Auslaufen der 2G- und 3G-Netze Wo liegen die Chancen von 4G?

Aber wenn 2G und 3G auslaufen, sind nicht die ursprünglichen Nutznießer – die Mobiltelefonnutzer – am stärksten davon betroffen. Im Laufe von drei Jahrzehnten haben die niedrigen Betriebskosten, die großflächige Netzabdeckung und die in großen Teilen der Welt bestehenden Roaming-Vereinbarungen 2G und in gewissem Maße auch 3G zu unverzichtbaren Voraussetzungen für das Internet der Dinge (IoT) gemacht.

Auto-Notrufsysteme, intelligente Stromzähler, Fahrzeugtelematik-Geräte und Tracking-Lösungen sind einige Beispiele für Anwendungsbereiche, die weiterhin auf 2G und 3G angewiesen sind – und die aufgerüstet werden müssen, wenn diese Technologien auslaufen.

Glücklicherweise gibt es aber trotz der unmittelbaren Unannehmlichkeiten, die dies für Unternehmen und Endnutzer mit sich bringt, dennoch auch einen klaren Vorteil: Denn die Aufrüstung der alten Lösungen verhindert nicht nur, dass diese zusammen mit den dazugehörigen alten Netzen verschwinden, sondern ermöglicht es den Entwicklern von IoT-Produkten und Lösungsanbietern auch, die Vorteile der modernen Kommunikationstechnologien zu nutzen, was sowohl ihnen als auch ihren Kunden zugute kommt.

Auslaufmodell 2G und 3G

Einem GSMA-Bericht zufolge, der sich auf den asiatisch-pazifischen Raum konzentriert, sind die wichtigsten Überlegungen, die Mobilfunknetzbetreiber dazu bewegen, ihre 2G- und 3G-Netze auslaufen zu lassen, Kostensenkungen, die durch die Umwidmung des 2G- und 3G-Spektrums auf 4G und 5G erreicht werden können. Gleichzeitig zögern die Mobilfunkbetreiber zu Recht, 2G und 3G ganz aufzugeben, bis sowohl ihre eigene Infrastruktur als auch die Lösungen ihrer Kunden auf den Übergang vorbereitet sind.

Aufgrund von regionalen Unterschieden bei diesen gegensätzlichen Interessen, variieren die Auslaufzeiten von Land zu Land (und sogar innerhalb einzelner Länder von Betreiber zu Betreiber).

In Nordamerika beispielsweise haben die US-Mobilfunknetzbetreiber ihre 2G-Netze bereits schrittweise stillgelegt, und 2022 werden alle großen 3G-Netze ihren Dienst einstellen, während die kanadischen Betreiber den Übergang wahrscheinlich auf 2025 verschieben werden. In Mittel- und Südamerika sind die Zeitpläne weniger aggressiv. Dort werden zumindest einige Netze weiterhin 2G- und 3G-Dienste anbieten, bis die modernen Technologien eine ausreichende Abdeckung bieten, um die Nachfrage zu decken.

In der EMEA-Region, wo der installierte Bestand an 2G-IoT-Geräten hoch ist, verzögern die Mobilfunknetzbetreiber das Auslaufen von 2G bis nach 2025. Stattdessen wird 3G in den meisten Ländern das erste Netz sein, das abtritt. Da eine Umstellung von 3G-Sprachdiensten auf neuere Technologien möglich ist, werden die Mobilfunknetzbetreiber ihre 3G-Dienste bis 2023 weitgehend einstellen.

Im asiatisch-pazifischen Markt ist die Übergangsstrategie von Land zu Land sehr unterschiedlich. In Märkten, in denen alte 2G-IoT-Geräte weit verbreitet sind, wie zum Beispiel Indien, dürften die 2G-Netze noch länger in Betrieb bleiben. Andere Länder wie Singapur, Neuseeland und Australien haben ihre 2G-Netze bereits stillgelegt. Im Allgemeinen wird der Zeitpunkt der 3G-Abschaltung von der Verfügbarkeit alternativer Technologien abhängen, die in der Lage sind, sprachbasierte Anwendungen, die derzeit von 3G abgedeckt werden, zu übernehmen.

4G schließt die Lücke

Im Zuge des Auslaufens von 2G und 3G stellt sich häufig die Frage, ob IoT-Geräte überhaupt noch auf 4G LTE aufgerüstet werden sollen, oder ob nicht lieber gleich auf 5G umgestellt werden sollte. Schließlich wurde die 5G-Technologie speziell für die Anforderungen eines breiten Spektrums von Anwendungsfällen konzipiert, darunter blitzschnelles erweitertes mobiles Breitband (eMBB), ultra zuverlässige Kommunikation mit geringer Latenz (URLLC) und – zugeschnitten auf die Bedürfnisse des IoT – massenhafte maschinelle Kommunikation (mMTC). Da IoT-Anwendungen jedoch weder die hohen Datenraten von eMBB noch die extrem zuverlässige Leistung mit geringer Latenz von URLLC benötigen, wird die Wahl letztlich auf vier potenzielle Kandidaten eingegrenzt.

