche Netze synchron gefahren 00:25:59.573 --> 00:26:04.669 werden. Das ist so 'ne 5G-Antenne. Da sind 'n paar Glasfaser-Anschlüsse drauf, wo 00:26:04.669 --> 00:26:09.710 die... da kommt noch kein IP raus. Das ist so'n HF-Protokoll, sidebreed, da ist 00:26:09.710 --> 00:26:16.210 also die Funkschnittstelle drauf. Hier sind die Antennen, das sind kleine runde, 00:26:16.210 --> 00:26:20.660 das sind diese aktiven Antennchen. Das sind dann auch Sender-Empfänger, auch 00:26:20.660 --> 00:26:25.741 gleich dahinter, damit die phasenmäßig angesteuert werden können. Hier sind sie 00:26:25.741 --> 00:26:32.279 nochmal. So, und wie kriege ich das jetzt hin mit so 'nem Beam? Oder wie kann 00:26:32.279 --> 00:26:36.733 ich diese Antenne dazu benutzen, halt in eine gewisse Richtung zu senden und zu 00:26:36.733 --> 00:26:40.628 empfangen? Das kriege ich hin mit Phasenverschiebung. Bei klassischen 00:26:40.628 --> 00:26:45.832 Antennen macht man das schon mit elektrischer Absenkungen, indem ich für 00:26:45.832 --> 00:26:49.331 ein Antennensystem ein Kabelstück ein bisschen länger, ein bisschen kürzer 00:26:49.331 --> 00:26:52.919 mache, dafür das andere ein bisschen länger und zwei Antennenelemente damit 00:26:52.922 --> 00:26:59.963 beaufschlage und dann gibt's eine... ja... eine Biegung, eine... ja... ein 00:26:59.963 --> 00:27:03.959 resultierendes Funkfeld, was eine gewisse Richtung hat. Das Ganze kann ich dann auch 00:27:03.959 --> 00:27:07.690 machen mit so 'ner massive MIMO-Antenne mit ganz vielen Elementen da drin, wobei 00:27:07.690 --> 00:27:13.788 der Phasenschieber-Bereich jetzt bereits in der HF-Einheit sitzt, die hinter diesen 00:27:13.788 --> 00:27:20.919 Elementen sitzen. Das Ganze mit den Beams sieht man hier, da haben wir einen 00:27:20.919 --> 00:27:28.340 Synchronisation Signal Block SSB des bei diesem n78-Band in der Mitte - der war mal 00:27:28.340 --> 00:27:33.155 am Rand, jetzt ist er in der Mitte - und der besteht aus 'n paar Elementen. Und 00:27:33.155 --> 00:27:38.679 wenn ich jetzt mehrere Beams strahlen möchte, dann nehme ich mehrere SSB Blocks, 00:27:38.679 --> 00:27:45.059 die in ihrer Phaseninformation immer sich variieren. Also wir leuchten quasi wie ein 00:27:45.059 --> 00:27:50.748 Leuchtturm mit kurzen SSB Blöcken in der Gegend rum. Unten sieht man z.B. ein 00:27:50.748 --> 00:27:56.319 Spektrum, das ist ein Sirus-Band Spektrum über die Zeit. Da sieht man, wie die Beams 00:27:56.319 --> 00:28:00.080 verschiedene Stärken haben. Und das Ganze ist dann so innerhalb, nach zwei 00:28:00.080 --> 00:28:03.909 Millisekunden ist das Ganze rum. Dann haben wir acht Beams gesendet, und das 00:28:03.909 --> 00:28:07.871 Endgerät kann die detektieren. In dem Beam steht eine Nummer drin, und wenn ich 00:28:07.871 --> 00:28:12.720 Verbindungsaufbau nachher mache, dann kann der gNode-Beam mit 00:28:12.720 --> 00:28:16.683 dieser Nummer etwas anfangen und schon mal so ungefähr in diese Richtung senden. Und 00:28:16.683 --> 00:28:20.624 das ist jetzt der Verbindungsaufbau, so ein bisschen auf der Luft. Endgerät 00:28:20.624 --> 00:28:26.536 berichtet: Ich bin in diesem Static-Beam drin. Dann sagt der gNode-B: Okay, ich 00:28:26.536 --> 00:28:32.422 nehme 'n Traffic Beam, der in diese Richtung auch leuchtet. Und dann schauen 00:28:32.422 --> 00:28:35.249 wir mal. Ich biete dir noch ein paar andere Traffic-Beames immer mal wieder zum 00:28:35.249 --> 00:28:39.440 Messen an, so ganz kurze Impulse in dieser Phasenlage. Und dann berichtest du mir 00:28:39.440 --> 00:28:44.219 immer welchen von diesen Traffic-Beams du am besten hörst. Also wir orten nicht das 00:28:44.219 --> 00:28:50.740 Endgerät irgendwie über die Phase, sondern das Endgerät reported welcher von diesen 00:28:50.740 --> 00:28:54.915 Beams, der angeboten wird, der Beste ist. Wir machen auch kein hand-over, denn in 00:28:54.915 --> 00:28:59.240 dieser, denn wir sind ja in der gleichen Zelle, sondern die Sender nimmt, die 00:28:59.240 --> 00:29:02.261 Sender und auch Empfänger, die verändern einfach ihre Phasenlage. Ansonsten ändert 00:29:02.261 --> 00:29:06.656 sich nichts. Also natürlich über die gesamte Antenne. Man kann damit auch dann 00:29:06.656 --> 00:29:10.668 zweimal zwei MIMO oder sogar viermal vier MIMO mehr machen, die nehmen halt ein Teil 00:29:10.668 --> 00:29:15.300 der Antennenelemente auf den einen MIMO- Kanal und anderen Teil die anderen MIMO- 00:29:15.300 --> 00:29:21.590 Kanäle macht. Ein Vorteil bei diesen Beams ist; es ist relativ sauber in der Zelle, 00:29:21.590 --> 00:29:29.080 und ich hab den Traffic ja nur da, wo auch das Ziel sitzt, und hab damit keine 00:29:29.080 --> 00:29:33.929 weitere Interferenz-Belastung in der Zelle, kann also diese ... ja ... Kunden, 00:29:33.929 --> 00:29:37.263 die dort sitzen, mit anderen Zellen erheblich besser versorgen, sauberer 00:29:37.263 --> 00:29:42.399 versorgen, als wie's mit 4G nötig war. Jetzt gibt's auch massive MIMO Antennen 00:29:42.399 --> 00:29:47.370 mit nem Kabel dran. Jetzt muss man natürlich die Phasenlagen der 00:29:47.370 --> 00:29:52.824 Antennenkabel ausmessen. Das tut man mit einer Phasenkorrekturrückkopplung. Also an 00:29:52.824 --> 00:29:57.518 der Antenne sieht man manchmal so Bilder; acht Kabel dran. Ist dann unten drin so 00:29:57.518 --> 00:30:01.056 ein kleiner Phasenkoppler und dieser Phasenkoppler macht eine Rückkopplung 00:30:01.056 --> 00:30:07.557 runder zum Radio, dass es die Phasenlage der einzelnen Kabel ausmessen kann. Mit 5G 00:30:07.557 --> 00:30:11.115 ist dann noch 'n single user MIMO möglich - ne, das ist auch schon bei LTE möglich - 00:30:11.115 --> 00:30:16.058 also ein user-Equipment kriegt Daten über verschiedene