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36C3 - Der Pfad von 4G zu 5G

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    36C3 Vorspannmusik
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    Herald: Guten Morgen zusammen. Heute ist
    mir eine ganz besondere Freude, einen Talk
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    anzusagen, der so ein bisschen was
    erzählen wird über den 5G-Hype, warum er
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    vielleicht gerechtfertigt ist oder
    vielleicht auch nicht. Dafür freue ich
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    mich ganz besonders, unsere nächsten zwei
    Speaker anzusagen. Und auch, obwohl es
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    noch früh am Morgen ist, würde ich mich
    ganz besonders freuen, wenn ihr einen ganz
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    herzlichen Applaus für Peter und Heurekus.
    Dankeschön.
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    Peter: Schönen guten Morgen, wir sind
    Heurekus und Peter und wir möchten ein
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    bisschen was über 5G erzählen. 5G ist ja
    in aller Munde. Man braucht 5G unbedingt.
  • 1:05 - 1:09
    Wenn man allerdings den Begriff 5G
    verwendet, dann ist das eher so, wie in
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    der Bezeichnung Wald, wenn man einen
    gewissen Baum, 'nen einzelnen Baum
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    bezeichnen möchte. Meine Frage ist dann
    eigentlich immer, wenn jemand von 5G
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    redet: Was meint er eigentlich damit? Wir
    möchten heute so ein bisschen die
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    Hintergründe, was alles mit 5G möglich
    ist, ein bisschen vorstellen. Das ist unser
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    Talk heute. Der geht um folgende Sachen.
    Heurekus: Genau, ich habe hier mal ein
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    Überblicksbild, über was wir heute
    eigentlich reden wollen. Über das 5G, das
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    es eigentlich tatsächlich schon gibt. Wir
    gehen dann nachher noch genauer auf dieses
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    Übersichtsbild ein. Das ist das Netzwerk,
    so wie es dasteht, die schwarzen Teile:
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    Das ist das LTE-Netzwerk, das heute schon
    gibt. Und dann die orangenen Teile: Das
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    sind die, die neu dazukommen. Kann man
    hauptsächlich sehen, dass es im Radio
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    Access kommt ein neuer 5G-Teil dazu, der
    an den 4G-Teil mit dran gemacht wird. Und
  • 2:06 - 2:11
    noch ein bisschen 'nen dickeren Backhaul
    und natürlich 5G-Endgeräte. Und wichtig
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    bei diesem 5G, das jetzt in der Praxis
    dann auch schon da ist, ist, dass es ist
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    immer zusammen mit 4G sein muss. Es kann
    nicht alleine für sich stehen. Darum
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    heisst das Ding auch 5G new radio non-
    standalone architecture und die Leute bei
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    der Standardisierung sind dann mit diesem
    super netten Akronym NSA aufgetaucht. Es
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    geht mir ziemlich schwer über die Lippen.
    Muss man sich erst einmal dran gewöhnen.
  • 2:40 - 2:44
    Und naja, während ihr euch da dran
    gewöhnt, erzählt jetzt der Peter mal ein
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    bisschen was über die eigentlich
    wichtigste Schnittstelle im
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    Mobilfunknetzwerk, die sogenannte Luft-
    Schnittstelle, auf Englisch auch air
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    interface genannt. Peter.
    Peter: Das 5G air interface oder 4G nach
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    5G air interface. Ich fange mit 4G an,
    weil 5G ist eigentlich nur eine sehr
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    komplizierte 4G Luft-Schnittstelle. Und da
    fange ich mit den einfachsten Sachen an
  • 3:10 - 3:15
    mit: Wie kriege ich Daten auf eine
    Funkschnittstelle? Wie kann ich dort
  • 3:15 - 3:21
    übertragen? Man benutzt jetzt dafür einen
    Träger. Idealerweise schaltet man diesen
  • 3:21 - 3:26
    aus und an und diesen - bei dem Aus- und
    Anschalten verändert man die Amplitude und
  • 3:26 - 3:30
    die Phasenlage. Das kann man machen in 4
    verschiedenen Phasenzuständen. Das wird
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    dann die QPSK-Modulation bis hin zu 250
    Zuständen, Phasen und Amplitudenzuständen,
  • 3:38 - 3:45
    die man erreichen kann mit 256QAM. Der ist
    jetzt bei 5G standardmässig mit drin, bei
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    LTE gibt's den nur jetzt in den letzten
    Releases und noch nicht jede Hardware
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    unterstützt den. Wenn ich jetzt so einen
    Haufen subcarrier habe oder Haufen
  • 3:54 - 4:00
    einzelne Träger, dann muss ich die in
    irgendeiner Form mit Daten füttern und
  • 4:00 - 4:04
    jeder Träger kriegt dann über so nen
    serial-to-parallel Converter einen Teil
  • 4:04 - 4:08
    der Daten und dann werden die über die
    Luft geschickt. Jetzt gibt's aber mit
  • 4:08 - 4:15
    diesen subcarriern ein kleines Problem.
    Wenn ich zu viele oder sehr viele Träger,
  • 4:15 - 4:19
    Funkträger auf eine Luft-Schnittstelle
    mache, dann haben die immer wieder
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    Nebenaussendungen, also so
    Frequenzbereiche, die neben den
  • 4:23 - 4:29
    Nutzträgern verwendet werden und oder mit
    Leistung beaufschlagt werden. Und das
  • 4:29 - 4:34
    kommt davon, weil man diese subcarrier ja
    aus- und einschaltet oder den Träger aus-
  • 4:34 - 4:37
    und einschaltet, wenn das dann seine
    Phasenlage ändert, dann gibt es die
  • 4:37 - 4:43
    Nebenaussendung. Gott sei Dank werden wir
    dann bei LTE oder bei 5G alle mit der
  • 4:43 - 4:48
    gleichen Symbolzeit geschaltet, sodass
    alle Nebeaussendungen im Prinzip gleich
  • 4:48 - 4:53
    sind. Und wenn ich die dann günstig
    zusammenstelle, dann fallen die Maxima von
  • 4:53 - 4:59
    den subcarriern immer in ein Minima von
    allen anderen Nebenaussendungen. Das kann
  • 4:59 - 5:05
    man dann auch ausrechnen. Dieses
    subcarrier spacing Delta f. Das ist dann
  • 5:05 - 5:12
    k, also am besten 1 durch die Symbolzeit. Bei
    LTE sind das dann 15 Kilohertz subcarrier
  • 5:12 - 5:18
    spacing, also die subcarrier haben 15
    Kilohertz Abstand. Und das ergibt dann
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    eine Symbolzeit von von 66 Mikrosekunden,
    also alle 66,7 Mikrosekunden wird dieser,
  • 5:25 - 5:28
    werden die subcarrier heruntergefahren und
    kommen mit einer neuen Information wieder
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    hoch. Das ist bei 5G im Prinzip auch so.
    Nur dass man dort das subcarrier spacing
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    auch variabel hat. Man muss sich dann
    nicht an 15 Kilohertz halten, sondern kann
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    dann noch 30, 60 und 120 Kilohertz nehmen.
    Warum man das macht, kommen wir noch zu.
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    Es gibt da noch so eine Symbolzeit, also
    das Symbol ist ja eine gewisse Zeit in der
  • 5:55 - 6:01
    Luft. 66 Mikrosekunden. Und bei
    Makrozellen kommt es dann halt vor, dass
  • 6:01 - 6:07
    ein Stück der Information über eine
    Reflektion kommt und vielleicht mit
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    gleicher Feldstärke ein direktes Signal
    einlegt und mit der guard period schmeisst
  • 6:13 - 6:17
    oder die guard period das definiert. Und
    ein Endgerät würde also Signale, die in
  • 6:17 - 6:24
    dieser Zeit ankommen, einfach ignorieren
    und wegschmeissen. Wir benutzen für diese
  • 6:24 - 6:31
    Übertragung OFDM, eigentlich OFDMA. OFDM
    gibts schon lange, das Bluetooth oder
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    WLAN, WiFi arbeitet damit. Allerdings mit
    einer Einschränkung: Wir haben immer alle
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    subcarrier für einen Kunden oder für ein
    Endgerät getestet. Wenn das Endgerät
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    bedient ist, kommt das nächste Endgerät
    dran. Mit LTE benutzt man dann Orthogonal
  • 6:47 - 6:53
    Frequency Division Multiple Access. Und
    damit lässt man halt ein paar subcarrier
  • 6:53 - 6:58
    weg, man lässt Pausen oder weist die
    verschiedenen Nutzern zu. Das ist ein
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    bisschen schwieriger zu rechnen als wie so
    eine einfache OFDM-Geschichte, die ist
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    relativ einfach zu rechnen. OFDMA ist eine
    komplexe Rechnerei. So und dann haben wir
  • 7:09 - 7:16
    halt OFDMA irgendwann auf der Luft. Und
    einen Haufen subcarrier. Jetzt haben wir
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    bei LTE mit 20 Megahertz Bandbreite haben
    wir etwa 1200 subcarrier. Wenn ich jetzt
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    dem Kunden sagen würde, pass auf, in diesem
    subcarrier ist Information für dich, dann
  • 7:31 - 7:35
    signalisiere ich mich zu Tode und deswegen
    hat man die in Resource Blöcke eingeteilt.
  • 7:35 - 7:42
    Das sind immer 12 subcarrier über die
    Frequenz und 7 Symbole. Bei LTE ist das
  • 7:42 - 7:48
    dann eine halbe Millisekunde. Bei 5G
    können das dann halt 12 subcarrier sein,
  • 7:48 - 7:51
    wenn die allerdings 30 Kilohertz
    subcarrier spacing haben, dann wird der
  • 7:51 - 7:56
    Block länger und die Zeit dafür kürzer.
    Gucken wir uns aber auch noch im Detail
  • 7:56 - 8:01
    an. Eine ganz tolle Erfindung sind die
    Referenzsignale. Es treten immer wieder
  • 8:01 - 8:12
    subcarrier raus aus diesem Verbund von
    Zeit und Frequenz geht das quasi jetzt
  • 8:12 - 8:18
    auch in den Raum. Diese Referenzsignale
    tragen aufgrund ihrer Position, wo sie
  • 8:18 - 8:24
    denn stehen, die physikalische Cell
    Identifyer Nummer von dem eNode-B/gNode-B
  • 8:24 - 8:29
    und aufgrund ihrer Sendeleistung oder aufgrund
    ihres Pegels kann das Endgerät damit dann
  • 8:29 - 8:38
    messen, wie stark diese eNode-B ist.
    Die Referenzsignale werden so mit 15 bis
  • 8:38 - 8:44
    18 DBM Sendeleistung gesendet. Das kommt
    einem ziemlich wenig vor. Aber die
  • 8:44 - 8:48
    Referenzsignale sind ja nicht alleine,
    sondern wenn alles abgetastet ist, sind
  • 8:48 - 8:57
    das ja dann 1.200 bei einem 20-Megahertz-
    LTE-System und ein Empfänger. Für'n
  • 8:57 - 9:01
    schmalbändiger Empfänger kann erheblich
    empfindlicher sein als wie ein
  • 9:01 - 9:07
    breitbändiger Empfänger. Also bei GSM
    z.B. haben wir 120, ne, 150 Kilohertz, 200
  • 9:07 - 9:11
    Kilohertz Kanalbandbreite. Und hier haben
    wir für einen Subcarrier 15 Kilohertz. Das
  • 9:11 - 9:15
    heißt, der Empfänger ist schmaler und
    damit empfindlicher. Wir können also
  • 9:15 - 9:21
    runtergehen bis etwa... unter -120 DBM
    Empfänger-Empfindlichkeit für so'n
  • 9:21 - 9:28
    Referenzsignal. Das wäre jetzt mal so'n
    paar Ressource-Blöcke aneinandergebaut,
  • 9:28 - 9:34
    ein Ressource Grid von LTE, und zwar in
    diesem Fall das kleinste LTE-System, was
  • 9:34 - 9:42
    es gibt, 1,4 Megahertz Bandbreite, 6
    Ressource-Blöcke. Da erkennt man die
  • 9:42 - 9:46
    Ressource-Blöcke, das sind die Kästchen
    und man erkennt so'n paar bunte Farben.
