Papier: 1.01.03.03 Access- und Aggregationsnetz

Originalversion

1 Auf Seiten des (nachfragenden) Nutzers durchlaufen die Daten
2 das Aggregations- und schließlich das Access-Netz. Erst auf
3 dieser Ebene gewinnt die Unterscheidung zwischen mobiler und
4 standortgebundener Nutzung und damit zwischen kabelloser
5 oder kabelgebundener Anbindung des Endnutzer-Rechners an
6 Bedeutung. In beiden Fällen stellt heute der Zugang des
7 Endkunden zum Netz den größten potentiellen Engpass dar.
8
9 - Im Festnetz sind insbesondere parallele
10 Nutzungsgewohnheiten der Mehrheit der Nutzer Ursachen für
11 Engpässe zu bestimmten Zeiten. Diese treten – in
12 Abhängigkeit von der genutzten Anschlusstechnologie –
13 meistens im Aggregationsnetz auf. Auf Nachfrageseite bieten
14 die heute üblichen Flatrate-Abrechnungsmodelle keine Anreize
15 zu einer effizienten Nachfragesteuerung, die etwa
16 zeitunkritische Nutzungen auf nachfrageschwächere Zeiten
17 ausweichen ließe.
18
19 Insofern kann Abhilfe zurzeit nur auf Angebotsseite durch
20 technische Aufrüstung
21 erreicht werden. Durch Schaffung neuer Übergabepunkte kann
22 der wachsenden Zahl konkurrierender Nutzer auf einer
23 Infrastruktur entgegengewirkt werden. Hinzu kommt, dass die
24 zugrundeliegenden Technologien stetig an Leistungsfähigkeit
25 gewinnen. Einen wesentlichen Fortschritt erlaubt hier die
26 Umstellung auf optische Infrastrukturen (Glasfaser) auch im
27 Anschlussbereich (Fttx). Hierdurch werden dedizierte
28 Leitungen für die einzelnen Nutzer im Access-Bereich zum
29 Standard werden, die keine Konkurrenz mit anderen Nutzern
30 mehr kennen. Daneben verringern effizientere
31 Verteil-Technologien wie z.B. Multicast das Auftreten
32 paralleler Datenströme, so dass diese zu einem möglichst
33 späten Zeitpunkt in individuelle Datenströme gespaltet
34 werden müssen.
35
36 Zudem wird heute auch in diesem Bereich innerhalb der
37 Endkunden-Netze bereits priorisiert, indem für bestimmte
38 zeitkritische und besonders datenintensive Dienste wie
39 IP-TV, zum Teil auch VoIP-Anwendungen als Ersatz früherer
40 leitungsvermittelter Sprachtelefonie, Bandbreiten reserviert
41 und gegen konkurrierende Anwendungen geschützt werden.
42
43 - Im Mobilfunkbereich besteht hingegen notwendig eine
44 Konkurrenz aller Nutzer innerhalb einer Funkzelle um die von
45 ihr bereitgestellte Bandbreite. Auch wenn neue
46 Funktechnologien stetig wachsende Bandbreiten zur Verfügung
47 stellen, bleibt es bei der grundsätzlichen Rivalität
48 verschiedener Nutzungen („Shared medium“). Zudem kann im
49 Mobilfunknetz die Kundenverteilung aufgrund der
50 prinzipbedingten Mobilität der User nur sehr bedingt
51 vorhergesehen werden. Hierdurch kommt es unvermeidbar schon
52 heute zu örtlich und zeitlich sporadisch auftretenden
53 Kapazitätsengpässen.
54
55 Für die Zukunft ist im Mobilfunk noch eine deutlich stärkere
56 Zunahme der Datenvolumina zu erwarten als im Festnetzt. Dies
57 hat verschiedene Gründe.
58 Die Zahl internetfähiger mobiler Endgeräte bzw. der Einsatz
59 von mobiler Datenkommunikation zur Nutzung des Internets
60 nimmt infolge der Verbreitung von Smartphones, Netbooks oder
61 Tablets massiv zu. Aufgrund dieser Situation ist es schon
62 heute nicht mehr ungewöhnlich, dass einzelne Nutzer im
63 privaten wie beruflichen Kontext über mehrere SIM-Karten und
64 verschiedene Endgeräte wechselnd mobile Internetverbindungen
65 nutzen.