Antennenebenen, aber auch 00:30:16.058 --> 00:30:19.566 Multi-user-MIMO ist möglich. Da freut sich der Netzbetreiber, weil die Effizienz des 00:30:19.566 --> 00:30:24.539 Netzes damit gesteigert wird. Mit dem einen Kanal bediene ich ein Endgerät und 00:30:24.539 --> 00:30:27.462 mit dem anderen MIMO-Kanal, mit der anderen Endgerät, auf der gleichen 00:30:27.462 --> 00:30:32.256 Frequenz zur gleichen Zeit, ein zweites Endgerät. das geht im Uplink und auch im 00:30:32.256 --> 00:30:40.401 Downlink. So, was haben wir mit 5G Antennen zu messen? Die passiven Antennen, 00:30:40.401 --> 00:30:43.941 kann ich die normale Antennenmessung machen. Die aktiven Antennen - ist ein 00:30:43.941 --> 00:30:46.639 bisschen schwieriger, weil ich hab ja keine Schnittstelle. Ich kann ja da nicht 00:30:46.639 --> 00:30:51.059 so ein Antennenelement abschrauben und dann ein Messgerät drin machen, sondern 00:30:51.059 --> 00:30:54.409 das müsste, also die Systemtechnik selbst muss dann im Prinzip für jedes 00:30:54.409 --> 00:30:59.179 Antennenelement sorgen; was hat es, ist es noch da, hat es, ist es vielleicht nass, 00:30:59.179 --> 00:31:02.889 oder halt es schlechte Anpassung, hat es ne Inner-Modulation, ist ne Uplink-Störungen 00:31:02.889 --> 00:31:08.105 drauf? Das muss Systemtechnik machen. Ich kann allenfalls mit nem Messgerät, wo die 00:31:08.105 --> 00:31:13.073 Beams anzeigen kann - im Vortrag waren welche drin, so Ansatzweise mit so Beams - 00:31:13.073 --> 00:31:17.356 kann ich vor der 5G Antenne herumfahren und gucken, ob die statischen Beams auch 00:31:17.356 --> 00:31:21.504 dahin leuchten, wo sie hinleuchten sollen. Und dann gehe ich davon aus, dass die 00:31:21.504 --> 00:31:26.601 Antenne nicht komplett kaputt ist, und die GVM messen, usw. So, das war die 00:31:26.601 --> 00:31:32.684 physikalische Layer. Jetzt geht es in Gegenden, die nicht mehr physikalische 00:31:32.684 --> 00:31:37.889 Luftlöcher sind; die Netzarchitektur. Heurekus: Genau so. Ich habe ein paar 00:31:37.889 --> 00:31:42.773 Slides gebaut über den ganzen Rest, was hinter der Antenne dran ist, an so nem 00:31:42.773 --> 00:31:48.207 Netzwerk. Jetzt wieder die Slide von vorher mit der bösen NSA Abkürzung da 00:31:48.207 --> 00:31:53.039 vorne dran. Das sind die ganzen Komponenten, die heute in nem 5G Netzwerk 00:31:53.039 --> 00:31:57.529 drin sind, und eben die ganzen schwarzen Komponenten, die werden, die sind heute 00:31:57.529 --> 00:32:03.808 schon da für LTE. Und die orangenen, das ist das was für 5G so wie's heut ausgebaut 00:32:03.808 --> 00:32:09.149 wird dazukommt. Perspektivisch sollen alle schwarzen Komponenten mit neuen 5G 00:32:09.149 --> 00:32:15.522 Komponenten ersetzt werden, aber so sieht es im Moment aus. Ich habe in der Mitte 00:32:15.522 --> 00:32:21.412 von dem Slide, da ist das Core Netzwerk. Und das ist aufgeteilt in zwei Hälften, 00:32:21.412 --> 00:32:25.909 logisch gesehen: Ich habe die eine Hälfte, die die Nutzdaten transportiert. Das ist 00:32:25.909 --> 00:32:30.779 die sogenannte User Plane, und die ist mit dem Internet verbunden. Das wird über 00:32:30.779 --> 00:32:34.753 Gateways gemacht. Sind ganz normale Router, wo eben spezielle Software drauf 00:32:34.753 --> 00:32:39.070 ist, die mit dem Mobility im Mobilfunk Netzwerk noch ein bisschen umgehen können. 00:32:39.070 --> 00:32:43.690 Und auf der linken Seite in der Mitte hab ich dann die Management Geschichten, die 00:32:43.690 --> 00:32:47.889 Mobility Management entity. Die kümmert sich, wie der Name schon sagt, um die 00:32:47.889 --> 00:32:53.167 Mobility und um das User Management. Und dazu hat sie eine Teilnehmerdatenbank, der 00:32:53.167 --> 00:32:57.410 Home Subscriber Server ganz links. Und das ist ne Datenbank und jeder Teilnehmer 00:32:57.410 --> 00:33:02.299 im Mobilfunknetzwerk hat da einen Eintrag drin: Welche Telefonnummer er hat, welche 00:33:02.299 --> 00:33:06.269 Dienste er verwenden darf, und solche Dinge, seine Ciphering keys - die sind da 00:33:06.269 --> 00:33:10.559 drin. Und das ganze ist aber IP basiert. also unterm Strich, das wird dann alles 00:33:10.559 --> 00:33:16.740 wieder auf ein Kabel zusammengeführt und dann Richtung Radionetzwerk gesendet. Das 00:33:16.740 --> 00:33:20.940 ist das Radio Access Network, das auch als RAN bezeichnet wird. Und dann über die 00:33:20.940 --> 00:33:25.220 S1-Schnittstelle geht es dann zu den Standorten, zu den Mobilfunkstandorten. 00:33:25.220 --> 00:33:31.350 Also etwa, na was haben wir so, 20.000 etwa, in Deutschland. Davon gibt's also 00:33:31.350 --> 00:33:35.320 jede Menge während die Core-Netzwerk- Komponenten, das sind nicht so arg viele. 00:33:35.320 --> 00:33:41.429 Was wir dann für 5G eben dazu brauchen, neben der 4G e-Node B. Keiner weiß, was 00:33:41.429 --> 00:33:45.789 die Abkürzung genau bedeutet, aber dass ist der Radio Standort, macht man jetzt 00:33:45.789 --> 00:33:51.710 noch eine Karte zusätzlich rein für den 5G Teil. Das ist dann der g-Node B. Die 00:33:51.710 --> 00:33:55.950 funktionieren aber immer zusammen. Der LTE Teil ist immer der Master, und der 5G Teil 00:33:55.950 --> 00:34:00.389 wird als Speed Booster dazugenommen. Das ist dann eben die sogenannte Non-Stand- 00:34:00.389 --> 00:34:05.830 Alone Architecture, unterm Strich, weil es einfacher war, das mal so zu machen am 00:34:05.830 --> 00:34:08.760 Anfang, und nicht 5G alleine stehen zu lassen, weil man einfach kann mal den 00:34:08.760 --> 00:34:12.270 ganzen LTE Teil weiterverwenden, so als Master und man muss sich um die 00:34:12.270 --> 00:34:16.210 Signalisierung nicht mehr so groß Gedanken machen, wie wenn es gleich Standalone 00:34:16.210 --> 00:34:23.360 gewesen wäre. Ja, und