  • 9:46 - 9:50
    Die eine bunte Farbe ist Grün, das ist der
    Broadcast Channel. Da steht drin, wie die
  • 9:50 - 9:55
    Zelle heißt und so'n paar Parameter für
    die ersten Zugriffe, die so'n Endgerät auf so
  • 9:55 - 10:01
    'ne Zelle macht. Und den gibts jetzt bei
    5G "non standalone" noch nicht in dieser
  • 10:01 - 10:07
    Form. Zumal, man weiß auch nicht, wo er
    liegt, weil man kann ihn überall hinlegen,
  • 10:07 - 10:11
    macht der Martin aber gleich noch was
    dazu. Und Synchron-Kanäle, also die
  • 10:11 - 10:15
    orangenen und die roten, das sind die
    Synchron-Elemente, wo sich das Endgerät
  • 10:15 - 10:21
    darauf synchronisiert. Der graue Bereich,
    das ist der Bereich, wo dem Endgerät, was
  • 10:21 - 10:25
    gerade 'nen offenen Flow hat, gesagt
    wird, in welchem der weißen Blöcke die
  • 10:25 - 10:30
    Daten zu suchen sind. Ja, der graue
    Bereich ist die Adressierung für die
  • 10:30 - 10:36
    Ressourcen, die ein Endgerät sich
    anschauen soll. Wenn man das Ganze dann
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    ein bisschen größer macht, guckt sich ein
    20 Megahertz breites System an, dann sind
  • 10:41 - 10:47
    diese Ressource-Blöcke schon ziemlich
    plattgedrückt, sind dann über die Frequenz
  • 10:47 - 10:52
    100 an der Zahl. Die Zeit, die wir
    auftragen, sind 10 Millisekunden, also
  • 10:52 - 10:56
    alle 10 Millisekunden. wiederholt sich
    das. Im Prinzip ist das schon jetzt LTE
  • 10:56 - 11:02
    gewesen. Ja, es gibt zwar noch einen
    gewissen Advanced Standard. Gibts da noch
  • 11:02 - 11:06
    Möglichkeiten wie Multimedia Boradcast,
    Multicast Services, Radio und Fernsehen
  • 11:06 - 11:12
    über LTE-Positionierung, Public Warning
    System und noch so ein paar Kleinigkeiten.
  • 11:12 - 11:18
    Hab aber so das Gefühl, dass LTE Advanced
    jetzt von 5G überholt wird, weil diese
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    Dinge sind in 5G im Prinzip auch mit drin,
    man muss nur bauen. Wenn ich jetzt wieder
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    mal so'n Ressource Block nehme, dann kann
    ich da auch die maximale
  • 11:28 - 11:32
    Datengeschwindigkeit ausrechnen. Es ist
    nicht so schwierig. Man hat in diesem
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    Rechteck 84 Elemente, also 7 mal 12 sind
    84. Vier davon sind immer Referenzsignale.
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    Also bleiben 80 übrig, die ich für'n
    Traffic benutzen kann, und wenn ich die
  • 11:46 - 11:51
    dann... jeden dieser Subcarrier moduliere,
    kann ich das tun mit QPSK, 16 QAM, 64 QAM
  • 11:51 - 11:58
    oder 256. Also jeder dieser Subcarrier
    kann tragen zwei bis acht Nutzbit. Und
  • 11:58 - 12:02
    damit könnte man jetzt zum Beispiel
    ausrechnen... Wenn ich diese 64 QAM-
  • 12:02 - 12:06
    Modulation benutze, dann hab' ich das über
    die Zeit... Wenn ich also ein so'n
  • 12:06 - 12:13
    Streifen nehme mit 12 Subcarrier über die
    Zeit, dann gibt es ungefähr 960 Kilobit
  • 12:13 - 12:24
    pro Sekunde... Sorry... Genau... 256
    Kilobit pro Sekunde mal 100. Ja, weil ich
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    hab ja 100 von diesen Subcarriern, von
    diesen Ressource-Blöcken
  • 12:28 - 12:34
    übereinanderliegen. Dann käme ich da auf
    'ne Geschwindigkeit von rundrum 960
  • 12:34 - 12:42
    Kilobit. Quatsch. 96 Megabit.
    Entschuldigung. Also etwa 100 Megabit. Das
  • 12:42 - 12:46
    ist jetzt nur einer von x MIMO-Kanälen.
    Wenn jetzt noch 'n MIMO draufkommt, dann
  • 12:46 - 12:50
    wird jetzt die Datenübertragungsrate nicht
    doppelt so hoch. So im Faktor 1,6 kann man
  • 12:50 - 12:55
    da rechnen. Aber so kommt man zum Beispiel
    auf 'ne maximale Datengeschwindigkeit, die
  • 12:55 - 13:05
    ich mit so 'nem System machen kann. MIMO
    ist im Prinzip die Übertragung von
  • 13:05 - 13:11
    verschiedenen Datenströmen zur gleichen
    Zeit auf der gleichen Frequenz. Wenn man
  • 13:11 - 13:14
    so 'nen Astra-Satelliten betrachtet, dann
    ist es im Prinzip MIMO mit vertikaler und
  • 13:14 - 13:19
    horizontaler Polarisation. Letztendlich
    machen wir das auch im Mobilfunk... Ist
  • 13:19 - 13:22
    das schon ein bisschen mutig, weil der
    Kunde kann sich ja bewegen. Das heißt, die
  • 13:22 - 13:26
    Verhältnisse können sich ständig ändern.
    Es werden halt jede Millisekunde
  • 13:26 - 13:29
    Measurement Reports geliefert und dann
    wird entschieden, ob wir MIMO machen und
  • 13:29 - 13:35
    wie wir MIMO machen. Das Ganze geht dann
    hoch bis vier mal vier MIMO, über vier
  • 13:35 - 13:39
    Antennen eben. Dazu muss das Endgerät
    natürlich dannauch vier Empfangsantennen
  • 13:39 - 13:43
    haben, die räumlich getrennt sind, damit
    man dort vier, möglicherweise vier
  • 13:43 - 13:47
    verschiedene Datenströme zur gleichen Zeit
    auf der gleichen Frequenz machen kann. Das
  • 13:47 - 13:51
    gibt jetzt nicht die vierfache Menge, das
    sind so etwa 3,2- bis 3,4-fach, was man
  • 13:51 - 13:55
    maximal erreichen kann, wenn man so in der
    Speed-Test-Position sich befindet vor der
  • 13:55 - 14:01
    Antenne, ja. So, jetzt haben wir 4G durch.
    Jetzt haben wir die Basis dafür, die
  • 14:01 - 14:06
    Begriffe, die wir haben. Wir machen
    nämlich gleich noch was mit Ressource-
  • 14:06 - 14:10
    Blöcken und Subcarrier Spacings. Wo liegt
    jetzt eigentlich das Problem bei 4G? Ja,
  • 14:10 - 14:15
    wir haben da nur 20 Megahertz Carrier-
    Bandbreite definiert. Man kann die zwar
  • 14:15 - 14:19
    mit Carrier Aggregation verschiedene
    Frequenzbänder zusammensetzen, aber
  • 14:19 - 14:24
    letztendlich kann 'n zusammenhängender
    Carrier maximal 20 Megahertz sein. Dann
  • 14:24 - 14:28
    hab ich nur "Kartoffelzellen", ich habe es
    mal so getauft. Also wenn jemand, wenn ein
  • 14:28 - 14:34
    Kunde in der Zelle Traffic macht, dann ist
    es der Zelle egal, wo er steht. Das heißt,
  • 14:34 - 14:40
    die Signale werden in die gesamte Zelle
    runtergesendet, was natürlich dazu führt,
  • 14:40 - 14:43
    dass ich möglicherweise eine größere
    Interferenzbelastung habe...ja... mit
  • 14:43 - 14:49
    Nachbarzellen. Die Idle-to-active-Zeit ist
    immer 100 Millisekunden. Also für so'n
  • 14:49 - 14:54
    Endgerät ist es immer nötig, dass es sich
    schlafen legt... Ja... Einen Empfänger
  • 14:54 - 15:00
    anhaben kostet Strom und diese Idle-to-
    active-Zeit mit 100 Millisekunden
  • 15:00 - 15:03
    bedeutet, ich kann mich 99 Millisekunden
    hinlegen und schlafen und muss mindestens
  • 15:03 - 15:11
    eine Millisekunde den Empfänger anhaben.
    Das ist jetzt .. Bei 5G kann man das
  • 15:11 - 15:14
    verändern. Und die Ping-Zeit kann auch
    nicht schneller als so 10 bis 17
  • 15:14 - 15:20
    Millisekunden sein. Das liegt einfach an
    der Struktur. 5G bietet jetzt eine ganze
  • 15:20 - 15:25
    Reihe von Möglichkeiten. Also 5G ist ein
    wirklich kompliziertes 4G mit ein Haufen
  • 15:25 - 15:30
    Möglichkeiten. Diese Möglichkeiten.. die
    sind so gestrickt, dass man sich
  • 15:30 - 15:35
    letztendlich, wenn jemand 'ne Idee hat, was
    man so mit 5G machen kann, ja mit so'm IoT
  • 15:35 - 15:40
    oder irgendwas. Dann muss man sich einen
    Endgeräte-Hersteller suchen, der sich dann
  • 15:40 - 15:43
    ausdenkt, was für ein Endgerät man
    braucht... hier Toaster mit was weiß
  • 15:43 - 15:49
    ich... wenn 'n Toast fertig ist kommt auf
    der App dann das Signal... Und dann
  • 15:49 - 15:54
    brauche ich eben den Endgeräte-Hersteller.
    Ich brauch 'n Systemtechnik-Hersteller,
  • 15:54 - 15:57
    der das dann in seine Technik
    implementiert dieses Feature. Und ich
  • 15:57 - 16:01
    brauche noch 'n Netzbetreiber, der dann
    auch das möglicherweise Core Net dazu
  • 16:01 - 16:07
    baut. Und die müssen sich unterhalten...