66 Hinzu kommt eine starke Zunahme der Anwendungsvielfalt im
67 mobilen Sektor, wobei mit dem Aufkommen HD-fähiger Endgeräte
68 auch bandbreitenintensive Videoübertragungen realisierbar
69 sind. Mit dem kommenden Mobilfunkstandard LTE wird diese
70 Entwicklung weiter beflügelt werden, da sich die Bandbreiten
71 im mobilen Access-Netz den Bandbreiten im DSL-Netz zumindest
72 annähern werden. Je nach Entwicklung der Tarifmodelle für
73 den breitbandigen mobilen Internetzugang ist unter diesen
74 Rahmenbedingungen sogar für einen Teil der Endkunden eine
75 Substitution des leitungsbasierten Zugangs durch mobilen
76 Internetzugang denkbar. [Fußnote: Vgl. dazu etwa: Nielsen,
77 “Call My Cell: Wireless Substitution in the United States,”
78 September 2008.] Zusätzlich zur allgemein stärkeren
79 Verbreitung des mobilen Internets nimmt somit auch der
80 individuelle Bandbreitenbedarf der Nutzer zu.
81 Rysavy Research hat in einer Studie den Versuch unternommen,
82 den zu erwartenden Bandbreitenbedarf modellhaft – ausgehend
83 von den anzunehmenden Nutzungsszenarien beim Endkunden – zu
84 kalkulieren. Im Ergebnis geht die Studie, bezogen auf den
85 US-Markt, davon aus, dass die heutige Spektrumsausstattung
86 der Mobilfunknetzbetreiber mittelfristig (3 – 5 Jahre) nicht
87 in der Lage sein könnte, den steigenden Bandbreitenbedarf
88 flächendeckend zu befriedigen. [Fußnote: Rysavy Research
89 ,Mobile Broadband Capacity Constraints And the Need for
90 Optimization, S. 15 ff.;
91 http://www.rysavy.com/Articles/2010_02_Rysavy_Mobile_Broadba
92 nd_Capacity_Constraints.pdf]
93
94 - Ob und in welchem Umfang technische Weiterentwicklung und
95 die Erweiterung der angebotenen Infrastruktur mit den rasant
96 steigenden Datenmengen Schritt halten kann, wird
97 unterschiedlich beurteilt.
98 Im Mobilfunk stellt die Funkschnittstelle selbst die
99 maßgebliche Kapazitäts¬begrenzung dar. Mit einer zunehmenden
100 Anzahl aktiver Nutzer erhöht sich die Wahrscheinlichkeit
101 eines Kapazitätsengpasses. Ein Mobilfunkbetreiber hat
102 verschiedene Möglichkeiten, dieser Situation zu begegnen, um
103 seinen Kunden einen zufriedenstellenden Netzzugang zur
104 Verfügung zu stellen:
105 - Kapazitätsausbau der Funkschnittstelle, durch mehr
106 Spektrum oder effizientere Technologien;
107 - Verdichtung des Netzes, d.h. mehr Basisstationen
108 (Standorte) und Funkzellen;
109 - sowie Maßnahmen zum Verkehrsmanagement.
110
111 In der Praxis wird ein Zusammenwirken aller drei Maßnahmen
112 notwendig sein. Denn der Kapazitätsausbau mittels einer
113 größeren Anzahl von Basisstationen bzw. Standorten ist
114 technisch und ökonomisch nur beschränkt möglich und stößt
115 zudem auf Akzeptanz-probleme in der Bevölkerung. Das heute
116 verfügbare Funkspektrum wird Berechnungen zufolge bei
117 anhaltender Nachfrage nach breitbandigem Mobilfunk im Laufe
118 der nächsten Jahre ausgeschöpft sein, weshalb aus Sicht der
119 Mobilfunknetzbetreiber die Identifizierung von zusätzlichem
120 Spektrum nötig ist, was – dies zeigt die Diskussion um die
121 Digitale Dividende - ein sehr zeitintensiver und politisch
122 schwieriger Prozess ist. Aufgrund der geschilderten
123 Ausgangssituation kann somit die Transportkapazität eines
124 Funknetzes bei gegebener Frequenzausstattung per se - und
125 insbesondere unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten - nicht
126 für beliebige Übertragungskapazitäten erweitert werden.
127 Daher besteht im mobilen Access-Netz bereits kurzfristig die
128 Notwendigkeit, die vorhandenen Transportkapazitäten
129 möglichst optimal einzusetzen.
130
131 Es erscheint jedoch am wahrscheinlichsten, dass
132 Kapazitätsengpässe zumindest auch auf mittlere Sicht
133 insbesondere ein Phänomen im Rahmen mobiler Nutzung sein
134 werden.