dann braucht man noch ne bessere Anbindung als bisher an 00:34:23.360 --> 00:34:27.070 den Base, an den Basisstationen, also die Radiostandorte nenne ich immer 00:34:27.070 --> 00:34:33.950 Basisstation, wiel so war das mal bei GSM. Und was man da heute so typischerweise 00:34:33.950 --> 00:34:39.389 hat, ist entweder eine Gigabit pro Sekunde Glasfaser oder einen Mikrowave-Link. 00:34:39.389 --> 00:34:43.690 Glasfaser ist natürlich aber hübscher, für 5G reichts aber natürlich nicht mehr das 00:34:43.690 --> 00:34:46.960 Gigabit, weil ich hab ja üblicherweise auch drei Sektoren und hab also dann 00:34:46.960 --> 00:34:52.710 nochmal die dreifache Kapazität. Und deswegen kommt da üblicherweise dann heute 00:34:52.710 --> 00:34:57.970 ein 10 Gigabit pro Sekunde Fiber Link zum Einsatz, da tauscht man halt vorne und 00:34:57.970 --> 00:35:05.510 hinten aus. Die Fiber bleibt ja die gleiche. Okay. Dann habe ich hier mal so 00:35:05.510 --> 00:35:08.230 ein paar Fluss-Diagramme gemacht, was eigentlich passiert in so einem 00:35:08.230 --> 00:35:13.450 Mobilfunknetzwerk, wenn eine 4G und eine 5G Verbindung aufgebaut wird, so aus dem 00:35:13.450 --> 00:35:17.990 Flugmodus raus, bis dann auch eine Internetverbindung steht. Sieht erst 00:35:17.990 --> 00:35:23.200 einmal sehr kompliziert aus. Ist es wahrscheinlich auch. Aber der ganze 00:35:23.200 --> 00:35:28.750 Prozess läuft in 100 Millisekunden ab, ist also superschnell. Ich hab ganz links des 00:35:28.750 --> 00:35:33.400 UE, des User Equipment, das Endgerät des Smartphone oder was immer man da auch hat. 00:35:33.400 --> 00:35:38.520 Dann der e-Node B, ist die 4G Basisstation die MME, also die Mobility Management 00:35:38.520 --> 00:35:44.000 Entity im Core-Netzwerk, die HSS-Datenbank und dann die Gateways auf der rechten 00:35:44.000 --> 00:35:47.950 Seite, die dann die Nutzdaten transportieren. Naja, also wenn ich aus 00:35:47.950 --> 00:35:52.030 dem Flugmodus erstmal rausgehe, auch wenn ich ein 5G Endgerät habe, wird erstmal der 00:35:52.030 --> 00:35:56.819 4G Teil alles gemacht, das Endgerät sucht sich dann die Broadcast-Informationen von 00:35:56.819 --> 00:36:01.760 allen Stationen aus, die so in der Nähe sind, sucht sich dann die Beste aus und 00:36:01.760 --> 00:36:07.109 macht dann eine sogenannte Random Access Prozedur, weil bei LTE und bei 5G ist es 00:36:07.109 --> 00:36:11.849 deutlich anders als bei WiFi, wo jeder einfach mal guckt, ob er senden kann. Das 00:36:11.849 --> 00:36:16.450 passiert hier nicht. Die Basisstation gibt ganz genau vor, wer wann zu welcher Zeit 00:36:16.450 --> 00:36:20.170 Daten empfängt und auch Daten senden darf. Also das Endgerät kann nicht von sich 00:36:20.170 --> 00:36:24.161 selber aus einfach mal los senden. Deswegen wird dann eine Zugriffs Prozedur 00:36:24.161 --> 00:36:27.900 gemacht. Das Endgerät sagt: "Hey, ich brauche mal so einen kleinen Kanal, wo ich 00:36:27.900 --> 00:36:33.250 dir mal schicken kann, wer ich bin." Das kommt dann über diese sogenannte RRC 00:36:33.250 --> 00:36:38.500 Connection Setup Procedure. Da wird ein Attach Request geschickt vom Endgerät. Da 00:36:38.500 --> 00:36:41.990 steht drin: "Okay, ich bin Endgerät, mit der ID sowieso, und ich möchte 00:36:41.990 --> 00:36:47.170 Internetzugang haben." - man ein bisschen salopp gesagt. Die 4G Basisstation gibt es 00:36:47.170 --> 00:36:52.680 dann ans Netzwerk weiter an die MME. Die sucht sich dann den Rekord aus der 00:36:52.680 --> 00:36:56.760 Datenbank raus und startet dann eine Authentication and Ciphering Procedure. 00:36:56.760 --> 00:37:00.010 Das heißt erst einmal authentifizieren - sicherstellen - es ist auch tatsächlich 00:37:00.010 --> 00:37:04.760 das Endgerät das es sagt, dass es ist. Und wenn das dann sichergestellt ist, wird das 00:37:04.760 --> 00:37:08.109 Ciphering eingeschaltet, damit man wenigstens nicht mehr so ganz trivial 00:37:08.109 --> 00:37:15.740 abhören kann. Währenddessen das dann alles passiert, wird dann auch noch die Location 00:37:15.740 --> 00:37:19.010 von dem Endgerät in die Datenbank reingeschrieben, oder zumindest mal die 00:37:19.010 --> 00:37:23.270 Tracking Area, also so mal ein grober Aufenthalts-Bereich, weil wenn ich später 00:37:23.270 --> 00:37:27.540 den Radio Kanal mal wegnehme, um Batterie zu sparen, obwohl ich die IP-Adresse noch 00:37:27.540 --> 00:37:30.589 hab und dann kommt wieder ein IP-Paket, dann muss mich das Netzwerk irgendwie 00:37:30.589 --> 00:37:33.790 finden können, also müsste man mal die ungefähre Location in die Datenbank 00:37:33.790 --> 00:37:40.470 ablegen. Während das läuft wird auf der linken Seite dann noch die Capabilities 00:37:40.470 --> 00:37:44.360 ausgetauscht vom Endgerät, weil je nachdem, wie altes Endgerät ist und wie 00:37:44.360 --> 00:37:49.040 teuer es ist, kann das mehr oder weniger. Und diese Information wird dann nicht nur 00:37:49.040 --> 00:37:53.869 bei der Basisstation beim 4G eNode-B gehalten, sondern auch an die MME 00:37:53.869 --> 00:37:58.061 weitergegeben, weil je nachdem, wie viele Carrier das Ding bündeln kann, welche 00:37:58.061 --> 00:38:02.150 Modulationen-Arten des beherrscht, kann dann halt mehr oder weniger schnell Daten 00:38:02.150 --> 00:38:08.440 übertragen werden Dann noch rechts unten was gemacht wird, ist die MME holt sich 00:38:08.440 --> 00:38:13.181 dann eine IP-Adresse für das Endgerät. Vom PDN Gateway, das ist das, was am Internet 00:38:13.181 --> 00:38:19.309 dran sitzt, kriegt man dann üblicherweise eine IPv4-NAT-, also eine Private-IP- 00:38:19.309 --> 00:38:24.099 Adresse zugeteilt. Ja, NAT ist natürlich schlecht, im Mobilfunk Netzwerk aber nicht 00:38:24.099 --> 00:38:28.140 ganz so, weil dann hält man wenigstens so die ganzen Script-Kiddies ab, einem die 00:38:28.140 --> 00:38:37.750 ganze Zeit die Batterie leer zu saugen. Ja, so am Schluss schickt die MME dann den 00:38:37.750 --> 00:38:41.710 Initial Kontext Setup Request. Da steht dann die IP-Adresse drin, die wird dann 00:38:41.710 --> 00:38:46.310 ans Endgerät weitergegeben, und es wird ein sogenannter Default Bearer aufgebaut. 