Mobilkommunikation Prof. Dr. Dieter Hogrefe

Transkript

1 Arten des drahtlosen Netz-Zugangs Zusammenfassung drahtlose (Internet-) Zugangstechniken Mobilkommunikation fest: das Gerät des Benutzers ist geographisch fest (monate- oder jahre-lang), wird aber drahtlos an eine Infrastruktur angebunden, z.b. PC nomadisch: das Geräte ist auf einen Zeitraum (stundenweise) bezogen stationär, kein Handover, ggf. sucht sich das Gerät von Zeit zu Zeit stets die beste Verbindung, z.b. Notebook portabel: das Gerät hält eine Datenverbindung mit einem Netz aufrecht, während sich der Benutzer im Schritttempo bewegt, eingeschränkte Handover-Funktionalität (ggf. mit kurzen Unterbrüchen) während des Wechsels von eine Zelle in die andere, z.b. Notebook, PDA, kein Telefon einfach mobil: das Gerät hält eine Datenverbindung für non-realtime Anwendungen (z.b. kein Telefon) aufrecht, während sich der Benutzer mit Fahrzeuggeschwindigkeit bewegt (Auto, Bahn, ), Handover-Funktionalität und Service-Kontinuität für alle non-realtime Anwendungen, z.b. PDA oder Notebook voll mobil: das Gerät hält eine Verbindung während Fahrzeuggeschwindig-keit für alle Anwendungen, insbes. auch für Telefon, unterbrechungsfreie Handover- Funktionalität wird garantiert 2 2.5G/3G/GPRS/UMTS WiFi qualitativ hochwertiger, flächendeckender Service volle drahtlose Mobilität für reine Sprachanwendung, sonst einfach sehr hohe Verfügbarkeit als Internetzugang teuer Bandbreite niedrig, verglichen mit WiFi/WiMAX bietet für Sprache qualitativ hochwertige Circuit Switch Technologie Wireless Fidelity nomadische drahtlose Mobilität an Hotspots preiswerte Hardware, in modernen Laptops integriert verglichen mit GPRS/UMTS preiswerter Zugang (Euro/Bit, bzw. Euro/Bit/s) hohe Bandbreite niedrige Mobilität Handover und Roaming nicht gelöst kurze Reichweite 3 4

2 WiMAX: drahtloser Breitbandzugang zwischen LAN und WAN (Worldwide Interoperability for Microwave Access) IEEE WiMAX IEEE WiFi WAN MAN LAN PAN 3GPP, EDGE (GSM) IEEE Bluetooth WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access ersetzt IEEE Standards , c-2002, and a-2003 Verabschiedung: als IEEE drahtlose Festverbindungen, keine Mobilität bei fehlender Kabel-Infrastruktur, z.b. Anbindung von Hotspots hohe Bandbreite, hohe Reichweite statt Breitbandkabel oder DSL nur 20% aller US-Haushalte können keinen drahtgebundener BB-Zugang erhalten Marktchancen als Konkurrenz zu drahtgebundenen Festnetzanbietern Marktchancen in China, Indien, Australien, ggf. Europa WiMAX-Konsortium kämpft weltweit um Frequenzen zwischen 2-66 GHz Feldversuche seit 2005, z.b. Deutsche Breitband Dienste Endgerät ist i.d.r. eine Hotspot-Basisstation e-2005 WiMAX Erweiterung von für mobile Nutzung zwischen nomadischer und einfacher Mobilität wg. großer Zellen (-sektoren) für niedrige Bewegungsgeschwindigkeit (Fußgänger) Kombinierter Betrieb von Festverbindungen und Mobilverbindungen denkbar ist ein /e Dualmode Chip Endgerät ist i.d.r. ein Laptop, PDA, o.ä. Nutzt lizenzierte Frequenzbänder 2-6 GHz In den USA (Chicago) derzeit Probebetrieb im 2,5 GHz-Bereich Standard seit 2006 Datenraten bis zu 15 Mbit/s Entfernungen bis zu fünf Kilometern Unterstützung für Roaming, um echte Mobilität zu gewährleisten Szenarium für WIMAX OUTDOOR CPE INDOOR CPE Line of Sight Point to Multi-point Non Line of Sight Point to Multi-point z.b. DSL-Ersatz INTERNET BACKBONE 7 8