Wenn man bedenkt, dass LTE-M und NB-IoT 5G-fähige Technologien sind – was bedeutet, dass sie in der 5G-Spezifikation enthalten sind und auch in 5G mMTC-Netzen funktionieren werden, sobald sie verfügbar sind – wird deutlich, dass LTE-M und NB-IoT das Beste aus beiden Welten für Anwendungsbereiche bieten, die niedrige Datenraten erfordern. Das Bild ist sogar noch klarer, wenn es um Anwendungsbereiche geht, die mittlere Datenraten erfordern.

Die 5G-Spezifikation für diese Anwendungsfälle, 5G RedCap, wird erst später im Laufe dieses Jahres abgeschlossen sein, und die ersten Geräte, die diese Technologie unterstützen, werden nicht vor 2025 auf den Markt kommen. Folglich wird LTE Cat 1 (und, wo verfügbar, seine abgespeckte, kostengünstigere Variante LTE Cat 1bis) die bevorzugte Lösung für Anwendungsbereiche sein, die mittlere Datenraten erfordern.

Konnektivität für die Zukunft

Aber ist es klug, bei der Langzeittauglichkeit, die für professionelle Anwendungen erwartet wird, auf eine bereits zwölf Jahre alte Technologie zu setzen? Wenn man aus früheren Mobilfunktechnik-Generationen etwas lernen konnte, dann, dass jede Generation dazu neigt, die Geräte, die sie verbindet, um ein Vielfaches zu überleben. 2G, das 25 Jahre nach seiner Einführung als erstes in einigen Teilen der Welt abgeschaltet wurde, macht immer noch 15 Prozent der weltweiten Verbindungen aus. 3G sollte 2G ablösen, genauso wie 4G dann 3G ablösen sollte

Heute koexistieren 2G, 3G und 4G LTE mit 5G, das mit dem ausdrücklichen Ziel eingeführt wurde, 4G LTE zu ergänzen und nicht zu ersetzen. 4G LTE wächst immer noch, sodass man mit Fug und Recht davon ausgehen kann, dass es nicht nur bereitsteht, die Lücke zu schließen, wenn 2G und 3G auslaufen, sondern auch weiterhin zuverlässige Konnektivität weit über die erwartete Lebensdauer von IoT-Geräten hinaus bieten wird.

NB-IoT, LTE-M oder LTE Cat X

Die optimale Wahl der Mobilfunktechnologie wird sich immer danach richten, welche die anwendungsbereichsspezifischen Anforderungen hinsichtlich Netzverfügbarkeit, Datendurchsatz, Stromverbrauch und Latenz am besten erfüllt. Mobile Anwendungsbereiche erfordern darüber hinaus nahtlose Übergänge von einem Mobilfunkmast zum nächsten sowie Roaming-Vereinbarungen für eine ununterbrochene Konnektivität über nationale Grenzen hinweg. Außerdem bevorzugen Geräteentwickler, die mit ihren Produkten auf globale Märkte abzielen, wohl die vereinfachte Logistik durch Geräte, die sofort funktionieren, egal wo sie eingesetzt werden.

NB-IoT: Statische IoT-Anwendungsbereiche mit niedriger Datenrate, die sich in Gebieten mit NB-IoT-Netzabdeckung befinden, profitieren von dem extrem niedrigen Stromverbrauch, den niedrigen Betriebskosten und der größeren Reichweite der Technologie im Vergleich zu Standard-4G-LTE-Technologien. Zu den typischen Anwendungsbereichen dieses Standards gehören intelligente Stromzähler, intelligentes Gebäudemanagement und intelligente Städte sowie Landwirtschaft und Umweltsensorik.

LTE-M: Mobile und statische Anwendungsbereiche mit niedriger Datenrate, die sich in Gebieten mit der erforderlichen Netzabdeckung befinden, sind mit LTE-M gut bedient, da es einen geringen Stromverbrauch, eine größere Reichweite als Standard 4G LTE sowie nahtlose Übergänge von einem Mobilfunkmast zum nächsten ermöglicht.