00:38:46.310 --> 00:38:50.880 Das ist, wenn man das vom Smartphone aussieht, ist das ein logisches Netzwerk- 00:38:50.880 --> 00:38:55.190 Interface. Also wenn man bei Android z.B. ein ifconfig macht, dann sieht man dann 00:38:55.190 --> 00:39:01.000 hübsch, wie da, wie ein neues IP-Interface da auftaucht. Da kann man auch mehrere 00:39:01.000 --> 00:39:05.190 davon typischerweise auf einem Endgerät haben, weil ver-??? gibts auch eine extra 00:39:05.190 --> 00:39:10.569 extra Default Bearer, wo dann speziell die Telefon-Sachen drüber gemacht werden. Die 00:39:10.569 --> 00:39:14.230 werden nicht über den Internet Bearer gemacht. Ja, und dann fließen eigentlich 00:39:14.230 --> 00:39:18.510 unsere Nutzdaten, so ganz unten, der blaue Kasten. Und was dann noch zusätzlich 00:39:18.510 --> 00:39:21.250 gemacht wird, ist eine Measurement Configuration geschickt, damit das 00:39:21.250 --> 00:39:25.690 Endgerät, auch wenn die Signal Pegel schlechter werden, dann die nachbarzellen 00:39:25.690 --> 00:39:30.310 messen kann, das reporten kann und das Netzwerk kann dann entsprechend damit ein 00:39:30.310 --> 00:39:39.710 Handover machen. Ja, 100 Millisekunden alles durchgelaufen. Ja es will nicht, 00:39:39.710 --> 00:39:45.190 dann nehmen wir die Taste. Genau so, das war jetzt erst der 4G, dann kommt jetzt 00:39:45.190 --> 00:39:49.839 noch zusätzlich der 4G Teil. Wenn die 4G Basisstation merkt: "Dass es ein 5G 00:39:49.839 --> 00:39:55.690 Endgerät. ... und ich hab noch eine 5G Zelle" den 5G gNode-B mit dazu. Dann 00:39:55.690 --> 00:40:00.480 werden wieder Nachrichten ausgetauscht, wo drin steht: "Miss mal auf der 5G Frequenz, 00:40:00.480 --> 00:40:04.220 ob da irgendwas ist und melden mir das mal?" Das macht das Endgerät dann und wenn 00:40:04.220 --> 00:40:11.460 was da ist, gehts zurück an den 5G gNode-B und der kann dann den IP-Datenstrom zu 00:40:11.460 --> 00:40:16.560 sich umleiten und dann an den 4G eNode-B zurückkommen und sagen: "Okay, du kannst 00:40:16.560 --> 00:40:20.349 jetzt mal umschalten", und dann kriegt das Endgerät wieder eine Nachricht. "OK, mach 00:40:20.349 --> 00:40:26.950 mal noch den 5G Teil jetzt noch mit dazu" und dann empfängt man seine Daten sowohl 00:40:26.950 --> 00:40:31.359 über den 4G Teil als auch über den 5G Teil und drum ist der blaue Pfeil unten ein 00:40:31.359 --> 00:40:38.150 bisschen dicker als der blaue Pfeil oben. So, dieses gleichzeitige Empfangen von 4G 00:40:38.150 --> 00:40:43.260 und 5G, das nennt sich Split Bearer, weil meine IP-Datenpakete jetzt über zwei Wege 00:40:43.260 --> 00:40:48.450 zu mir kommen und der 5G gNode-B, der teilt es einfach auf, den Hauptteil von 00:40:48.450 --> 00:40:53.310 den Daten schickt er über sich selber, und ein kleinerer Teil wird dann noch über das 00:40:53.310 --> 00:40:57.880 sogenannte X2 Interface an die 4G Karte in der Basisstation weiter geschickt, und die 00:40:57.880 --> 00:41:02.830 schickt es dann über LTE zu einem. Und im Endgerät selber werden dann diese zwei 00:41:02.830 --> 00:41:08.291 Datenströme wieder kombiniert, und die IP- Pakete kommen dann wieder raus. Im Uplink 00:41:08.291 --> 00:41:12.270 wird es heute wird es heute praktisch noch nicht so gemacht, da werden dann entweder 00:41:12.270 --> 00:41:17.780 alle Daten über LTE übertragen, also von Endgerät zum Netzwerk oder über 5G, kann 00:41:17.780 --> 00:41:22.880 man auch machen. Vorteil von LTE ist es meistens, es ist auf einer niedrigeren 00:41:22.880 --> 00:41:27.330 Frequenz, und somit kommt man weiter. Man muss sich aber den Kanal mit anderen 00:41:27.330 --> 00:41:32.750 Leuten teilen, die schon da sind. Wenn man mit 5G die ganze Sache macht, hat man den 00:41:32.750 --> 00:41:36.839 Kanal noch eher für sich, weil es noch nicht so viele 5G-Endgeräte gibt. Hat aber 00:41:36.839 --> 00:41:40.530 das Problem, dass die Reichweite von dem Signal aufgrund der höheren Frequenz nicht 00:41:40.530 --> 00:41:45.299 so weit ist. Und wenn man sich dann zu weit von der Station wegbewegt, dann muss 00:41:45.299 --> 00:41:51.809 das Netzwerk um konfigurieren und dann wieder für den Uplink LTE nehmen. Also, 00:41:51.809 --> 00:41:59.960 man kann beides machen, je nachdem, wie man, wie man das möchte. Mit dem Uplink 00:41:59.960 --> 00:42:04.730 entweder nur 4G oder 5G, stimmt nur so zum Teil, weil ich mache auch auf den 00:42:04.730 --> 00:42:09.170 niedrigeren Schichten auf Layer 2 noch Acknowledgements für meine Datenpakete, 00:42:09.170 --> 00:42:13.089 die ich, die ich bekomme im Downlink muss ich im Uplink Acknowledgements schicken. 00:42:13.089 --> 00:42:17.420 Also es ist noch weit unterhalb der IP- Ebene, damit es einfach sehr schnell geht, 00:42:17.420 --> 00:42:22.310 wenn irgendwelche Datenverluste auftreten. Und das muss sich zwangsläufig auf 4G und 00:42:22.310 --> 00:42:27.740 auf 5G machen, weil ich meine Daten ja über Split Bearer im Downlink über 4G und 00:42:27.740 --> 00:42:33.280 5G bekomme. Das heißt nur meine Nutzdaten gehen entweder über 4G oder 5G, aber meine 00:42:33.280 --> 00:42:37.280 Acknowledgements muss ich auf beiden Seiten schicken. Und der blöde Nachteil 00:42:37.280 --> 00:42:43.230 ist, ich hab halt nur ein Budget für meine Transmission Power, und jetzt hab ich zwei 00:42:43.230 --> 00:42:47.289 Transmitter, und dann kriegt halt jeder nur die Hälfte von der Transmit Power und 00:42:47.289 --> 00:42:55.930 somit das limitiert ein bisschen meine Reichweite. Dann gibt's noch diese nette 00:42:55.930 --> 00:42:58.530 Geschichte, wann zeige ich jetzt eigentlich ein 5G Logo an? Weil es 00:42:58.530 --> 00:43:03.200 dummerweise ein bisschen komplexer als früher mit 2G, 3G, 4G. Da war das einfach, 00:43:03.200 --> 00:43:08.970 das Endgerät hat gewusst: "Okay, ich bin jetzt bei 4G LTE Logo an". Bei 5G, das 00:43:08.970 --> 00:43:13.309 wird ja immer nur so als Speed Booster dazugenommen. Und wenn man das einfach so 00:43:13.309 --> 00:43:17.589 macht, dann sieht man dauernd, wie sich das 4G und 5G abwechselt auf dem Display. 