3 Szenarium für e-2005 WIMAX Wimax-Hardware kommt auf den Markt LOS/NLOS PC Card Schrittgeschwindigkeit Fahrzeuggeschwindigkeit INTERNET BACKBONE 9 10 Wimax-Hardware kommt auf den Markt allerdings Sprint Nextel ist derzeit der einzige große Mobilfunkprovider in den USA, der den Einsatz von Wimax propagiert und in der Praxis testet (Stand Mitte 2008) Mit AT&T und Verizon Wireless hatten die beiden größten Mobilfunkanbieter der Vereinigten Staaten im April angekündigt, ihre Netzwerke für die vierte Mobilfunkgeneration auf Basis von LTE (Long Term Evolution, Weiterentwicklung von UMTS) aufzubauen. Dafür wollen beide Unternehmen die zuletzt ersteigerten Frequenzen im 700-MHz-Band nutzen. Auch Vodafone setzt für sein Mobilfunknetz auf LTE, obwohl die Technologie noch nicht als Standard anerkannt ist. Außer drei Funkschnittstellen bringt Nokias N810 Wimax auch einen GPS-Empfänger mit. Ab Sommer 2008 in USA erhältlich LTE hinkt Wimax etwa 1 Jahr in der Standardisierung hinterher, ist aber viel leichter als Infrastruktur einzuführen, weil die existierende UMTS- Infrastruktur dafür genutzt werden kann

4 Internet-Zugang mit WIMAX und e WiMAX: Marktpotentiale in Deutschland und der Welt im Folgenden: wird nur WiMAX betrachtet, u.z. nur für die Anbindung von Privatkunden an das Internet, DSL-Ersatz Annahmen Break-Even-Analyse Sensitivitätsanalyse Marktvolumen in Deutschland Fazit Auszüge aus: André Riedel, Björn Ortelbach, Marco Zibull, Robert Schmaltz, Stephan Müller, Matthias Schumann, Dieter Hogrefe: "Wirtschaftliche Erfolgspotenziale von WiMAX-Geschäftsmodellen in Deutschland", Proceedings Wirtschaftsinformatik 2006 (MKWI '06), Passau, Annahmen/Grunddaten WIMAX Basisstation bietet ca. 48 MBit/s, aufgeteilt auf 6 Sektoren das reicht für ca. 900 Kunden, jeweils 1 MBit/s pro Kunde, bei Overselling von 1:20 Reichweiten in bebauten Gebieten ca. 1-2 km d.h. ca. 7 km² können versorgt werden Marktpotential für Breitband ca. 17% der Haushalte bei monatl. Kosten von 45 (DSL in 2005 ca. 25 ), jährlicher Preisrückgang 10% 10% der Haushalte in nicht-dsl Gebieten würden sofort (im 1. Jahr) WIMAX abonnieren 15 Weitere Annahmen Einmalige Kosten Wiederkehrende Kosten Annahme WiMAX-Ausrüstung Andere Basisstations-Ausrüstung Bandbreitenmanagement, Abrechnung etc. Bau der Basisstation Geräteinstallation Basisstation Marketing, Vertrieb, Service Netzwerkbetrieb Allgem. Verwaltungskosten Instandhaltung Miete Rückanbindung Standortmiete BS Endgeräte/Stück Wert % der Erlöse in t 1, danach 11% 10% der Erlöse in t 1, danach 7% 6% der Erlöse in t 1, danach 3% 5% d. Kosten für BS-Ausrüstung, 7% der Kosten für Endgeräte Kostenannahmen (vgl. WiMAX Forum: Business models for broadband wireless access, 2004)