    Das ist so die Struktur von 5G, wie für
  • 16:07 - 16:11
    Features, die es jetzt noch gar nicht
    gibt. Dann 100 Megahertz Carrier haben wir
  • 16:11 - 16:15
    möglich, also für kleiner 6 Gigahertz, größer
    6 Gigahertz könnte man sogar größere Carrier
  • 16:15 - 16:21
    machen, Beamforming, Multi-User-MIMO
    machen wir noch, Idle-to-active-Zeit kann
  • 16:21 - 16:26
    aufgrund der Anforderungen verändern. Wenn
    ich Low-Latency-Sachen machen möchte, dann
  • 16:26 - 16:30
    wäre da natürlich eine Idle-to-active-Zeit
    von 100 Millisekunden zu lang. Wenn ich
  • 16:30 - 16:35
    aber jetzt so 'n Heizungsableser habe, da
    muss der nicht unbedingt für alle hundert
  • 16:35 - 16:38
    Millisekunden auf 'n Funkkanal gucken, ob
    er angerufen wird. Da reicht es, wenn er
  • 16:38 - 16:45
    das jede Stunde mal macht oder einmal am
    Tag. Ja, shorter Ping times sind möglich,
  • 16:45 - 16:49
    nicht garantiert. Das sind die
    Frequenzbänder, die es in Deutschland
  • 16:49 - 16:56
    gegeben hat, bisher. Band 3, Band 7, Band
    8, Band 20. Das sind die klassischen, da
  • 16:56 - 17:01
    wird vorwiegend LTE drauf gemacht und auch
    um die Kapazität der LTE-Netze jetzt zu
  • 17:01 - 17:07
    erhöhen gibt's jetzt das Band n78 dazu
    (ja, der eine oder andere erinnert sich
  • 17:07 - 17:15
    noch an die Auktion), was jetzt zusätzlich
    zur Verfügung steht. Und aufgrund der
  • 17:15 - 17:19
    hohen Frequenz, die Antennen werden dann
    kleiner (ja, da kann man noch ein bisschen
  • 17:19 - 17:27
    HIVE-mäßig mit spielen, kommt gleich). Für
    die höheren Frequenzen, bei 5G habe ich
  • 17:27 - 17:31
    schon gesagt, kann man die Subcarrier
    breiter machen. Wenn ich die Subcarrier
  • 17:31 - 17:37
    aber breiter mache, muss es sie schneller
    tasten. Manchmal kommt dann der Eindruck
  • 17:37 - 17:40
    auf, ich hab' da irgendwie mehr Ressourcen
    pro Zeit. Das stimmt aber nicht. Ich hab'
  • 17:40 - 17:45
    die mal gelb markiert. Also 5 Kilohertz
    mit 15 Kilohertz Subcarrier über die Zeit
  • 17:45 - 17:52
    gibt dann den gelben Block, wie bei n78
    eben 30 Kilohertz Subcarrier Spacings. Die
  • 17:52 - 17:56
    Subcarrier sind breiter, werden aber
    schneller getastet. Ja also, die Elemente
  • 17:56 - 18:03
    pro Zeiteinheit sind immer noch die
    gleichen, also wie bei LTE, bei 4G. Ihr
  • 18:03 - 18:09
    habt vorhin das Ressource Grid von 4G
    gesehen. Das war relativ aufgeräumt. Das
  • 18:09 - 18:15
    ist ein Ressource Grid von 5G. Das ist
    jetzt dann nicht mehr so aufgeräumt. Es
  • 18:15 - 18:22
    wird also erheblich komplizierter. Das
    Rosafarbene, das sind die SSBs. Das ist
  • 18:22 - 18:27
    die brauch man für die Beams. Da kommen
    wir gleich zu. Und das Blaue, das sind die
  • 18:27 - 18:36
    physical… Sch… Ne, was ist der? Jetzt muss
    ich die Brille aufziehen… PDSCH, der
  • 18:36 - 18:40
    Shared Channel, Broadcast Channel kann man
    auch unterbringen. Das sehen jetzt dann
  • 18:40 - 18:46
    auch noch zwei Beams, die ich dort
    aufgemalt habe. Es ist relativ
  • 18:46 - 18:50
    kompliziert. Man kann das Ganze noch viel
    komplizierter machen, indem man
  • 18:50 - 18:55
    reinzeichnen würde, welche Ressourcen
    belegt würden für Multimedia Broadcast,
  • 18:55 - 19:01
    also Radio, Fernsehen, was für
    Positionierung über 5G, also so'n GPS,
  • 19:01 - 19:07
    aber dann inhouse auf 5G basierend und so
    weiter, was man da alles reintun könnte.
  • 19:07 - 19:14
    Das sparen wir uns. Wir guckenn jetzt erst
    mal kurz nach der Datenrate. Die Datenrate
  • 19:14 - 19:22
    ist abhängig von der Position des Kunden.
    Der Kunde hat ein Endgerät. Das Endgerät
  • 19:22 - 19:27
    rauscht. Das ist so unten das Rauschen,
    was man auf dem Bild sieht. Und je
  • 19:27 - 19:30
    schlechter die Feldstärke wird, umso
    schlechter wird das Signal-Rausch-
  • 19:30 - 19:36
    Verhältnis bei dem Endgerät vom Kunden.
    Und wenn ich eine hohe Datenrate haben
  • 19:36 - 19:39
    möchte, brauch ich ein super Signal-
    Rausch-Verhältnis. Das heißt, der Kunde,
  • 19:39 - 19:44
    der muss sein Endgerät schon mal vor die
    Antenne halten. Da kann ich dann 256 QAM
  • 19:44 - 19:49
    machen. Beim Runterschalten lassen wir uns
    da sehr viel, ja, sehr viel Fehler zu, die
  • 19:49 - 19:55
    wir korrigieren. Also Fehler liegen dann
    so etwa über 50 Prozent und dann schalten
  • 19:55 - 20:01
    wir dann runter auf 64 QAM mit dem größer
    werdenden Abstand des Kunden von der
  • 20:01 - 20:07
    Antenne. Und damit geben sich dann auch
    irgendwelche Datenraten raus. Also die hab
  • 20:07 - 20:12
    ich mal versucht für verschiedene
    Szenarien in dieser Tabelle aufzutragen.
  • 20:12 - 20:20
    Das Auffälligste ist ganz unten dieser
    orangefarbene 2,23 Gigabit. Das ist so das
  • 20:20 - 20:30
    Maximalste, was man theoretisch mit 5G auf
    einem Band n78 hinbekommen würde. Bei vier
  • 20:30 - 20:34
    mal vier MIMO und unter Ausblendung
    sämtlicher physikalischer
  • 20:34 - 20:42
    Gesetzmäßigkeiten. Es gibt da ein paar
    realistische Datenraten. Zum einen haben
  • 20:42 - 20:46
    die Betreiber in Deutschland da keine 100
    Megahertz, sondern maximal 90. Das
  • 20:46 - 20:49
    reduziert dann schon ein bisschen die
    Datenrate. Und wir können noch nicht
  • 20:49 - 20:54
    überall vier mal vier MIMO ideal machen.
    Und da kommen wir dann in die Gegenden, wo
  • 20:54 - 20:59
    es da so ein bisschen hellgelb wird. Ja.
    Und für die ganz letzte Spalte, zwei mal
  • 20:59 - 21:04
    zwei MIMO normale Nutzung, Low Traffic
    (ich teile mir ja die Kapazität in der
  • 21:04 - 21:09
    Zelle so ein bisschen mit den anderen
    Kunden), da kommen wir dann (ausprobiert
  • 21:09 - 21:14
    haben wir's noch nicht) auf so 500
    Megabit, die der Kunde tatsächlich erlebt
  • 21:14 - 21:18
    oder erleben kann, unter gewissen
    Voraussetzungen. Also die Datenrate ist
  • 21:18 - 21:24
    nicht garantiert, sondern hängt von 1.000
    Faktoren ab. Das ist dem Martin seine
  • 21:24 - 21:28
    Folie... Weil das...
    Martin: Ja, ich hab da mal 'ne Folie
  • 21:28 - 21:31
    gemacht, was dann eigentlich in der Praxis
    rauskommt, weil der Peter hat so 'n
  • 21:31 - 21:34
    bisschen eine Allergie gegen Speed Tests.
    Also hab' ich gesagt: Ok, mach ich die
  • 21:34 - 21:41
    Folie. Was kommt dabei so raus? Du hast ja
    gesagt 2,2, 2,3 Gigabit, wenn man so'n
  • 21:41 - 21:46
    100-Megahertz-Kanal nimmt und wirklich
    alles super optimal ist... Und da 5G ja
  • 21:46 - 21:51
    nie alleine steht, sondern noch bei LTE
    mit dazugenommen wird... Und da kann man
  • 21:51 - 21:55
    auch, wenn man wirklich alles super super
    ausbaut, kommt man auch noch 'n Gigabit
  • 21:55 - 21:59
    pro Sekunde dazu. In der Praxis, was ich
    selber schon gesehen habe, und wenn man
  • 21:59 - 22:05
    sich sehr geschickt hinstellt, kommt bei
    mir so etwa 1,3 1,4 Gigabit pro Sekunde
  • 22:05 - 22:13
    aus so 'nem 90-Megahertz-Kanal 5G plus LTE
    raus. Aber für mich ist das recht sinnlos,
  • 22:13 - 22:17
    das nur auf einem Endgerät halt zu haben.
    Die Zelle war leer, logischerweise. Aber
  • 22:17 - 22:21
    das ist die Kapazität, die für alle zur
    Verfügung steht, die man sich dann teilen
  • 22:21 - 22:25
    kann. Und um das mal ein bisschen ins
    Verhältnis zu setzen, ich hab' mal
  • 22:25 - 22:30
    geguckt, was hier auf dem Kongress das
    ganze Wifi hier im Down Link macht. Es
  • 22:30 - 22:36
    macht in der Spitze im Moment mit etwa
    10.000 Geräten drei Gigabit pro Sekunde.
  • 22:36 - 22:41
    Ja und hier haben wir 'n Kanal, wo 1,3
    Gigabit pro Sekunde kann. Er kann
  • 22:41 - 22:44
    vielleicht keine 10.000 Kanäle, aber es
    ist schon mal 'ne Indikation, wo wir uns
  • 22:44 - 22:48
    mit 5G hinbewegen. Ist schon gar nicht so
    schlecht.
  • 22:48 - 22:54
    Peter: Gut. Gucken wir weiter nach dem
    Band n78, wo ja der Speed gemacht wird.
  • 22:54 - 22:59
    Wir haben dort TDD-System. Man
    unterscheidet zwischen FDD- und TDD-
  • 22:59 - 23:03
    Systemen. FDD-System heißt, dass der
    Uplink, also da, wo die Geräte senden, 'n
  • 23:03 - 23:07
    anderen Frequenzbereich benutzt als wie
    der Downlink. Das sind im Prinzip alle
  • 23:07 - 23:18
    Bänder, die zwischen 700 und 2,6
    Gigahertz, wobei das 1.500er-Band keinen
  • 23:18 - 23:25
    Uplink hat. Es geht nicht, dass ein
    Endgerät in dieser Größe auf 1.500 sendet
  • 23:25 - 23:29
    und gleich nebenan im Endgerät ist der
    GPS-Empfänger oder der Empfänger von
  • 23:29 - 23:33
    Positions-Satelliten, die laufen auf einer
    ähnlichen Frequenz. Deswegen gibts keinen
  • 23:33 - 23:40
    Uplink bei 1.500. TDD, das ist Band n78.