00:43:17.589 --> 00:43:23.220 Das ist nicht sehr schön. Deswegen hat man sich da was einfallen lassen. Und zwar 00:43:23.220 --> 00:43:27.850 wird in den LTE System Information, die da so ausgestrahlt werden, gibts ein Bit, das 00:43:27.850 --> 00:43:31.210 haben Sie schön Upper Layer Indikation genannt, damit man auch nicht weiß, für 00:43:31.210 --> 00:43:35.780 was es gut ist und das Upper Layer Indikation Bit. wenn das gesetzt ist, dann 00:43:35.780 --> 00:43:41.400 bedeutet es, dass da noch eine 5G Zelle mit dranhängt und das Endgerät wenn es 00:43:41.400 --> 00:43:45.820 nicht beim Attach Accept gesagt gekriegt hat, "Du darfst kein 5G machen", das ist 00:43:45.820 --> 00:43:51.800 das NR-Restricted-Bit. Dann kann es dieses Upper Layer Indikation Bit hernehmen und 00:43:51.800 --> 00:43:56.609 dann das 5G Logo anzeigen, auch wenn der 5G Teil gerade gar nicht aufgeschaltet 00:43:56.609 --> 00:44:00.490 ist, weil man z.B. gerade nicht so viel Daten überträgt. Und dann ist eben der 00:44:00.490 --> 00:44:04.620 Vorteil man hat das 5G Logo, weil der 5G Teil da ist und ob wir jetzt gerade noch 00:44:04.620 --> 00:44:08.339 mit der zugeschaltet ist oder nicht, wird da dann halt ein bisschen kaschiert. Aber 00:44:08.339 --> 00:44:15.930 dafür springt es eben nicht die ganze Zeit hin und her. Dann gibt's noch ein nettes 00:44:15.930 --> 00:44:21.690 Szenario mit dem Handover. Wenn man 4G und 5G hat, müssen ja immer zusammen da sein. 00:44:21.690 --> 00:44:26.290 Aber die Scheduler sind völlig unabhängig voneinander. Und wenn ich da einen 00:44:26.290 --> 00:44:30.980 Handover mache von Schritt eins nach Schritt zwei, kann es eben passieren, je 00:44:30.980 --> 00:44:34.280 nachdem, was man für eine Infrastruktur hat und wie die konfiguriert ist, dass 00:44:34.280 --> 00:44:39.420 erst der 5G Teil gewechselt wird der 4G Teil aber noch da bleibt für ein paar 00:44:39.420 --> 00:44:43.809 Sekunden bei der alten Station. Und dann bekomme ich meine Daten zum Beispiel von 00:44:43.809 --> 00:44:49.420 der einen LTE Zelle hier und von der 5G Zelle, die aber schon ganz woanders steht. 00:44:49.420 --> 00:44:52.589 Und meine Daten kommen dann aus unterschiedlichen Richtungen. Und erst 00:44:52.589 --> 00:44:56.791 wenn dann auch noch das Endgerät meldet, das der 4G Teil jetzt auch auf der anderen 00:44:56.791 --> 00:45:00.940 Seite besser ist, dann wird der auch noch mit drüber gezogen und dann kommen dann 00:45:00.940 --> 00:45:10.220 meine ganzen Daten von der der zweiten Zelle dann. So, dann hab ich jetzt hier 00:45:10.220 --> 00:45:13.829 noch ein Bildchen wie soll es so perspektivisch weitergehen? Wir wollen ja 00:45:13.829 --> 00:45:19.171 da nicht stehenbleiben. Wir wollen ja zu einem 5G-only-Netzwerk kommen, und da 00:45:19.171 --> 00:45:25.210 müssen wir jetzt einfach hergehen auf Grund von den 3,5 GHz, die halt nur eine 00:45:25.210 --> 00:45:28.520 begrenzte Reichweite haben. Wir müssen diese 5G Geschichte auch in die 00:45:28.520 --> 00:45:34.161 niedrigeren Frequenzbänder ziehen. Und da ist eben das Problem, man kann es auf die 00:45:34.161 --> 00:45:38.359 harte Weise machen und einfach das LTE aus manchen Ländern wegnehmen und da 5G 00:45:38.359 --> 00:45:42.400 reinmachen. Das ist dann für die paar Leutchen, die schon die ganzen neuen 5G 00:45:42.400 --> 00:45:45.631 Endgeräte haben, super. Aber für die Leutchen, die nur LTE Endgeräte haben 00:45:45.631 --> 00:45:50.021 schlecht, weil dann haben die auf einmal da gar kein LTE mehr oder nur eine 00:45:50.021 --> 00:45:56.809 niedrigere Datenrate, weil sie ein anderes Band nehmen müssen. Eine Möglichkeit, das 00:45:56.809 --> 00:46:01.650 abzufedern, was so z.B. die Swisscom gerade ausprobiert. Es nennt sich dann 00:46:01.650 --> 00:46:07.530 Dynamic Spectrum Sharing, und die Idee dabei ist, dass 5G so zu konfigurieren, 00:46:07.530 --> 00:46:14.319 dass es sehr ähnlich wie 4G ist und dann 4G und 5G im gleichen Kanal zu machen. Ich 00:46:14.319 --> 00:46:18.740 brauche dann 2 Control Kanäle. Ich brauch den LTE Kontrollkanal hier jetzt gelb 00:46:18.740 --> 00:46:24.750 dargestellt, links und in Blau, den 5G Kanal, den Control Kanal und kann dann die 00:46:24.750 --> 00:46:31.390 4G Endgeräte mit dem 4G Control Kanal Ressource Zuweisungen machen und dem 5G 00:46:31.390 --> 00:46:36.850 Endgeräte mit dem 5G Control Kanal. Und dann kann ich meinen Kanal eben, je 00:46:36.850 --> 00:46:41.380 nachdem wie viele 4G und 5G Endgeräte ich habe, entsprechend aufteilen. Mehr nach 00:46:41.380 --> 00:46:47.309 4G, mehr nach 5G. Je nachdem, was man da für eine Policy hat. Der kleine Nachteil 00:46:47.309 --> 00:46:51.329 an der Geschichte ist, dass sich da dummerweise jetzt 2 Control Kanäle braucht 00:46:51.329 --> 00:46:57.280 und das mich natürlich Bandbreite kostet. Und es kostet etwa 10 bis 15 Prozent an 00:46:57.280 --> 00:47:02.170 Kapazität und das tut natürlich super weh. 15 Prozent Kapazität verschenken, damit 00:47:02.170 --> 