LTE Cat 1: Die meisten mobilen und statischen Anwendungsbereiche mit niedrigen bis mittleren Datenraten werden von LTE Cat 1 abgedeckt, das heute am ehesten die robuste Abdeckung mit nahtlosem Übergang und internationalen Roaming-Vereinbarungen bietet, mit den viele mobile 2G- und 3G-Lösungen arbeiten. LTE Cat 1 bietet nicht nur die niedrigsten Latenzzeiten in dieser Gruppe, sondern unterstützt auch die Empfangsdiversität über zwei getrennte Empfangswege und ist so konzipiert, dass es qualitativ hochwertige Sprachkommunikation und zuverlässige Leistung auch unter schwierigen Abdeckungsbedingungen bietet. Da LTE Cat 1 bereits in den meisten 4G-LTE-Netzen weltweit verfügbar ist und stabile internationale Roaming-Vereinbarungen bestehen, können Unternehmen ihre Logistik vereinfachen, indem sie globale Märkte mit einer einzigen Lagerhaltungseinheit (SKU) bedienen.

Kostensensitive Anwendungen mit geringeren Anforderungen an die Abdeckung, die keine äußerst zuverlässige Kommunikation erfordern, können alternativ eine abgespeckte Variante von LTE Cat 1, LTE Cat 1bis, verwenden. LTE Cat 1bis unterstützt nur eine einzige Empfangsantenne und bietet dieselben Datenraten und dieselbe Mobilität wie LTE Cat 1, wo immer es von Mobilfunknetzbetreibern unterstützt wird. Außerdem können die Anwendungsbereiche mit noch deutlich höheren Bandbreitenanforderungen (Datengeschwindigkeiten über 10 Mbit/s im Download und 5 Mbit/s im Upload) ihre Lösungen auf LTE Cat 4 oder höher problemlos umstellen.

Mehr als nur ein Upgrade

Die erzwungene Migration zu 4G wird Kunden dazu bringen, aus Technologien auszusteigen, die nicht mit Blick auf das IoT entwickelt wurden. Dadurch ergibt sich also durchaus auch ein klarer Vorteil: Im Allgemeinen werden die Endgeräte dadurch in die Lage versetzt, mit weniger mehr zu erreichen.

• Die neuen 4G-Technologien sind von sich aus wesentlich energieeffizienter als ihre Vorgängertechnologien und ermöglichen eine Energieautonomie von bis zu zehn Jahren. Dieser Zugewinn an Energieautonomie schlägt sich direkt in geringeren Wartungs- und Austauschkosten nieder.

• Dank ihrer höheren spektralen Effizienz können sie höhere Datenraten liefern, sowohl beim Upload als auch beim Download.

• Durch ihre tiefere Durchdringung in Gebäuden können sie die Anforderungen der verschiedensten Anwendungsbereiche erfüllen, insbesondere bei Messanwendungen.

• Zu guter Letzt bietet 4G einen robusten Ersatz für die verlorene globale 2G/3G-Abdeckung.

Daher werden die Verbesserungen durch NB-IoT, LTE-M und LTE Cat 1(bis) und die damit verbundene höhere Leistung der Endgeräte bestehende Anwendungsbereiche zukunftssicher machen und zudem die Kundenzufriedenheit erhöhen. Gleichzeitig werden neue Anwendungen ermöglicht, die von 2G und 3G nur unzureichend abgedeckt wurden.

Zusammenfassung

Da die Mobilfunknetzbetreiber ihre Mobilfunkinfrastruktur rationalisieren, um Ressourcen zu entlasten, die für die Erweiterung ihrer 5G-Abdeckung benötigt werden, sind die Entwickler von IoT-Geräten und IoT-Dienstleister gezwungen, ihre 2G- und 3G-basierten Lösungen auf zukunftssichere Alternativen umzustellen.

NB-IoT, LTE-M und LTE Cat 1(bis) bieten die praktikabelsten Migrationswege für bestehende IoT-Lösungen, die auf 2G- und 3G-Technologie basieren. Während die Anwendbarkeit von NB-IoT zwar auf statische Lösungen mit niedriger Datenrate beschränkt ist, sind LTE-M und LTE Cat 1 (und LTE Cat 1 bis) gute Kandidaten, um 2G- und 3G-Modems für Anwendungen zu ersetzen, die Sprachkommunikation, nahtlose Übergänge und internationales Roaming erfordern. Aufgrund der nahezu universellen Verfügbarkeit von LTE-Netzen ist LTE Cat 1 in Kombination mit einer IoT-SIM-Karte, die globales Roaming ermöglicht, besonders gut für Geräte geeignet, die für globale Märkte gedacht sind.

Die Schlussfolgerung für alle, deren Gewerbe von den angekündigten 2G- und 3G-Netzabschaltungen betroffen ist, ist daher klar: 4G LTE – also NB-IoT, LTE-M und LTE Cat 1(bis) – steht bereit, die Lücke zu schließen und auf absehbare Zeit robuste und sichere Konnektivität zu liefern, die Unternehmen neue Wachstumschancen sowie Endkunden ein besseres Nutzererlebnis bietet.