    Wenn wir TDD machen, müssen wir auf der
  • 23:40 - 23:46
    gleichen Frequenz senden und empfangen,
    also abwechselnd, so wie DECT halt. Nur
  • 23:46 - 23:50
    die Idee ist, dass man, wenn man TDD
    macht, dass man diese Ressource,
  • 23:50 - 23:55
    Downlink/Uplink, auch verändern kann. Wenn
    viel Downlink ist, mach ich halt viel
  • 23:55 - 24:00
    Downlink, und wenn viel Uplink ist, dann
    vergrößere ich das mit dem Uplink. Ja,
  • 24:00 - 24:07
    theoretisch ja. Das wäre jetzt mal so 'ne
    Struktur. Wir haben halt so nur Downlink
  • 24:07 - 24:12
    Slots. Dann haben wir 'n Slot, der Special
    Slot ist. Da ist dann ein bisschen Uplink
  • 24:12 - 24:18
    dabei. Dann haben wir Uplink Slots. Also
    das Ganze ist ein bisschen, ja, es gibt da
  • 24:18 - 24:24
    einen Haufen Spezifikationen, wie diese
    Uplink-Downlink-Aufteilung gemacht werden
  • 24:24 - 24:30
    kann. Jetzt könnte man sich denken:
    Klasse, kann man ja den Traffic dynamisch
  • 24:30 - 24:36
    sharen. Ne, eben nicht, weil wir haben ja
    nicht nur einen Netzbetreiber im Land,
  • 24:36 - 24:41
    sondern es sind mehrere Netzbetreiber. Und
    jetzt wirds nämlich schwierig, wenn ich
  • 24:41 - 24:46
    auf einem Turm zwei Antennen habe von zwei
    verschiedenen Netzbetreibern. Die sind
  • 24:46 - 24:51
    zwar auf verschiedenen Frequenzen, aber im
    3,6-Gigahertzbereich doch sehr nah
  • 24:51 - 24:57
    beieinander. Wenn die eine Antenne senden
    würde und die andere Antenne würde ein
  • 24:57 - 25:04
    paar Megahertz drüber oder tiefer bereits
    empfangen, ja, dann würde die es noch
  • 25:04 - 25:08
    sendendende Antenne von dem anderen
    Betreiber, den Empfang des zweiten
  • 25:08 - 25:13
    Betreibers stören. Deswegen ist es
    eigentlich nötig, dass alle Netzbetreiber
  • 25:13 - 25:21
    bei 5G, also bei Band n78 mit exakt dem
    gleichen, mit der exakt gleichen Uplink-
  • 25:21 - 25:26
    Downlink-Struktur fahren und auch
    phasengleich sind. Das bedeutet, dass ich
  • 25:26 - 25:33
    die Stationen GPS-angebunden haben muss.
    Das kommt jetzt erschwerend hinzu. Kein
  • 25:33 - 25:37
    Betreiber kann das so machen, was er will,
    weil sonst geht da nichts mehr. Auf der
  • 25:37 - 25:41
    anderen Seite mit den Endgeräten ist das
    ähnlich. Ja, wenn ich also ein Endgerät
  • 25:41 - 25:45
    habe, das orange, was ziemlich nah an
    einem Sender ist und das andere hat einen
  • 25:45 - 25:50
    relativ schwachen Pegel, dann kann, wenn
    das orange Endgerät sendet, ja, das grüne
  • 25:50 - 25:53
    damit übersteuert werden, wenn die
    zusammen auf dem Tisch liegen. Das heißt,
  • 25:53 - 26:00
    die Empfänger werden da gestört. Deswegen
    müssen also solche Netze synchron gefahren
  • 26:00 - 26:05
    werden. Das ist so 'ne 5G-Antenne. Da sind
    'n paar Glasfaser-Anschlüsse drauf, wo
  • 26:05 - 26:10
    die... da kommt noch kein IP raus. Das
    ist so'n HF-Protokoll, sidebreed, da ist
  • 26:10 - 26:16
    also die Funkschnittstelle drauf. Hier
    sind die Antennen, das sind kleine runde,
  • 26:16 - 26:21
    das sind diese aktiven Antennchen. Das
    sind dann auch Sender-Empfänger, auch
  • 26:21 - 26:26
    gleich dahinter, damit die phasenmäßig
    angesteuert werden können. Hier sind sie
  • 26:26 - 26:32
    nochmal. So, und wie kriege ich das
    jetzt hin mit so 'nem Beam? Oder wie kann
  • 26:32 - 26:37
    ich diese Antenne dazu benutzen, halt in
    eine gewisse Richtung zu senden und zu
  • 26:37 - 26:41
    empfangen? Das kriege ich hin mit
    Phasenverschiebung. Bei klassischen
  • 26:41 - 26:46
    Antennen macht man das schon mit
    elektrischer Absenkungen, indem ich für
  • 26:46 - 26:49
    ein Antennensystem ein Kabelstück ein
    bisschen länger, ein bisschen kürzer
  • 26:49 - 26:53
    mache, dafür das andere ein bisschen
    länger und zwei Antennenelemente damit
  • 26:53 - 27:00
    beaufschlage und dann gibt's eine... ja...
    eine Biegung, eine... ja... ein
  • 27:00 - 27:04
    resultierendes Funkfeld, was eine gewisse
    Richtung hat. Das Ganze kann ich dann auch
  • 27:04 - 27:08
    machen mit so 'ner massive MIMO-Antenne
    mit ganz vielen Elementen da drin, wobei
  • 27:08 - 27:14
    der Phasenschieber-Bereich jetzt bereits
    in der HF-Einheit sitzt, die hinter diesen
  • 27:14 - 27:21
    Elementen sitzen. Das Ganze mit den Beams
    sieht man hier, da haben wir einen
  • 27:21 - 27:28
    Synchronisation Signal Block SSB des bei
    diesem n78-Band in der Mitte - der war mal
  • 27:28 - 27:33
    am Rand, jetzt ist er in der Mitte - und
    der besteht aus 'n paar Elementen. Und
  • 27:33 - 27:39
    wenn ich jetzt mehrere Beams strahlen
    möchte, dann nehme ich mehrere SSB Blocks,
  • 27:39 - 27:45
    die in ihrer Phaseninformation immer sich
    variieren. Also wir leuchten quasi wie ein
  • 27:45 - 27:51
    Leuchtturm mit kurzen SSB Blöcken in der
    Gegend rum. Unten sieht man z.B. ein
  • 27:51 - 27:56
    Spektrum, das ist ein Sirus-Band Spektrum
    über die Zeit. Da sieht man, wie die Beams
  • 27:56 - 28:00
    verschiedene Stärken haben. Und das Ganze
    ist dann so innerhalb, nach zwei
  • 28:00 - 28:04
    Millisekunden ist das Ganze rum. Dann
    haben wir acht Beams gesendet, und das
  • 28:04 - 28:08
    Endgerät kann die detektieren. In dem Beam
    steht eine Nummer drin, und wenn ich
  • 28:08 - 28:13
    Verbindungsaufbau nachher mache, dann
    kann der gNode-Beam mit
  • 28:13 - 28:17
    dieser Nummer etwas anfangen und schon mal
    so ungefähr in diese Richtung senden. Und
  • 28:17 - 28:21
    das ist jetzt der Verbindungsaufbau, so
    ein bisschen auf der Luft. Endgerät
  • 28:21 - 28:27
    berichtet: Ich bin in diesem Static-Beam
    drin. Dann sagt der gNode-B: Okay, ich
  • 28:27 - 28:32
    nehme 'n Traffic Beam, der in diese
    Richtung auch leuchtet. Und dann schauen
  • 28:32 - 28:35
    wir mal. Ich biete dir noch ein paar
    andere Traffic-Beames immer mal wieder zum
  • 28:35 - 28:39
    Messen an, so ganz kurze Impulse in dieser
    Phasenlage. Und dann berichtest du mir
  • 28:39 - 28:44
    immer welchen von diesen Traffic-Beams du
    am besten hörst. Also wir orten nicht das
  • 28:44 - 28:51
    Endgerät irgendwie über die Phase, sondern
    das Endgerät reported welcher von diesen
  • 28:51 - 28:55
    Beams, der angeboten wird, der Beste ist.
    Wir machen auch kein hand-over, denn in
  • 28:55 - 28:59
    dieser, denn wir sind ja in der gleichen
    Zelle, sondern die Sender nimmt, die
  • 28:59 - 29:02
    Sender und auch Empfänger, die verändern
    einfach ihre Phasenlage. Ansonsten ändert
  • 29:02 - 29:07
    sich nichts. Also natürlich über die
    gesamte Antenne. Man kann damit auch dann
  • 29:07 - 29:11
    zweimal zwei MIMO oder sogar viermal vier
    MIMO mehr machen, die nehmen halt ein Teil
  • 29:11 - 29:15
    der Antennenelemente auf den einen MIMO-
    Kanal und anderen Teil die anderen MIMO-
  • 29:15 - 29:22
    Kanäle macht. Ein Vorteil bei diesen Beams
    ist; es ist relativ sauber in der Zelle,
  • 29:22 - 29:29
    und ich hab den Traffic ja nur da, wo auch
    das Ziel sitzt, und hab damit keine
  • 29:29 - 29:34
    weitere Interferenz-Belastung in der
    Zelle, kann also diese ... ja ... Kunden,
  • 29:34 - 29:37
    die dort sitzen, mit anderen Zellen
    erheblich besser versorgen, sauberer
  • 29:37 - 29:42
    versorgen, als wie's mit 4G nötig war.
    Jetzt gibt's auch massive MIMO Antennen
  • 29:42 - 29:47
    mit nem Kabel dran. Jetzt muss man
    natürlich die Phasenlagen der
  • 29:47 - 29:53
    Antennenkabel ausmessen. Das tut man mit
    einer Phasenkorrekturrückkopplung. Also an
  • 29:53 - 29:58
    der Antenne sieht man manchmal so Bilder;
    acht Kabel dran. Ist dann unten drin so
  • 29:58 - 30:01
    ein kleiner Phasenkoppler und dieser
    Phasenkoppler macht eine Rückkopplung
  • 30:01 - 30:08
    runder zum Radio, dass es die Phasenlage
    der einzelnen Kabel ausmessen kann. Mit 5G
  • 30:08 - 30:11
    ist dann noch 'n single user MIMO möglich
    - ne, das ist auch schon bei LTE möglich -
  • 30:11 - 30:16
    also ein user-Equipment kriegt Daten über
    verschiedene Antennenebenen, aber auch
  • 30:16 - 30:20
    Multi-user-MIMO ist möglich. Da freut sich
    der Netzbetreiber, weil die Effizienz des
  • 30:20 - 30:25
    Netzes damit gesteigert wird. Mit dem
    einen Kanal bediene ich ein Endgerät und
  • 30:25 - 30:27
    mit dem anderen MIMO-Kanal, mit der
    anderen Endgerät, auf der gleichen
  • 30:27 - 30:32
    Frequenz zur gleichen Zeit, ein zweites
    Endgerät. das geht im Uplink und auch im
  • 30:32 - 30:40
    Downlink. So, was haben wir mit 5G
    Antennen zu messen? Die passiven Antennen,
  • 30:40 - 30:44
    kann ich die normale Antennenmessung
    machen. Die aktiven Antennen - ist ein
  • 30:44 - 30:47
    bisschen schwieriger, weil ich hab ja
    keine Schnittstelle. Ich kann ja da nicht
  • 30:47 - 30:51
    so ein Antennenelement abschrauben und
    dann ein Messgerät drin machen, sondern
  • 30:51 - 30:54
    das müsste, also die Systemtechnik selbst
    muss dann im Prinzip für jedes
  • 30:54 - 30:59
    Antennenelement sorgen; was hat es, ist es
    noch da, hat es, ist es vielleicht nass,
  • 30:59 - 31:03
    oder halt es schlechte Anpassung, hat es ne
    Inner-Modulation, ist ne Uplink-Störungen
  • 31:03 - 31:08
    drauf? Das muss Systemtechnik machen. Ich
    kann allenfalls mit nem Messgerät, wo die
  • 31:08 - 31:13
    Beams anzeigen kann - im Vortrag waren
    welche drin, so Ansatzweise mit so Beams -
  • 31:13 - 31:17
    kann ich vor der 5G Antenne herumfahren
    und gucken, ob die statischen Beams auch
  • 31:17 - 31:22
    dahin leuchten, wo sie hinleuchten sollen.
    Und dann gehe ich davon aus, dass die
  • 31:22 - 31:27
    Antenne nicht komplett kaputt ist, und die
    GVM messen, usw. So, das war die
  • 31:27 - 31:33
    physikalische Layer. Jetzt geht es in
    Gegenden, die nicht mehr physikalische
  • 31:33 - 31:38
    Luftlöcher sind; die Netzarchitektur.