00:47:07.309 ich 4G 5G gleichzeitig mache. Aber der Schmerz ist vielleicht geringer als 00:47:07.309 --> 00:47:14.270 einfach LTE wegmachen und dann die Leute sauer zu machen. Mal schauen. Naja, wenn 00:47:14.270 --> 00:47:19.270 ich dann so weit bin und mein 5G auch in den niedrigeren Frequenzbänder hab, damit 00:47:19.270 --> 00:47:24.200 ich das dann auch mehr auf dem Land auch 5G machen kann, kann ich auch mal drüber 00:47:24.200 --> 00:47:29.340 nachdenken und 5G Core-Netzwerk noch hinzu bauen. Wird eben auch wieder so sein. Das 00:47:29.340 --> 00:47:33.950 wird nicht einfach das 4G Core Netz herausgeworfen und 5G reingemacht, sondern 00:47:33.950 --> 00:47:39.990 die werden dann über viele Jahre parallel betrieben werden. Die 5G Endgeräte, die 00:47:39.990 --> 00:47:43.849 dann schon mit diesem Core Netzwerk reden können, werden diese Core-Netzwerk 00:47:43.849 --> 00:47:50.230 verwenden und die alten 5G Endgeräte und die LTE Endgeräte werden noch das 4G Core 00:47:50.230 --> 00:47:54.771 Netzwerk verwenden. Im Prinzip funktioniert auch das 5G Core Netzwerk 00:47:54.771 --> 00:47:59.930 sehr ähnlich wie das 4G Core Netzwerk. Man hat wieder diese zwei Teile die User 00:47:59.930 --> 00:48:04.819 Plane. Die Router werden jetzt hier als User Plane Function bezeichnet und dann 00:48:04.819 --> 00:48:09.559 mit dem Internet verbunden und aus der Mobility Management entity bei LTE sind 00:48:09.559 --> 00:48:14.170 jetzt zwei Functions draus geworden. Die eine ist die Access Management Function 00:48:14.170 --> 00:48:17.849 und die andere die Session Management Funktion. Die eine kümmert sich eher um 00:48:17.849 --> 00:48:22.859 das Mobility und das andere um die Nutzer Sessions, und die Datenbank ist in drei 00:48:22.859 --> 00:48:29.200 Blöcke aufgeteilt worden und hat man eben deswegen gemacht. Weil als LTE 00:48:29.200 --> 00:48:35.960 spezifiziert worden ist, ist man noch davon ausgegangen. Eine entity, eine 00:48:35.960 --> 00:48:40.530 Hardware Kiste, aber auch die Virtualisierung ist jetzt ja auch im 00:48:40.530 --> 00:48:44.369 Telekom Bereich angekommen in den letzten Jahren und man möchte hier in diesem 5G 00:48:44.369 --> 00:48:49.380 Ansatz alles auch virtualisierten in Container packen, um somit sehr flexibel 00:48:49.380 --> 00:48:54.170 zu sein. Und deswegen gibts keine entities mehr, sondern functions die dann auch 00:48:54.170 --> 00:49:02.490 virtualisiert werden sollen. Ja, dann bin ich eigentlich schon fast durch. Ich hab 00:49:02.490 --> 00:49:08.940 ja noch ein schönes Slide, das tolle bei 4G und 5G ist, und auch bei 2G, 3G, die 00:49:08.940 --> 00:49:13.901 ganzen Spezifikationen sind öffentlich, man muss sich nirgends anmelden, man kann 00:49:13.901 --> 00:49:17.970 einfach zu 3gpp.org gehen. Und wenn man weiss, nach was man sucht, kann man sich 00:49:17.970 --> 00:49:23.880 die Spezifikationen runterladen von da. Wer sich nachher die Slides nochmal 00:49:23.880 --> 00:49:28.109 anguckt, wir haben auf vielen von den Slides Referenzen auf die Spezifikationen, 00:49:28.109 --> 00:49:32.380 dann kann man von diesen Slides, wenn man die Details wissen will direkt in die 00:49:32.380 --> 00:49:39.690 Dokumente rein hüpfen. Ja, dann sind wir durch. Danke fürs Zuhören. 00:49:39.690 --> 00:49:44.730 Applaus 00:49:44.730 --> 00:49:56.490 Und viel Spaß beim Kongress noch Peter: Ja, haben wir noch Zeit für Fragen? 00:49:56.490 --> 00:50:00.980 Gibt's Fragen? Herald: Muss das Mikro anschalten, damit 00:50:00.980 --> 00:50:03.790 was rauskommt? So genau haben wir es noch etwa zehn Minuten Zeit für Fragen. Wenn 00:50:03.790 --> 00:50:07.910 ihr im Raum Fragen habt, dann kommt doch bitte zu einem der acht Mikros, und wir 00:50:07.910 --> 00:50:10.349 hoffen, dass wir euch alle dran kriegen. Aber wir fangen vielleicht direkt an mit 00:50:10.349 --> 00:50:16.819 einer Frage von unserem Signal Angel. Signal Angel: Das Internet hat die Frage: 00:50:16.819 --> 00:50:22.070 Wie weit sollen Endgeräte voneinander entfernt sein, damit diese sich nicht 00:50:22.070 --> 00:50:29.470 gegenseitig stören? Peter: 1,02m, allerdings wird dieser Fall 00:50:29.470 --> 00:50:33.950 gar nicht vorkommen, dass man diese 5G Endgeräte auseinander legen muss, weil 00:50:33.950 --> 00:50:41.020 alle Netzbetreiber mit einem konstanten Schema arbeiten werden. Das ist nicht 00:50:41.020 --> 00:50:45.559 notwendig, sich darüber Gedanken zu machen, weil es kommt nicht zu dem Fall. 00:50:45.559 --> 00:50:51.070 Heurekus: Auf meinem Schreibtisch liegen üblicherweise vier bis fünf Endgeräte, die 00:50:51.070 --> 00:50:53.640 sind auch nicht einen Meter entfernt sind, das ist nicht optimal, aber es 00:50:53.640 --> 00:50:57.520 funktioniert. Die stören sich auch nicht gegenseitig. Aber besser ist es, wenn die 00:50:57.520 --> 00:51:00.789 weiter auseinander sind. Hat man eine höhere Datenrate? 00:51:00.789 --> 00:51:04.839 Herald: Alles klar. Da machen wir weiter mit Mikrofon 1 bitte 00:51:04.839 --> 00:51:10.809 Mikro 1: Hallo, wir reden hauptsächlich über alles unter 6 GHz und die 00:51:10.809 --> 00:51:18.200 Signalstärke da ist eigentlich, was wir so gewöhnt sind 20 dBm oder so. Oder? Die 00:51:18.200 --> 00:51:23.150 Frage kommt dann allerdings in Gesundheitsfragen mit viel stärkeren 00:51:23.150 --> 00:51:27.800 Feldstärken eigentlich noch nicht, was wirklich ausgerollt werden 00:51:27.800 --> 00:51:35.560 Peter: Also wir tragen immer ein 5G Amulett bei uns, uns kann nichts 00:51:35.560 --> 00:51:36.770 passieren, Lachen 00:51:36.770 --> 00:51:41.020 Applaus Heurekus: Ja ja, das muss,auf Nummer 00:51:41.020 --> 00:51:44.390 sicher. Peter: Die Grenzwerte werden nicht 00:51:44.390 --> 00:51:50.490 überschritten, es gibt keine ionisierenden Effekte. Auch nicht bei Frequenzen 00:51:50.490 --> 00:51:58.829 unterhalb des Lichts, also bis in den THz Bereich hinein. Der Rest ist Glauben. Mit 00:51:58.829 --> 00:52:05.470 Angst kann man Geld machen, man kann Macht ausüben, und letztendlich wird die 00:52:05.470 --> 00:52:12.140 Menschheit eher Probleme mit dem Klimawandel haben als wie mit 5G. 00:52:12.140 --> 00:52:18.170 Applaus Heurekus: Vielleicht noch ein kurzer 00:52:18.170 --> 00:52:23.730 Nachsatz. Was du richtig gesagt hast ist, wir reden, wir haben heute über den sub 00:52:23.730 --> 00:52:27.950 6GHz Bereich geredet, weil das auch das ist, was tatsächlich ausgerollt ist. Dann 00:52:27.950 --> 00:52:31.410 hat 5G natürlich auch noch diese Microwave oder diese Millimeterwave Geschichte. 