5 Break- Even Analyse Grundrechnung Ausrüstung der WiMAX- Basisstation Bandbreiten-management, Abrechnung etc. Bau der Basisstation Marketing Netzbetrieb Allgem. Verw.-Kosten Instandhaltung Miete Leitung Standortmiete BS 1. Jahr (t1) , , , , Jahr (t2) , , , , Jahr (t3) , , , , Jahr (t4) , , , , Jahr (t5) , , , , Sensitivitätsanalyse Parameter Endkundenpreis pro Monat (Basis: 40 ) einmalige Anschlussgebühr (Basis: 50 ) Verkaufpreis für Endgeräte an Kunden (Basis: 150 ) -25% % % + 5% % Elastizität 1,20 0,04 0,12 Endgeräte Verkaufserlös Endgeräte , , , , , , , , , ,00 Einkaufspreis Endgeräte (Basis: 250 ) ,36 Anschlussgebühr Erlöse aus monatl. Gebühren , , , , , , , , , ,21 Investitionsvolumen (Basis: ) ,24 Kundenzahl Gesamtkosten 396, ,09 455, ,50 524, ,12 603, ,51 693, ,32 Laufende Kosten (Basis ,10 in t 1 ) ,44 Gesamterlöse , , , , ,88 Zahlungsreihe , , , , ,56 Kapitalwert Marktvolumen in Deutschland Fazit und weitere Ergebnisse der Marktstudie WIMAX bei notwendigen 400 Haushalten in t 1 für Break-Even müssen 4000 Haushalte erreichbar sein das sind ca Einwohner auf 7 km² entspricht durchschnittliche Bevölkerungsdichte in Städten mit geschlossener Bebauung (ca Pers./km², Statist. Bundesamt) folglich ist WIMAX nicht interessant für kleine Dörfer oder einzelne Wohnhäuser WIMAX ist auch nicht geeignet in Städten, die DSL versorgt sind, denn bei 25 (DSL-Preis 2005) müssten in t Kunden gewonnen werden da in DSL-versorgten Gebieten ein Großteil der Kunden bereits an DSL- Betreiber vergeben ist, scheint WIMAX dort als Alternative unrealistisch WIMAX ist also interessant in Städten ohne DSL-Versorgung (z.b. die sog. Glasfaser-geschädigten Städte in Ostdeutschland, ca. 1.8 Mio. Haushalte) gilt nur solange, wie Glasfaser DSL verhindert! In Deutschland stellt WIMAX eine Technologie dar, die in den non-dsl Städten auf Interesse stoßen könnte Ggf. kann auch die Anbindung von Hot-spots interessant sein (vgl. Studie) unter den getroffen Annahmen ist WIMAX keine Konkurrenz für DSL am sensitivsten reagiert die Wirtschaftlichkeit von WIMAX auf Veränderungen der monatl. Betriebskosten und Gebühren in anderen Ländern Europas mit geringerer DSL-Dichte ggf. größeres Marktvolumen dto. Entwicklungsländer, hier noch Vorteil der niedrigeren Betriebskosten (Personalkosten, Mieten) 19 20

6 Bluetooth volle drahtlose Mobilität Kabelersatz für hohe (Bewegungs-) Geschwindigkeiten bis 250km/h für lizenzierte Frequenzbänder unterhalb 3,5GHz flächendeckende Versorgung wie bei 3G Nomadische Mobilität Für kurze Reichweite (10m) Benutzerakzeptanz wurde bislang überschätzt Kompatibilitätsprobleme wegen zu vielen Profilen Bluetooth 1.x Datenrate bis 1 Mb/s brutto, 723 Kb/s netto neuer Bluetooth EDR (bis 3 Mb/s brutto) Hotspotnutzung Problem der Frequenzen mehrere Hotspots existieren von verschiedenen Betreibern Roamingabkommen (z.b. Greenspot, Boingo) zwischen Betreibern 95% WLAN Forrester Research: 2008 viermal so viele Bluetooth wie WLAN-Geräte Hat aber wahrscheinlich keine Auswirkung, Hotspot-Nutzung weiter vorwiegend mit WLAN Frequenzbänder sind ein Allgemeingut, das national reguliert wird die Industrie drängt jedoch wegen der Economy of Scale auf internationale Harmonisierungen, z. B. im ITU-R Für Wi-Fi: 2,4GHz und 5,7GHz (unlizenziert) Für WiMAX: 2,5GHz, 3,5GHz und 5,8GHz (lizenziert) Ein Frequenzband kann: lizenziert unlizenziert nicht verfügbar sein. Problem: das ist in verschiedenen Ländern der Welt verschieden, lediglich 2,4GHz ist in fast jedem Land lizenzfrei (ISM-Band) Vorteil eines lizenzfreien Bands: jeder kann es frei nutzen Nachteil eines lizenzfreien Bands: jeder kann es frei nutzen! 23 24

7 Mobile Zukunft liegt bei , , 3G Mobitität und Datenraten