    Heurekus: Genau so. Ich habe ein paar
  • 31:38 - 31:43
    Slides gebaut über den ganzen Rest, was
    hinter der Antenne dran ist, an so nem
  • 31:43 - 31:48
    Netzwerk. Jetzt wieder die Slide von
    vorher mit der bösen NSA Abkürzung da
  • 31:48 - 31:53
    vorne dran. Das sind die ganzen
    Komponenten, die heute in nem 5G Netzwerk
  • 31:53 - 31:58
    drin sind, und eben die ganzen schwarzen
    Komponenten, die werden, die sind heute
  • 31:58 - 32:04
    schon da für LTE. Und die orangenen, das
    ist das was für 5G so wie's heut ausgebaut
  • 32:04 - 32:09
    wird dazukommt. Perspektivisch sollen alle
    schwarzen Komponenten mit neuen 5G
  • 32:09 - 32:16
    Komponenten ersetzt werden, aber so sieht
    es im Moment aus. Ich habe in der Mitte
  • 32:16 - 32:21
    von dem Slide, da ist das Core Netzwerk.
    Und das ist aufgeteilt in zwei Hälften,
  • 32:21 - 32:26
    logisch gesehen: Ich habe die eine Hälfte,
    die die Nutzdaten transportiert. Das ist
  • 32:26 - 32:31
    die sogenannte User Plane, und die ist mit
    dem Internet verbunden. Das wird über
  • 32:31 - 32:35
    Gateways gemacht. Sind ganz normale
    Router, wo eben spezielle Software drauf
  • 32:35 - 32:39
    ist, die mit dem Mobility im Mobilfunk
    Netzwerk noch ein bisschen umgehen können.
  • 32:39 - 32:44
    Und auf der linken Seite in der Mitte hab
    ich dann die Management Geschichten, die
  • 32:44 - 32:48
    Mobility Management entity. Die kümmert
    sich, wie der Name schon sagt, um die
  • 32:48 - 32:53
    Mobility und um das User Management. Und
    dazu hat sie eine Teilnehmerdatenbank, der
  • 32:53 - 32:57
    Home Subscriber Server ganz links. Und
    das ist ne Datenbank und jeder Teilnehmer
  • 32:57 - 33:02
    im Mobilfunknetzwerk hat da einen Eintrag
    drin: Welche Telefonnummer er hat, welche
  • 33:02 - 33:06
    Dienste er verwenden darf, und solche
    Dinge, seine Ciphering keys - die sind da
  • 33:06 - 33:11
    drin. Und das ganze ist aber IP basiert.
    also unterm Strich, das wird dann alles
  • 33:11 - 33:17
    wieder auf ein Kabel zusammengeführt und
    dann Richtung Radionetzwerk gesendet. Das
  • 33:17 - 33:21
    ist das Radio Access Network, das auch als
    RAN bezeichnet wird. Und dann über die
  • 33:21 - 33:25
    S1-Schnittstelle geht es dann zu den
    Standorten, zu den Mobilfunkstandorten.
  • 33:25 - 33:31
    Also etwa, na was haben wir so, 20.000
    etwa, in Deutschland. Davon gibt's also
  • 33:31 - 33:35
    jede Menge während die Core-Netzwerk-
    Komponenten, das sind nicht so arg viele.
  • 33:35 - 33:41
    Was wir dann für 5G eben dazu brauchen,
    neben der 4G e-Node B. Keiner weiß, was
  • 33:41 - 33:46
    die Abkürzung genau bedeutet, aber dass
    ist der Radio Standort, macht man jetzt
  • 33:46 - 33:52
    noch eine Karte zusätzlich rein für den 5G
    Teil. Das ist dann der g-Node B. Die
  • 33:52 - 33:56
    funktionieren aber immer zusammen. Der LTE
    Teil ist immer der Master, und der 5G Teil
  • 33:56 - 34:00
    wird als Speed Booster dazugenommen. Das
    ist dann eben die sogenannte Non-Stand-
  • 34:00 - 34:06
    Alone Architecture, unterm Strich, weil es
    einfacher war, das mal so zu machen am
  • 34:06 - 34:09
    Anfang, und nicht 5G alleine stehen zu
    lassen, weil man einfach kann mal den
  • 34:09 - 34:12
    ganzen LTE Teil weiterverwenden, so als
    Master und man muss sich um die
  • 34:12 - 34:16
    Signalisierung nicht mehr so groß Gedanken
    machen, wie wenn es gleich Standalone
  • 34:16 - 34:23
    gewesen wäre. Ja, und dann braucht man
    noch ne bessere Anbindung als bisher an
  • 34:23 - 34:27
    den Base, an den Basisstationen, also die
    Radiostandorte nenne ich immer
  • 34:27 - 34:34
    Basisstation, wiel so war das mal bei GSM.
    Und was man da heute so typischerweise
  • 34:34 - 34:39
    hat, ist entweder eine Gigabit pro Sekunde
    Glasfaser oder einen Mikrowave-Link.
  • 34:39 - 34:44
    Glasfaser ist natürlich aber hübscher, für
    5G reichts aber natürlich nicht mehr das
  • 34:44 - 34:47
    Gigabit, weil ich hab ja üblicherweise
    auch drei Sektoren und hab also dann
  • 34:47 - 34:53
    nochmal die dreifache Kapazität. Und
    deswegen kommt da üblicherweise dann heute
  • 34:53 - 34:58
    ein 10 Gigabit pro Sekunde Fiber Link zum
    Einsatz, da tauscht man halt vorne und
  • 34:58 - 35:06
    hinten aus. Die Fiber bleibt ja die
    gleiche. Okay. Dann habe ich hier mal so
  • 35:06 - 35:08
    ein paar Fluss-Diagramme gemacht, was
    eigentlich passiert in so einem
  • 35:08 - 35:13
    Mobilfunknetzwerk, wenn eine 4G und eine
    5G Verbindung aufgebaut wird, so aus dem
  • 35:13 - 35:18
    Flugmodus raus, bis dann auch eine
    Internetverbindung steht. Sieht erst
  • 35:18 - 35:23
    einmal sehr kompliziert aus. Ist es
    wahrscheinlich auch. Aber der ganze
  • 35:23 - 35:29
    Prozess läuft in 100 Millisekunden ab, ist
    also superschnell. Ich hab ganz links des
  • 35:29 - 35:33
    UE, des User Equipment, das Endgerät des
    Smartphone oder was immer man da auch hat.
  • 35:33 - 35:39
    Dann der e-Node B, ist die 4G Basisstation
    die MME, also die Mobility Management
  • 35:39 - 35:44
    Entity im Core-Netzwerk, die HSS-Datenbank
    und dann die Gateways auf der rechten
  • 35:44 - 35:48
    Seite, die dann die Nutzdaten
    transportieren. Naja, also wenn ich aus
  • 35:48 - 35:52
    dem Flugmodus erstmal rausgehe, auch wenn
    ich ein 5G Endgerät habe, wird erstmal der
  • 35:52 - 35:57
    4G Teil alles gemacht, das Endgerät sucht
    sich dann die Broadcast-Informationen von
  • 35:57 - 36:02
    allen Stationen aus, die so in der Nähe
    sind, sucht sich dann die Beste aus und
  • 36:02 - 36:07
    macht dann eine sogenannte Random Access
    Prozedur, weil bei LTE und bei 5G ist es
  • 36:07 - 36:12
    deutlich anders als bei WiFi, wo jeder
    einfach mal guckt, ob er senden kann. Das
  • 36:12 - 36:16
    passiert hier nicht. Die Basisstation gibt
    ganz genau vor, wer wann zu welcher Zeit
  • 36:16 - 36:20
    Daten empfängt und auch Daten senden darf.
    Also das Endgerät kann nicht von sich
  • 36:20 - 36:24
    selber aus einfach mal los senden.
    Deswegen wird dann eine Zugriffs Prozedur
  • 36:24 - 36:28
    gemacht. Das Endgerät sagt: "Hey, ich
    brauche mal so einen kleinen Kanal, wo ich
  • 36:28 - 36:33
    dir mal schicken kann, wer ich bin." Das
    kommt dann über diese sogenannte RRC
  • 36:33 - 36:38
    Connection Setup Procedure. Da wird ein
    Attach Request geschickt vom Endgerät. Da
  • 36:38 - 36:42
    steht drin: "Okay, ich bin Endgerät, mit
    der ID sowieso, und ich möchte
  • 36:42 - 36:47
    Internetzugang haben." - man ein bisschen
    salopp gesagt. Die 4G Basisstation gibt es
  • 36:47 - 36:53
    dann ans Netzwerk weiter an die MME. Die
    sucht sich dann den Rekord aus der
  • 36:53 - 36:57
    Datenbank raus und startet dann eine
    Authentication and Ciphering Procedure.
  • 36:57 - 37:00
    Das heißt erst einmal authentifizieren -
    sicherstellen - es ist auch tatsächlich
  • 37:00 - 37:05
    das Endgerät das es sagt, dass es ist. Und
    wenn das dann sichergestellt ist, wird das
  • 37:05 - 37:08
    Ciphering eingeschaltet, damit man
    wenigstens nicht mehr so ganz trivial
  • 37:08 - 37:16
    abhören kann. Währenddessen das dann alles
    passiert, wird dann auch noch die Location
  • 37:16 - 37:19
    von dem Endgerät in die Datenbank
    reingeschrieben, oder zumindest mal die
  • 37:19 - 37:23
    Tracking Area, also so mal ein grober
    Aufenthalts-Bereich, weil wenn ich später
  • 37:23 - 37:28
    den Radio Kanal mal wegnehme, um Batterie
    zu sparen, obwohl ich die IP-Adresse noch
  • 37:28 - 37:31
    hab und dann kommt wieder ein IP-Paket,
    dann muss mich das Netzwerk irgendwie
  • 37:31 - 37:34
    finden können, also müsste man mal die
    ungefähre Location in die Datenbank
  • 37:34 - 37:40
    ablegen. Während das läuft wird auf der
    linken Seite dann noch die Capabilities
  • 37:40 - 37:44
    ausgetauscht vom Endgerät, weil je
    nachdem, wie altes Endgerät ist und wie
  • 37:44 - 37:49
    teuer es ist, kann das mehr oder weniger.
    Und diese Information wird dann nicht nur
  • 37:49 - 37:54
    bei der Basisstation beim 4G eNode-B
    gehalten, sondern auch an die MME
  • 37:54 - 37:58
    weitergegeben, weil je nachdem, wie viele
    Carrier das Ding bündeln kann, welche
  • 37:58 - 38:02
    Modulationen-Arten des beherrscht, kann
    dann halt mehr oder weniger schnell Daten
  • 38:02 - 38:08
    übertragen werden Dann noch rechts unten
    was gemacht wird, ist die MME holt sich
  • 38:08 - 38:13
    dann eine IP-Adresse für das Endgerät. Vom
    PDN Gateway, das ist das, was am Internet
  • 38:13 - 38:19
    dran sitzt, kriegt man dann üblicherweise
    eine IPv4-NAT-, also eine Private-IP-
  • 38:19 - 38:24
    Adresse zugeteilt. Ja, NAT ist natürlich
    schlecht, im Mobilfunk Netzwerk aber nicht
  • 38:24 - 38:28
    ganz so, weil dann hält man wenigstens so
    die ganzen Script-Kiddies ab, einem die
  • 38:28 - 38:38
    ganze Zeit die Batterie leer zu saugen.