00:52:31.410 --> 00:52:36.260 Tschuldigung, die Millimeterwave Geschichte drin, wo man im 30 GHz Bereich 00:52:36.260 --> 00:52:42.910 funkt. In Amerika ist das ausgerollt worden, aber das große Problem dabei ist, 00:52:42.910 --> 00:52:46.790 dass die Reichweiten da super gering sind und man da auch schon einfach mit einer 00:52:46.790 --> 00:52:51.339 Hand vorhalten oder hinter eine Mauer gehen, dann ist das Signal schon weg, und 00:52:51.339 --> 00:52:55.100 ich bin da immer noch sehr gespannt, wie erfolgreich das ist. Aber in Europa hat da 00:52:55.100 --> 00:53:00.590 noch keiner angefangen, mit Millimeterwave und 5G was zu machen, weil es ist doch was 00:53:00.590 --> 00:53:04.050 ganz was Neues. Und vielleicht lassen wir das erst mal in Amerika so ein bisschen 00:53:04.050 --> 00:53:06.809 ausprobieren. Und wenns funktioniert, denn machen wir das hier auch schauen wir mal. 00:53:06.809 --> 00:53:11.589 Herald: Okay, dann machen wir doch mit Mikrofon 4 weiter. 00:53:11.589 --> 00:53:14.700 Mikrofon 4: Ok, probieren wirs [unverständlich]. Für welche 00:53:14.700 --> 00:53:18.990 Geschwindigkeiten, also ich meine mechanische Geschwindigkeiten, wenn ein 00:53:18.990 --> 00:53:22.700 Endgerät sich mechanisch bewegt, ist 5G noch ausgelegt? 00:53:22.700 --> 00:53:28.079 Heurekus: Also, ich hab da ein gutes Beispiel. Wenn man in anderen Ländern Bahn 00:53:28.079 --> 00:53:31.950 fährt, dann funktioniert es auch mit LTE ganz gut, und 5G ist da in der Hinsicht 00:53:31.950 --> 00:53:34.910 auch nicht anders. Also wenn ich zum Beispiel mit dem Thalys fahr von Paris 00:53:34.910 --> 00:53:39.480 nach Köln, dann hab ich bei 300 Stundenkilometer kriege ich da auch noch 00:53:39.480 --> 00:53:43.210 100 Megabit pro Sekunde im Downlink durch die Leitung, ist also überhaupt kein 00:53:43.210 --> 00:53:46.210 Problem. Von der Geschwindigkeit her geht auch bei 300 noch. 00:53:46.210 --> 00:53:51.710 Peter: Es gibt gewisse Parameter, um das Netz robust zu machen gegenüber dem 00:53:51.710 --> 00:53:56.609 Doppler-Effekt und gewisse Datensicherheit auch bei verjitterten Funkfeldern 00:53:56.609 --> 00:53:59.819 hinzukriegen, das sind Parameter, die gelten dann halt für die gesamte Zelle und 00:53:59.819 --> 00:54:02.031 drücken die Gesamtperformance, ein bisschen runter. Man muss sich das 00:54:02.031 --> 00:54:05.880 überlegen, ob man das in dieser Zelle dann macht. Aber an Bahnstrecken ist kein Thema 00:54:05.880 --> 00:54:13.950 bis 300, 400 km. M4: 400 gehen noch. 00:54:13.950 --> 00:54:21.270 Peter: Flugzeuge gehen mit LTE. Die fliegen ja knapp 800, 900 Stundenkilometer, 00:54:21.270 --> 00:54:23.490 das geht auch. M4: Ah, ok, gut. Danke 00:54:23.490 --> 00:54:27.750 Herald: Alles klar, dann gehen wir zurück zu unserem Signal Angel mit einer Frage 00:54:27.750 --> 00:54:31.240 aus dem Internet. Signal Angel: Das Internet hat sehr über 00:54:31.240 --> 00:54:36.890 die Authentisierung der Basisstation gegenüber der MME oder MMS diskutiert. Und 00:54:36.890 --> 00:54:41.210 da so die Frage dahinter: Was kann denn jemand machen, der eine Basisstation hat 00:54:41.210 --> 00:54:45.660 und vielleicht irgendwie, die einfach drankommt? Die Authentisieren sich ? Oder 00:54:45.660 --> 00:54:49.119 was kann er machen? Heurekus: Es gibt da ein paar 00:54:49.119 --> 00:54:52.869 Teilantworten. Was üblicherweise erst einmal gemacht wird, ist, da wird ein VPN 00:54:52.869 --> 00:54:56.140 Tunnel zwischen dem Standort gemacht, wo sich die Basisstation befindet und dem 00:54:56.140 --> 00:55:02.140 Core-Netzwerk. Und da werden, da findet schon mal eine Authentifizierung statt und 00:55:02.140 --> 00:55:06.789 die MMEs und die Basisstation authentifizieren sich dann auch nochmal 00:55:06.789 --> 00:55:09.860 gegenseitig. Da weiß ich aber die Details nicht dazu. Weißt du da was ? 00:55:09.860 --> 00:55:13.470 Peter: Nee. Heurekus: Aber erst mal einen VPN Tunnel 00:55:13.470 --> 00:55:19.730 und dann ist schon mal alles gecrypted. Peter: Ging es um die Authentifizierung 00:55:19.730 --> 00:55:24.800 des Netzes gegenüber dem Endgerät? War das die Frage? 00:55:24.800 --> 00:55:29.049 Signal Angel: Nein. Ich habe die Basisstation, also quasi jemand bringt 00:55:29.049 --> 00:55:36.720 seine eigene Basisstation mit. Also jemand, der vielleicht ein großer 00:55:36.720 --> 00:55:42.910 Angreifer ist nicht quasi der User. Peter: Ja. Sowas geht im Prinzip immer 00:55:42.910 --> 00:55:50.510 noch. Es wird aber durchaus erschwert. Das sind politische Sachen, das sind leider Gottes. 00:55:50.510 --> 00:55:55.300 Wir stellen den STANDARD vor. Aber warum diese Authentifikation nicht aktiviert 00:55:55.300 --> 00:55:58.849 ist? Politik. Herald: Das klingt nach einem Talk für den 00:55:58.849 --> 00:56:02.530 nächsten Kongress vielleicht. Alles klar. Dann gehen wir weiter rechts an den Rand 00:56:02.530 --> 00:56:06.549 zum Mikrofon. 