Der Text verglichen mit der Originalversion

1 Auf Seiten des (nachfragenden) Nutzers durchlaufen die Daten
2 das Aggregations- und schließlich das Access-Netz. Erst auf
3 dieser Ebene gewinnt die Unterscheidung zwischen mobiler und
4 standortgebundener Nutzung und damit zwischen kabelloser
5 oder kabelgebundener Anbindung des Endnutzer-Rechners an
6 Bedeutung. In beiden Fällen stellt heute der Zugang des
7 Endkunden zum Netz den größten potentiellen Engpass dar.
8
9 - Im Festnetz sind insbesondere parallele
10 Nutzungsgewohnheiten der Mehrheit der Nutzer Ursachen für
11 Engpässe zu bestimmten Zeiten. Diese treten – in
12 Abhängigkeit von der genutzten Anschlusstechnologie –
13 meistens im Aggregationsnetz auf. Auf Nachfrageseite bieten
14 die heute üblichen Flatrate-Abrechnungsmodelle keine Anreize
15 zu einer effizienten Nachfragesteuerung, die etwa
16 zeitunkritische Nutzungen auf nachfrageschwächere Zeiten
17 ausweichen ließe.
18
19 Insofern kann Abhilfe zurzeit nur auf Angebotsseite durch
20 technische Aufrüstung
21 erreicht werden. Durch Schaffung neuer Übergabepunkte kann
22 der wachsenden Zahl konkurrierender Nutzer auf einer
23 Infrastruktur entgegengewirkt werden. Hinzu kommt, dass die
24 zugrundeliegenden Technologien stetig an Leistungsfähigkeit
25 gewinnen. Einen wesentlichen Fortschritt erlaubt hier die
26 Umstellung auf optische Infrastrukturen (Glasfaser) auch im
27 Anschlussbereich (Fttx). Hierdurch werden dedizierte
28 Leitungen für die einzelnen Nutzer im Access-Bereich zum
29 Standard werden, die keine Konkurrenz mit anderen Nutzern
30 mehr kennen. Daneben verringern effizientere
31 Verteil-Technologien wie z.B. Multicast das Auftreten
32 paralleler Datenströme, so dass diese zu einem möglichst
33 späten Zeitpunkt in individuelle Datenströme gespaltet
34 werden müssen.
35
36 Zudem wird heute auch in diesem Bereich innerhalb der
37 Endkunden-Netze bereits priorisiert, indem für bestimmte
38 zeitkritische und besonders datenintensive Dienste wie
39 IP-TV, zum Teil auch VoIP-Anwendungen als Ersatz früherer
40 leitungsvermittelter Sprachtelefonie, Bandbreiten reserviert
41 und gegen konkurrierende Anwendungen geschützt werden.
42
43 - Im Mobilfunkbereich besteht hingegen notwendig eine
44 Konkurrenz aller Nutzer innerhalb einer Funkzelle um die von
45 ihr bereitgestellte Bandbreite. Auch wenn neue
46 Funktechnologien stetig wachsende Bandbreiten zur Verfügung
47 stellen, bleibt es bei der grundsätzlichen Rivalität
48 verschiedener Nutzungen („Shared medium“). Zudem kann im
49 Mobilfunknetz die Kundenverteilung aufgrund der
50 prinzipbedingten Mobilität der User nur sehr bedingt
51 vorhergesehen werden. Hierdurch kommt es unvermeidbar schon
52 heute zu örtlich und zeitlich sporadisch auftretenden
53 Kapazitätsengpässen.
54
55 Für die Zukunft ist im Mobilfunk noch eine deutlich stärkere
56 Zunahme der Datenvolumina zu erwarten als im Festnetzt. Dies
57 hat verschiedene Gründe.
58 Die Zahl internetfähiger mobiler Endgeräte bzw. der Einsatz
59 von mobiler Datenkommunikation zur Nutzung des Internets
60 nimmt infolge der Verbreitung von Smartphones, Netbooks oder
61 Tablets massiv zu. Aufgrund dieser Situation ist es schon
62 heute nicht mehr ungewöhnlich, dass einzelne Nutzer im
63 privaten wie beruflichen Kontext über mehrere SIM-Karten und
64 verschiedene Endgeräte wechselnd mobile Internetverbindungen
65 nutzen.