    Ja, so am Schluss schickt die MME dann den
  • 38:38 - 38:42
    Initial Kontext Setup Request. Da steht
    dann die IP-Adresse drin, die wird dann
  • 38:42 - 38:46
    ans Endgerät weitergegeben, und es wird
    ein sogenannter Default Bearer aufgebaut.
  • 38:46 - 38:51
    Das ist, wenn man das vom Smartphone
    aussieht, ist das ein logisches Netzwerk-
  • 38:51 - 38:55
    Interface. Also wenn man bei Android z.B.
    ein ifconfig macht, dann sieht man dann
  • 38:55 - 39:01
    hübsch, wie da, wie ein neues IP-Interface
    da auftaucht. Da kann man auch mehrere
  • 39:01 - 39:05
    davon typischerweise auf einem Endgerät
    haben, weil ver-??? gibts auch eine extra
  • 39:05 - 39:11
    extra Default Bearer, wo dann speziell die
    Telefon-Sachen drüber gemacht werden. Die
  • 39:11 - 39:14
    werden nicht über den Internet Bearer
    gemacht. Ja, und dann fließen eigentlich
  • 39:14 - 39:19
    unsere Nutzdaten, so ganz unten, der blaue
    Kasten. Und was dann noch zusätzlich
  • 39:19 - 39:21
    gemacht wird, ist eine Measurement
    Configuration geschickt, damit das
  • 39:21 - 39:26
    Endgerät, auch wenn die Signal Pegel
    schlechter werden, dann die nachbarzellen
  • 39:26 - 39:30
    messen kann, das reporten kann und das
    Netzwerk kann dann entsprechend damit ein
  • 39:30 - 39:40
    Handover machen. Ja, 100 Millisekunden
    alles durchgelaufen. Ja es will nicht,
  • 39:40 - 39:45
    dann nehmen wir die Taste. Genau so, das
    war jetzt erst der 4G, dann kommt jetzt
  • 39:45 - 39:50
    noch zusätzlich der 4G Teil. Wenn die 4G
    Basisstation merkt: "Dass es ein 5G
  • 39:50 - 39:56
    Endgerät. ... und ich hab noch eine 5G
    Zelle" den 5G gNode-B mit dazu. Dann
  • 39:56 - 40:00
    werden wieder Nachrichten ausgetauscht, wo
    drin steht: "Miss mal auf der 5G Frequenz,
  • 40:00 - 40:04
    ob da irgendwas ist und melden mir das
    mal?" Das macht das Endgerät dann und wenn
  • 40:04 - 40:11
    was da ist, gehts zurück an den 5G gNode-B
    und der kann dann den IP-Datenstrom zu
  • 40:11 - 40:17
    sich umleiten und dann an den 4G eNode-B
    zurückkommen und sagen: "Okay, du kannst
  • 40:17 - 40:20
    jetzt mal umschalten", und dann kriegt das
    Endgerät wieder eine Nachricht. "OK, mach
  • 40:20 - 40:27
    mal noch den 5G Teil jetzt noch mit dazu"
    und dann empfängt man seine Daten sowohl
  • 40:27 - 40:31
    über den 4G Teil als auch über den 5G Teil
    und drum ist der blaue Pfeil unten ein
  • 40:31 - 40:38
    bisschen dicker als der blaue Pfeil oben.
    So, dieses gleichzeitige Empfangen von 4G
  • 40:38 - 40:43
    und 5G, das nennt sich Split Bearer, weil
    meine IP-Datenpakete jetzt über zwei Wege
  • 40:43 - 40:48
    zu mir kommen und der 5G gNode-B, der
    teilt es einfach auf, den Hauptteil von
  • 40:48 - 40:53
    den Daten schickt er über sich selber, und
    ein kleinerer Teil wird dann noch über das
  • 40:53 - 40:58
    sogenannte X2 Interface an die 4G Karte in
    der Basisstation weiter geschickt, und die
  • 40:58 - 41:03
    schickt es dann über LTE zu einem. Und im
    Endgerät selber werden dann diese zwei
  • 41:03 - 41:08
    Datenströme wieder kombiniert, und die IP-
    Pakete kommen dann wieder raus. Im Uplink
  • 41:08 - 41:12
    wird es heute wird es heute praktisch noch
    nicht so gemacht, da werden dann entweder
  • 41:12 - 41:18
    alle Daten über LTE übertragen, also von
    Endgerät zum Netzwerk oder über 5G, kann
  • 41:18 - 41:23
    man auch machen. Vorteil von LTE ist es
    meistens, es ist auf einer niedrigeren
  • 41:23 - 41:27
    Frequenz, und somit kommt man weiter. Man
    muss sich aber den Kanal mit anderen
  • 41:27 - 41:33
    Leuten teilen, die schon da sind. Wenn man
    mit 5G die ganze Sache macht, hat man den
  • 41:33 - 41:37
    Kanal noch eher für sich, weil es noch
    nicht so viele 5G-Endgeräte gibt. Hat aber
  • 41:37 - 41:41
    das Problem, dass die Reichweite von dem
    Signal aufgrund der höheren Frequenz nicht
  • 41:41 - 41:45
    so weit ist. Und wenn man sich dann zu
    weit von der Station wegbewegt, dann muss
  • 41:45 - 41:52
    das Netzwerk um konfigurieren und dann
    wieder für den Uplink LTE nehmen. Also,
  • 41:52 - 42:00
    man kann beides machen, je nachdem, wie
    man, wie man das möchte. Mit dem Uplink
  • 42:00 - 42:05
    entweder nur 4G oder 5G, stimmt nur so zum
    Teil, weil ich mache auch auf den
  • 42:05 - 42:09
    niedrigeren Schichten auf Layer 2 noch
    Acknowledgements für meine Datenpakete,
  • 42:09 - 42:13
    die ich, die ich bekomme im Downlink muss
    ich im Uplink Acknowledgements schicken.
  • 42:13 - 42:17
    Also es ist noch weit unterhalb der IP-
    Ebene, damit es einfach sehr schnell geht,
  • 42:17 - 42:22
    wenn irgendwelche Datenverluste auftreten.
    Und das muss sich zwangsläufig auf 4G und
  • 42:22 - 42:28
    auf 5G machen, weil ich meine Daten ja
    über Split Bearer im Downlink über 4G und
  • 42:28 - 42:33
    5G bekomme. Das heißt nur meine Nutzdaten
    gehen entweder über 4G oder 5G, aber meine
  • 42:33 - 42:37
    Acknowledgements muss ich auf beiden
    Seiten schicken. Und der blöde Nachteil
  • 42:37 - 42:43
    ist, ich hab halt nur ein Budget für meine
    Transmission Power, und jetzt hab ich zwei
  • 42:43 - 42:47
    Transmitter, und dann kriegt halt jeder
    nur die Hälfte von der Transmit Power und
  • 42:47 - 42:56
    somit das limitiert ein bisschen meine
    Reichweite. Dann gibt's noch diese nette
  • 42:56 - 42:59
    Geschichte, wann zeige ich jetzt
    eigentlich ein 5G Logo an? Weil es
  • 42:59 - 43:03
    dummerweise ein bisschen komplexer als
    früher mit 2G, 3G, 4G. Da war das einfach,
  • 43:03 - 43:09
    das Endgerät hat gewusst: "Okay, ich bin
    jetzt bei 4G LTE Logo an". Bei 5G, das
  • 43:09 - 43:13
    wird ja immer nur so als Speed Booster
    dazugenommen. Und wenn man das einfach so
  • 43:13 - 43:18
    macht, dann sieht man dauernd, wie sich
    das 4G und 5G abwechselt auf dem Display.
  • 43:18 - 43:23
    Das ist nicht sehr schön. Deswegen hat man
    sich da was einfallen lassen. Und zwar
  • 43:23 - 43:28
    wird in den LTE System Information, die da
    so ausgestrahlt werden, gibts ein Bit, das
  • 43:28 - 43:31
    haben Sie schön Upper Layer Indikation
    genannt, damit man auch nicht weiß, für
  • 43:31 - 43:36
    was es gut ist und das Upper Layer
    Indikation Bit. wenn das gesetzt ist, dann
  • 43:36 - 43:41
    bedeutet es, dass da noch eine 5G Zelle
    mit dranhängt und das Endgerät wenn es
  • 43:41 - 43:46
    nicht beim Attach Accept gesagt gekriegt
    hat, "Du darfst kein 5G machen", das ist
  • 43:46 - 43:52
    das NR-Restricted-Bit. Dann kann es dieses
    Upper Layer Indikation Bit hernehmen und
  • 43:52 - 43:57
    dann das 5G Logo anzeigen, auch wenn der
    5G Teil gerade gar nicht aufgeschaltet
  • 43:57 - 44:00
    ist, weil man z.B. gerade nicht so viel
    Daten überträgt. Und dann ist eben der
  • 44:00 - 44:05
    Vorteil man hat das 5G Logo, weil der 5G
    Teil da ist und ob wir jetzt gerade noch
  • 44:05 - 44:08
    mit der zugeschaltet ist oder nicht, wird
    da dann halt ein bisschen kaschiert. Aber
  • 44:08 - 44:16
    dafür springt es eben nicht die ganze Zeit
    hin und her. Dann gibt's noch ein nettes
  • 44:16 - 44:22
    Szenario mit dem Handover. Wenn man 4G und
    5G hat, müssen ja immer zusammen da sein.
  • 44:22 - 44:26
    Aber die Scheduler sind völlig unabhängig
    voneinander. Und wenn ich da einen
  • 44:26 - 44:31
    Handover mache von Schritt eins nach
    Schritt zwei, kann es eben passieren, je
  • 44:31 - 44:34
    nachdem, was man für eine Infrastruktur
    hat und wie die konfiguriert ist, dass
  • 44:34 - 44:39
    erst der 5G Teil gewechselt wird der 4G
    Teil aber noch da bleibt für ein paar
  • 44:39 - 44:44
    Sekunden bei der alten Station. Und dann
    bekomme ich meine Daten zum Beispiel von
  • 44:44 - 44:49
    der einen LTE Zelle hier und von der 5G
    Zelle, die aber schon ganz woanders steht.