7 Mikrofon 7: Ja, ich hab mich einmal 00:56:06.549 --> 00:56:11.890 interessiert, ihr sagtet gerade, dass langfristig 4G und 5G zusammen betrieben 00:56:11.890 --> 00:56:16.680 werden sollen in der Übergangsphase. Was spricht dagegen, noch weiter runter zu 00:56:16.680 --> 00:56:20.670 gehen und z. B. die 3G Frequenzen zu nutzen? Weil ich mein 3G 00:56:20.670 --> 00:56:25.240 Signalverarbeitung das war ja einfach ein Schuss in den Ofen. Das zum Einen und zum 00:56:25.240 --> 00:56:31.549 Anderen: Ihr hattet das gerade gesagt, dass alle Carrier, alle Betreiber von 5G 00:56:31.549 --> 00:56:35.420 Netzen sich in der Uplink bzw. Framestruktur letztlich synchronisieren 00:56:35.420 --> 00:56:41.410 müssen. Für mich als Laie klingt das so: Warum? Das klingt wieder nach unnötig 00:56:41.410 --> 00:56:47.980 Overhead, der hinterher leztlich der Performance oder dem Netz nicht gut tut. 00:56:47.980 --> 00:56:51.960 Heurekus: Also ich kann ja vielleicht den ersten Teil mal machen. Mit den 00:56:51.960 --> 00:56:55.140 niedrigeren Frequenzen, also die UMTS- Frequenzen sind schon relativ hoch, die 00:56:55.140 --> 00:56:58.990 sind ja bei 2,1 Gigahertz, und als ich vorher gesagt habe, wir müssen in die 00:56:58.990 --> 00:57:03.150 niedrigeren Frequenzen rein, dann schließt es natürlich die UMTS-Frequenzen mit ein. 00:57:03.150 --> 00:57:08.539 Aber auch die UMTS-Frequenzen haben ja nur eine relativ begrenzte Ausbreitung, also 00:57:08.539 --> 00:57:12.799 wenn ich mit niedrigeren Bändern rede, dann meine ich auch so Band 20 zum 00:57:12.799 --> 00:57:20.099 Beispiel auf 800 Megahertz und auf 1800 Megahertz und auf 900 Megahertz. Da muss 00:57:20.099 --> 00:57:24.319 mittel- bis langfristig muss da auch 5G rein und eben auch auf die 2,1 Gigahertz, 00:57:24.319 --> 00:57:29.260 klar. Da ist es vielleicht aber auch noch ein bisschen einfacher, weil 3G machen ja 00:57:29.260 --> 00:57:35.910 nicht mehr so viele Leute, da ist es eher problemloser. Die zweite Frage noch: Warum 00:57:35.910 --> 00:57:38.799 müssen die synchronisiert sein? Peter: Das ist auch ein technisches 00:57:38.799 --> 00:57:45.710 Erfordernis, nichts weiter. Die Frequenzen im 3,6 Gigahertz Bereich liegen relativ 00:57:45.710 --> 00:57:51.140 dicht zusammen. Und die Technik ist halt so, wenn ich zwei, wenn ich diesen 00:57:51.140 --> 00:57:54.700 Frequenzbereiche an mehrere Betreiber verkaufe, dann geht es technisch nicht 00:57:54.700 --> 00:57:58.700 anders, dass die alle synchron senden. Physik hat ja irgendwo seine Grenzen. 00:57:58.700 --> 00:58:04.269 Herald: OK. Peter: Niedrigere Frequenzbereiche, zu der 00:58:04.269 --> 00:58:09.039 anderen, die bringen jetzt keine Wundergeschwindigkeiten, sondern, hab so 00:58:09.039 --> 00:58:12.960 die Folien, kann man sehen, dass die Geschwindigkeit bei 5G auf niedrigen 00:58:12.960 --> 00:58:17.710 Frequenzen [unverständlich] zum Beispiel 700 Megahertz, wird vielleicht um den 00:58:17.710 --> 00:58:21.799 Faktor 1,3 höher sein als ein vergleichbarer LTE-Träger. 00:58:21.799 --> 00:58:26.250 Herald: Okay, wir haben noch ein zwei Minuten Zeit. Deswegen Mikrophon 1 mit 00:58:26.250 --> 00:58:29.609 einer kurzen, prägnanten Frage bitte. Mikrofon 1: Ja, meine Frage wäre: Wie ist 00:58:29.609 --> 00:58:33.690 das bei den privaten 5G Netzen, die ja jetzt ausgerollt werden sollen? Ist da 00:58:33.690 --> 00:58:36.099 auch diese Mischtechnik oder ist das ein reines 5G? 00:58:36.099 --> 00:58:41.609 Heurekus: Das sind 100 Megahertz, die dafür mal reserviert worden sind. Und wenn 00:58:41.609 --> 00:58:44.839 wir über private Netze reden, dann würde ich darunter verstehen: Da tut man dann so 00:58:44.839 --> 00:58:49.960 genannten Campus ausleuchten, also eine Fabrik zum Beispiel oder ein Gelände. Und 00:58:49.960 --> 00:58:54.279 ähm. Ja, da braucht man jetzt nicht mit Mischtechnik anfangen, da würde ich gleich 00:58:54.279 --> 00:58:58.690 mal ein 5G Core-Netzwerk nehmen. Ja, also man kann, aber dann kann man auch gleich 00:58:58.690 --> 00:59:05.000 ein 5G Core nehmen. Herald: OK, eine kurze schaffen wir noch. 00:59:05.000 --> 00:59:08.860 Mikro 4. Mikro 4: Hallo. Wieviel Energie braucht 00:59:08.860 --> 00:59:12.010 die ganze Signalverarbeitung also ohne Radio? 00:59:12.010 --> 00:59:17.119 Peter: Wie viel was? Heurekus: Wie viel, wieviel Strom braucht 00:59:17.119 --> 00:59:19.689 die Basisstation? (im Publikum ruft jemand "Klimawandel!") 00:59:19.689 --> 00:59:23.519 lacht Peter: Das ist schwierig. 00:59:23.519 --> 00:59:27.600 Heurekus: Ja, man kann das im Internet ein bisschen nachlesen. Ich habe die Frage 00:59:27.600 --> 00:59:32.680 schon öfters gehabt. Ich meine, was oben an der Antenne rauskommt da, da reden wir 00:59:32.680 --> 00:59:38.250 zum Beispiel bei einem 20 Megahertz Band über 20, über 20 Watt oder 40 Watt oder 00:59:38.250 --> 00:59:42.210 vielleicht auch hundert Watt und dann nehmen wir da noch drei Sektoren dazu, aber eine 00:59:42.210 --> 00:59:47.130 Basisstation an sich, alles zusammengenommen, Signalverarbeitung 3-4 00:59:47.130 --> 00:59:52.410 Kilowatt braucht die schon. Die Signalenergie, die abgestrahlt wird oben 00:59:52.410 --> 00:59:57.380 ist der kleinere Teil. Herald: Okay, dann haben wir leider das 00:59:57.380 --> 01:00:01.150 Ende der Zeit erreicht. Alle Fragen, die jetzt noch offen sind, können entweder 01:00:01.150 --> 01:00:05.680 digital gestellt werden oder vielleicht auch hier im Saal. Vielen Dank, Peter und 01:00:05.680 --> 01:00:06.722 Heurekus. Heurekus: Danke 01:00:06.722 --> 01:00:09.312 Applaus 01:00:09.312 --> 01:00:14.712 36C3 Abspannmusik 01:00:14.712 --> 01:00:35.741 Untertitel erstellt von c3subtitles.de im Jahr 2020. Mach mit und hilf uns!