66 Hinzu kommt eine starke Zunahme der Anwendungsvielfalt im
67 mobilen Sektor, wobei mit dem Aufkommen HD-fähiger Endgeräte
68 auch bandbreitenintensive Videoübertragungen realisierbar
69 sind. Mit dem kommenden Mobilfunkstandard LTE wird diese
70 Entwicklung weiter beflügelt werden, da sich die Bandbreiten
71 im mobilen Access-Netz den Bandbreiten im DSL-Netz zumindest
72 annähern werden. Je nach Entwicklung der Tarifmodelle für
73 den breitbandigen mobilen Internetzugang ist unter diesen
74 Rahmenbedingungen sogar für einen Teil der Endkunden eine
75 Substitution des leitungsbasierten Zugangs durch mobilen
76 Internetzugang denkbar. [Fußnote: Vgl. dazu etwa: Nielsen,
77 “Call My Cell: Wireless Substitution in the United States,”
78 September 2008.] Zusätzlich zur allgemein stärkeren
79 Verbreitung des mobilen Internets nimmt somit auch der
80 individuelle Bandbreitenbedarf der Nutzer zu.
81 Rysavy Research hat in einer Studie den Versuch unternommen,
82 den zu erwartenden Bandbreitenbedarf modellhaft – ausgehend
83 von den anzunehmenden Nutzungsszenarien beim Endkunden – zu
84 kalkulieren. Im Ergebnis geht die Studie, bezogen auf den
85 US-Markt, davon aus, dass die heutige Spektrumsausstattung
86 der Mobilfunknetzbetreiber mittelfristig (3 – 5 Jahre) nicht
87 in der Lage sein könnte, den steigenden Bandbreitenbedarf
88 flächendeckend zu befriedigen. [Fußnote: Rysavy Research
89 ,Mobile Broadband Capacity Constraints And the Need for
90 Optimization, S. 15 ff.;
91 http://www.rysavy.com/Articles/2010_02_Rysavy_Mobile_Broadba
92 nd_Capacity_Constraints.pdf]
93
94 - Ob und in welchem Umfang technische Weiterentwicklung und
95 die Erweiterung der angebotenen Infrastruktur mit den rasant
96 steigenden Datenmengen Schritt halten kann, wird
97 unterschiedlich beurteilt.
98 Im Mobilfunk stellt die Funkschnittstelle selbst die
99 maßgebliche Kapazitäts¬begrenzung dar. Mit einer zunehmenden
100 Anzahl aktiver Nutzer erhöht sich die Wahrscheinlichkeit
101 eines Kapazitätsengpasses. Ein Mobilfunkbetreiber hat
102 verschiedene Möglichkeiten, dieser Situation zu begegnen, um
103 seinen Kunden einen zufriedenstellenden Netzzugang zur
104 Verfügung zu stellen:
105 - Kapazitätsausbau der Funkschnittstelle, durch mehr
106 Spektrum oder effizientere Technologien;
107 - Verdichtung des Netzes, d.h. mehr Basisstationen
108 (Standorte) und Funkzellen;
109 - sowie Maßnahmen zum Verkehrsmanagement.
110
111 In der Praxis wird ein Zusammenwirken aller drei Maßnahmen
112 notwendig sein. Denn der Kapazitätsausbau mittels einer
113 größeren Anzahl von Basisstationen bzw. Standorten ist
114 technisch und ökonomisch nur beschränkt möglich und stößt
115 zudem auf Akzeptanz-probleme in der Bevölkerung. Das heute
116 verfügbare Funkspektrum wird Berechnungen zufolge bei
117 anhaltender Nachfrage nach breitbandigem Mobilfunk im Laufe
118 der nächsten Jahre ausgeschöpft sein, weshalb aus Sicht der
119 Mobilfunknetzbetreiber die Identifizierung von zusätzlichem
120 Spektrum nötig ist, was – dies zeigt die Diskussion um die
121 Digitale Dividende - ein sehr zeitintensiver und politisch
122 schwieriger Prozess ist. Aufgrund der geschilderten
123 Ausgangssituation kann somit die Transportkapazität eines
124 Funknetzes bei gegebener Frequenzausstattung per se - und
125 insbesondere unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten - nicht
126 für beliebige Übertragungskapazitäten erweitert werden.
127 Daher besteht im mobilen Access-Netz bereits kurzfristig die
128 Notwendigkeit, die vorhandenen Transportkapazitäten
129 möglichst optimal einzusetzen.
130
131 Es erscheint jedoch am wahrscheinlichsten, dass
132 Kapazitätsengpässe zumindest auch auf mittlere Sicht
133 insbesondere ein Phänomen im Rahmen mobiler Nutzung sein
134 werden.

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