  • 44:49 - 44:53
    Und meine Daten kommen dann aus
    unterschiedlichen Richtungen. Und erst
  • 44:53 - 44:57
    wenn dann auch noch das Endgerät meldet,
    das der 4G Teil jetzt auch auf der anderen
  • 44:57 - 45:01
    Seite besser ist, dann wird der auch noch
    mit drüber gezogen und dann kommen dann
  • 45:01 - 45:10
    meine ganzen Daten von der der zweiten
    Zelle dann. So, dann hab ich jetzt hier
  • 45:10 - 45:14
    noch ein Bildchen wie soll es so
    perspektivisch weitergehen? Wir wollen ja
  • 45:14 - 45:19
    da nicht stehenbleiben. Wir wollen ja zu
    einem 5G-only-Netzwerk kommen, und da
  • 45:19 - 45:25
    müssen wir jetzt einfach hergehen auf
    Grund von den 3,5 GHz, die halt nur eine
  • 45:25 - 45:29
    begrenzte Reichweite haben. Wir müssen
    diese 5G Geschichte auch in die
  • 45:29 - 45:34
    niedrigeren Frequenzbänder ziehen. Und da
    ist eben das Problem, man kann es auf die
  • 45:34 - 45:38
    harte Weise machen und einfach das LTE aus
    manchen Ländern wegnehmen und da 5G
  • 45:38 - 45:42
    reinmachen. Das ist dann für die paar
    Leutchen, die schon die ganzen neuen 5G
  • 45:42 - 45:46
    Endgeräte haben, super. Aber für die
    Leutchen, die nur LTE Endgeräte haben
  • 45:46 - 45:50
    schlecht, weil dann haben die auf einmal
    da gar kein LTE mehr oder nur eine
  • 45:50 - 45:57
    niedrigere Datenrate, weil sie ein anderes
    Band nehmen müssen. Eine Möglichkeit, das
  • 45:57 - 46:02
    abzufedern, was so z.B. die Swisscom
    gerade ausprobiert. Es nennt sich dann
  • 46:02 - 46:08
    Dynamic Spectrum Sharing, und die Idee
    dabei ist, dass 5G so zu konfigurieren,
  • 46:08 - 46:14
    dass es sehr ähnlich wie 4G ist und dann
    4G und 5G im gleichen Kanal zu machen. Ich
  • 46:14 - 46:19
    brauche dann 2 Control Kanäle. Ich brauch
    den LTE Kontrollkanal hier jetzt gelb
  • 46:19 - 46:25
    dargestellt, links und in Blau, den 5G
    Kanal, den Control Kanal und kann dann die
  • 46:25 - 46:31
    4G Endgeräte mit dem 4G Control Kanal
    Ressource Zuweisungen machen und dem 5G
  • 46:31 - 46:37
    Endgeräte mit dem 5G Control Kanal. Und
    dann kann ich meinen Kanal eben, je
  • 46:37 - 46:41
    nachdem wie viele 4G und 5G Endgeräte ich
    habe, entsprechend aufteilen. Mehr nach
  • 46:41 - 46:47
    4G, mehr nach 5G. Je nachdem, was man da
    für eine Policy hat. Der kleine Nachteil
  • 46:47 - 46:51
    an der Geschichte ist, dass sich da
    dummerweise jetzt 2 Control Kanäle braucht
  • 46:51 - 46:57
    und das mich natürlich Bandbreite kostet.
    Und es kostet etwa 10 bis 15 Prozent an
  • 46:57 - 47:02
    Kapazität und das tut natürlich super weh.
    15 Prozent Kapazität verschenken, damit
  • 47:02 - 47:07
    ich 4G 5G gleichzeitig mache. Aber der
    Schmerz ist vielleicht geringer als
  • 47:07 - 47:14
    einfach LTE wegmachen und dann die Leute
    sauer zu machen. Mal schauen. Naja, wenn
  • 47:14 - 47:19
    ich dann so weit bin und mein 5G auch in
    den niedrigeren Frequenzbänder hab, damit
  • 47:19 - 47:24
    ich das dann auch mehr auf dem Land auch
    5G machen kann, kann ich auch mal drüber
  • 47:24 - 47:29
    nachdenken und 5G Core-Netzwerk noch hinzu
    bauen. Wird eben auch wieder so sein. Das
  • 47:29 - 47:34
    wird nicht einfach das 4G Core Netz
    herausgeworfen und 5G reingemacht, sondern
  • 47:34 - 47:40
    die werden dann über viele Jahre parallel
    betrieben werden. Die 5G Endgeräte, die
  • 47:40 - 47:44
    dann schon mit diesem Core Netzwerk reden
    können, werden diese Core-Netzwerk
  • 47:44 - 47:50
    verwenden und die alten 5G Endgeräte und
    die LTE Endgeräte werden noch das 4G Core
  • 47:50 - 47:55
    Netzwerk verwenden. Im Prinzip
    funktioniert auch das 5G Core Netzwerk
  • 47:55 - 48:00
    sehr ähnlich wie das 4G Core Netzwerk. Man
    hat wieder diese zwei Teile die User
  • 48:00 - 48:05
    Plane. Die Router werden jetzt hier als
    User Plane Function bezeichnet und dann
  • 48:05 - 48:10
    mit dem Internet verbunden und aus der
    Mobility Management entity bei LTE sind
  • 48:10 - 48:14
    jetzt zwei Functions draus geworden. Die
    eine ist die Access Management Function
  • 48:14 - 48:18
    und die andere die Session Management
    Funktion. Die eine kümmert sich eher um
  • 48:18 - 48:23
    das Mobility und das andere um die Nutzer
    Sessions, und die Datenbank ist in drei
  • 48:23 - 48:29
    Blöcke aufgeteilt worden und hat man eben
    deswegen gemacht. Weil als LTE
  • 48:29 - 48:36
    spezifiziert worden ist, ist man noch
    davon ausgegangen. Eine entity, eine
  • 48:36 - 48:41
    Hardware Kiste, aber auch die
    Virtualisierung ist jetzt ja auch im
  • 48:41 - 48:44
    Telekom Bereich angekommen in den letzten
    Jahren und man möchte hier in diesem 5G
  • 48:44 - 48:49
    Ansatz alles auch virtualisierten in
    Container packen, um somit sehr flexibel
  • 48:49 - 48:54
    zu sein. Und deswegen gibts keine entities
    mehr, sondern functions die dann auch
  • 48:54 - 49:02
    virtualisiert werden sollen. Ja, dann bin
    ich eigentlich schon fast durch. Ich hab
  • 49:02 - 49:09
    ja noch ein schönes Slide, das tolle bei
    4G und 5G ist, und auch bei 2G, 3G, die
  • 49:09 - 49:14
    ganzen Spezifikationen sind öffentlich,
    man muss sich nirgends anmelden, man kann
  • 49:14 - 49:18
    einfach zu 3gpp.org gehen. Und wenn man
    weiss, nach was man sucht, kann man sich
  • 49:18 - 49:24
    die Spezifikationen runterladen von da.
    Wer sich nachher die Slides nochmal
  • 49:24 - 49:28
    anguckt, wir haben auf vielen von den
    Slides Referenzen auf die Spezifikationen,
  • 49:28 - 49:32
    dann kann man von diesen Slides, wenn man
    die Details wissen will direkt in die
  • 49:32 - 49:40
    Dokumente rein hüpfen. Ja, dann sind wir
    durch. Danke fürs Zuhören.
  • 49:40 - 49:45
    Applaus
  • 49:45 - 49:56
    Und viel Spaß beim Kongress noch
    Peter: Ja, haben wir noch Zeit für Fragen?
  • 49:56 - 50:01
    Gibt's Fragen?
    Herald: Muss das Mikro anschalten, damit
  • 50:01 - 50:04
    was rauskommt? So genau haben wir es noch
    etwa zehn Minuten Zeit für Fragen. Wenn
  • 50:04 - 50:08
    ihr im Raum Fragen habt, dann kommt doch
    bitte zu einem der acht Mikros, und wir
  • 50:08 - 50:10
    hoffen, dass wir euch alle dran kriegen.
    Aber wir fangen vielleicht direkt an mit
  • 50:10 - 50:17
    einer Frage von unserem Signal Angel.
    Signal Angel: Das Internet hat die Frage:
  • 50:17 - 50:22
    Wie weit sollen Endgeräte voneinander
    entfernt sein, damit diese sich nicht
  • 50:22 - 50:29
    gegenseitig stören?
    Peter: 1,02m, allerdings wird dieser Fall
  • 50:29 - 50:34
    gar nicht vorkommen, dass man diese 5G
    Endgeräte auseinander legen muss, weil
  • 50:34 - 50:41
    alle Netzbetreiber mit einem konstanten
    Schema arbeiten werden. Das ist nicht
  • 50:41 - 50:46
    notwendig, sich darüber Gedanken zu
    machen, weil es kommt nicht zu dem Fall.
  • 50:46 - 50:51
    Heurekus: Auf meinem Schreibtisch liegen
    üblicherweise vier bis fünf Endgeräte, die
  • 50:51 - 50:54
    sind auch nicht einen Meter entfernt sind,
    das ist nicht optimal, aber es
  • 50:54 - 50:58
    funktioniert. Die stören sich auch nicht
    gegenseitig. Aber besser ist es, wenn die
  • 50:58 - 51:01
    weiter auseinander sind. Hat man eine
    höhere Datenrate?
  • 51:01 - 51:05
    Herald: Alles klar. Da machen wir weiter
    mit Mikrofon 1 bitte
  • 51:05 - 51:11
    Mikro 1: Hallo, wir reden hauptsächlich
    über alles unter 6 GHz und die
  • 51:11 - 51:18
    Signalstärke da ist eigentlich, was wir so
    gewöhnt sind 20 dBm oder so. Oder? Die
  • 51:18 - 51:23
    Frage kommt dann allerdings in
    Gesundheitsfragen mit viel stärkeren
  • 51:23 - 51:28
    Feldstärken eigentlich noch nicht, was
    wirklich ausgerollt werden
  • 51:28 - 51:36
    Peter: Also wir tragen immer ein 5G
    Amulett bei uns, uns kann nichts
  • 51:36 - 51:37
    passieren,
    Lachen
  • 51:37 - 51:41
    Applaus
    Heurekus: Ja ja, das muss,auf Nummer
  • 51:41 - 51:44
    sicher.
    Peter: Die Grenzwerte werden nicht
  • 51:44 - 51:50
    überschritten, es gibt keine ionisierenden
    Effekte. Auch nicht bei Frequenzen
  • 51:50 - 51:59
    unterhalb des Lichts, also bis in den THz
    Bereich hinein. Der Rest ist Glauben. Mit
  • 51:59 - 52:05
    Angst kann man Geld machen, man kann Macht
    ausüben, und letztendlich wird die
  • 52:05 - 52:12
    Menschheit eher Probleme mit dem
    Klimawandel haben als wie mit 5G.
  • 52:12 - 52:18
    Applaus
    Heurekus: Vielleicht noch ein kurzer
  • 52:18 - 52:24
    Nachsatz. Was du richtig gesagt hast ist,
    wir reden, wir haben heute über den sub
  • 52:24 - 52:28
    6GHz Bereich geredet, weil das auch das
    ist, was tatsächlich ausgerollt ist. Dann
  • 52:28 - 52:31
    hat 5G natürlich auch noch diese Microwave
    oder diese Millimeterwave Geschichte.
  • 52:31 - 52:36
    Tschuldigung, die Millimeterwave
    Geschichte drin, wo man im 30 GHz Bereich
  • 52:36 - 52:43
    funkt. In Amerika ist das ausgerollt
    worden, aber das große Problem dabei ist,
  • 52:43 - 52:47
    dass die Reichweiten da super gering sind
    und man da auch schon einfach mit einer
  • 52:47 - 52:51
    Hand vorhalten oder hinter eine Mauer
    gehen, dann ist das Signal schon weg, und
  • 52:51 - 52:55
    ich bin da immer noch sehr gespannt, wie
    erfolgreich das ist. Aber in Europa hat da
  • 52:55 - 53:01
    noch keiner angefangen, mit Millimeterwave
    und 5G was zu machen, weil es ist doch was
  • 53:01 - 53:04
    ganz was Neues. Und vielleicht lassen wir
    das erst mal in Amerika so ein bisschen
  • 53:04 - 53:07
    ausprobieren. Und wenns funktioniert, denn
    machen wir das hier auch schauen wir mal.
  • 53:07 - 53:12
    Herald: Okay, dann machen wir doch mit
    Mikrofon 4 weiter.
  • 53:12 - 53:15
    Mikrofon 4: Ok, probieren wirs
    [unverständlich]. Für welche
  • 53:15 - 53:19
    Geschwindigkeiten, also ich meine
    mechanische Geschwindigkeiten, wenn ein
  • 53:19 - 53:23
    Endgerät sich mechanisch bewegt, ist 5G
    noch ausgelegt?
  • 53:23 - 53:28
    Heurekus: Also, ich hab da ein gutes
    Beispiel. Wenn man in anderen Ländern Bahn
  • 53:28 - 53:32
    fährt, dann funktioniert es auch mit LTE
    ganz gut, und 5G ist da in der Hinsicht
  • 53:32 - 53:35
    auch nicht anders. Also wenn ich zum
    Beispiel mit dem Thalys fahr von Paris
  • 53:35 - 53:39
    nach Köln, dann hab ich bei 300
    Stundenkilometer kriege ich da auch noch
  • 53:39 - 53:43
    100 Megabit pro Sekunde im Downlink durch
    die Leitung, ist also überhaupt kein
  • 53:43 - 53:46
    Problem. Von der Geschwindigkeit her geht
    auch bei 300 noch.
  • 53:46 - 53:52
    Peter: Es gibt gewisse Parameter, um das
    Netz robust zu machen gegenüber dem
  • 53:52 - 53:57
    Doppler-Effekt und gewisse Datensicherheit
    auch bei verjitterten Funkfeldern
  • 53:57 - 54:00
    hinzukriegen, das sind Parameter, die
    gelten dann halt für die gesamte Zelle und
  • 54:00 - 54:02
    drücken die Gesamtperformance, ein
    bisschen runter. Man muss sich das
  • 54:02 - 54:06
    überlegen, ob man das in dieser Zelle dann
    macht. Aber an Bahnstrecken ist kein Thema
  • 54:06 - 54:14
    bis 300, 400 km.
    M4: 400 gehen noch.
  • 54:14 - 54:21
    Peter: Flugzeuge gehen mit LTE. Die
    fliegen ja knapp 800, 900 Stundenkilometer,
  • 54:21 - 54:23
    das geht auch.
    M4: Ah, ok, gut. Danke
  • 54:23 - 54:28
    Herald: Alles klar, dann gehen wir zurück
    zu unserem Signal Angel mit einer Frage
  • 54:28 - 54:31
    aus dem Internet.
    Signal Angel: Das Internet hat sehr über
  • 54:31 - 54:37
    die Authentisierung der Basisstation
    gegenüber der MME oder MMS diskutiert. Und
  • 54:37 - 54:41
    da so die Frage dahinter: Was kann denn
    jemand machen, der eine Basisstation hat
  • 54:41 - 54:46
    und vielleicht irgendwie, die einfach
    drankommt? Die Authentisieren sich ? Oder
  • 54:46 - 54:49
    was kann er machen?
    Heurekus: Es gibt da ein paar
  • 54:49 - 54:53
    Teilantworten. Was üblicherweise erst
    einmal gemacht wird, ist, da wird ein VPN
  • 54:53 - 54:56
    Tunnel zwischen dem Standort gemacht, wo
    sich die Basisstation befindet und dem
  • 54:56 - 55:02
    Core-Netzwerk. Und da werden, da findet
    schon mal eine Authentifizierung statt und
  • 55:02 - 55:07
    die MMEs und die Basisstation
    authentifizieren sich dann auch nochmal
  • 55:07 - 55:10
    gegenseitig. Da weiß ich aber die Details
    nicht dazu. Weißt du da was ?
  • 55:10 - 55:13
    Peter: Nee.
    Heurekus: Aber erst mal einen VPN Tunnel
  • 55:13 - 55:20
    und dann ist schon mal alles gecrypted.
    Peter: Ging es um die Authentifizierung
  • 55:20 - 55:25
    des Netzes gegenüber dem Endgerät? War das
    die Frage?
  • 55:25 - 55:29
    Signal Angel: Nein. Ich habe die
    Basisstation, also quasi jemand bringt
  • 55:29 - 55:37
    seine eigene Basisstation mit. Also
    jemand, der vielleicht ein großer
  • 55:37 - 55:43
    Angreifer ist nicht quasi der User.
    Peter: Ja. Sowas geht im Prinzip immer
  • 55:43 - 55:51
    noch. Es wird aber durchaus erschwert. Das
    sind politische Sachen, das sind leider Gottes.
  • 55:51 - 55:55
    Wir stellen den STANDARD vor. Aber warum
    diese Authentifikation nicht aktiviert
  • 55:55 - 55:59
    ist? Politik.
    Herald: Das klingt nach einem Talk für den
  • 55:59 - 56:03
    nächsten Kongress vielleicht. Alles klar.
    Dann gehen wir weiter rechts an den Rand
  • 56:03 - 56:07
    zum Mikrofon. 7
    Mikrofon 7: Ja, ich hab mich einmal
  • 56:07 - 56:12
    interessiert, ihr sagtet gerade, dass
    langfristig 4G und 5G zusammen betrieben
  • 56:12 - 56:17
    werden sollen in der Übergangsphase. Was
    spricht dagegen, noch weiter runter zu
  • 56:17 - 56:21
    gehen und z. B. die 3G Frequenzen zu
    nutzen? Weil ich mein 3G
  • 56:21 - 56:25
    Signalverarbeitung das war ja einfach ein
    Schuss in den Ofen. Das zum Einen und zum
  • 56:25 - 56:32
    Anderen: Ihr hattet das gerade gesagt,
    dass alle Carrier, alle Betreiber von 5G
  • 56:32 - 56:35
    Netzen sich in der Uplink bzw.
    Framestruktur letztlich synchronisieren
  • 56:35 - 56:41
    müssen. Für mich als Laie klingt das so:
    Warum? Das klingt wieder nach unnötig
  • 56:41 - 56:48
    Overhead, der hinterher leztlich der
    Performance oder dem Netz nicht gut tut.
  • 56:48 - 56:52
    Heurekus: Also ich kann ja vielleicht den
    ersten Teil mal machen. Mit den
  • 56:52 - 56:55
    niedrigeren Frequenzen, also die UMTS-
    Frequenzen sind schon relativ hoch, die
  • 56:55 - 56:59
    sind ja bei 2,1 Gigahertz, und als ich
    vorher gesagt habe, wir müssen in die
  • 56:59 - 57:03
    niedrigeren Frequenzen rein, dann schließt
    es natürlich die UMTS-Frequenzen mit ein.
  • 57:03 - 57:09
    Aber auch die UMTS-Frequenzen haben ja nur
    eine relativ begrenzte Ausbreitung, also
  • 57:09 - 57:13
    wenn ich mit niedrigeren Bändern rede,
    dann meine ich auch so Band 20 zum
  • 57:13 - 57:20
    Beispiel auf 800 Megahertz und auf 1800
    Megahertz und auf 900 Megahertz. Da muss
  • 57:20 - 57:24
    mittel- bis langfristig muss da auch 5G
    rein und eben auch auf die 2,1 Gigahertz,
  • 57:24 - 57:29
    klar. Da ist es vielleicht aber auch noch
    ein bisschen einfacher, weil 3G machen ja
  • 57:29 - 57:36
    nicht mehr so viele Leute, da ist es eher
    problemloser. Die zweite Frage noch: Warum
  • 57:36 - 57:39
    müssen die synchronisiert sein?
    Peter: Das ist auch ein technisches
  • 57:39 - 57:46
    Erfordernis, nichts weiter. Die Frequenzen
    im 3,6 Gigahertz Bereich liegen relativ
  • 57:46 - 57:51
    dicht zusammen. Und die Technik ist halt
    so, wenn ich zwei, wenn ich diesen
  • 57:51 - 57:55
    Frequenzbereiche an mehrere Betreiber
    verkaufe, dann geht es technisch nicht
  • 57:55 - 57:59
    anders, dass die alle synchron senden.
    Physik hat ja irgendwo seine Grenzen.
  • 57:59 - 58:04
    Herald: OK.
    Peter: Niedrigere Frequenzbereiche, zu der
  • 58:04 - 58:09
    anderen, die bringen jetzt keine
    Wundergeschwindigkeiten, sondern, hab so
  • 58:09 - 58:13
    die Folien, kann man sehen, dass die
    Geschwindigkeit bei 5G auf niedrigen
  • 58:13 - 58:18
    Frequenzen [unverständlich] zum Beispiel
    700 Megahertz, wird vielleicht um den
  • 58:18 - 58:22
    Faktor 1,3 höher sein als ein
    vergleichbarer LTE-Träger.
  • 58:22 - 58:26
    Herald: Okay, wir haben noch ein zwei
    Minuten Zeit. Deswegen Mikrophon 1 mit
  • 58:26 - 58:30
    einer kurzen, prägnanten Frage bitte.
    Mikrofon 1: Ja, meine Frage wäre: Wie ist
  • 58:30 - 58:34
    das bei den privaten 5G Netzen, die ja
    jetzt ausgerollt werden sollen? Ist da
  • 58:34 - 58:36
    auch diese Mischtechnik oder ist das ein
    reines 5G?
  • 58:36 - 58:42
    Heurekus: Das sind 100 Megahertz, die
    dafür mal reserviert worden sind. Und wenn
  • 58:42 - 58:45
    wir über private Netze reden, dann würde
    ich darunter verstehen: Da tut man dann so
  • 58:45 - 58:50
    genannten Campus ausleuchten, also eine
    Fabrik zum Beispiel oder ein Gelände. Und
  • 58:50 - 58:54
    ähm. Ja, da braucht man jetzt nicht mit
    Mischtechnik anfangen, da würde ich gleich
  • 58:54 - 58:59
    mal ein 5G Core-Netzwerk nehmen. Ja, also
    man kann, aber dann kann man auch gleich
  • 58:59 - 59:05
    ein 5G Core nehmen.
    Herald: OK, eine kurze schaffen wir noch.
  • 59:05 - 59:09
    Mikro 4.
    Mikro 4: Hallo. Wieviel Energie braucht
  • 59:09 - 59:12
    die ganze Signalverarbeitung also ohne
    Radio?
  • 59:12 - 59:17
    Peter: Wie viel was?
    Heurekus: Wie viel, wieviel Strom braucht
  • 59:17 - 59:20
    die Basisstation?
    (im Publikum ruft jemand "Klimawandel!")
  • 59:20 - 59:24
    lacht
    Peter: Das ist schwierig.
  • 59:24 - 59:28
    Heurekus: Ja, man kann das im Internet ein
    bisschen nachlesen. Ich habe die Frage
  • 59:28 - 59:33
    schon öfters gehabt. Ich meine, was oben
    an der Antenne rauskommt da, da reden wir
  • 59:33 - 59:38
    zum Beispiel bei einem 20 Megahertz Band
    über 20, über 20 Watt oder 40 Watt oder
  • 59:38 - 59:42
    vielleicht auch hundert Watt und dann
    nehmen wir da noch drei Sektoren dazu, aber eine
  • 59:42 - 59:47
    Basisstation an sich, alles
    zusammengenommen, Signalverarbeitung 3-4
  • 59:47 - 59:52
    Kilowatt braucht die schon. Die
    Signalenergie, die abgestrahlt wird oben
  • 59:52 - 59:57
    ist der kleinere Teil.
    Herald: Okay, dann haben wir leider das
  • 59:57 - 60:01
    Ende der Zeit erreicht. Alle Fragen, die
    jetzt noch offen sind, können entweder
  • 60:01 - 60:06
    digital gestellt werden oder vielleicht
    auch hier im Saal. Vielen Dank, Peter und
  • 60:06 - 60:07
    Heurekus.
    Heurekus: Danke
  • 60:07 - 60:09
    Applaus
  • 60:09 - 60:15
    36C3 Abspannmusik
  • 60:15 - 60:36
    Untertitel erstellt von c3subtitles.de
    im Jahr 2020. Mach mit und hilf uns!
Title:
36C3 - Der Pfad von 4G zu 5G
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Video Language:
German
Duration:
01:00:36

German subtitles

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