WLAN und 5G: Konkurrenz oder Koexistenz?

WLAN und 5G: Konkurrenz oder Koexistenz?

06.08.2019 / Dr. Simon Hoff / Leiter Competence Center IT-Sicherheit / Dr. Behrooz Moayeri / Leiter Competence Center Akademie / Thomas Simon / Geschäftsführer und Datenschutzbeauftragter großer Konzerne / Dr. Joachim Wetzlar / Leiter Competence Center Tests und Analysen

Simon Hoff Behrooz Moayeri Thomas Simon Joachim Wetzlar

In Deutschland werden aller Voraussicht nach Unternehmen die Möglichkeit erhalten, Mobilfunknetze in Eigenregie aufzubauen. Entsprechende Lizenzen will die Bundesnetzagentur in der zweiten Jahreshälfte 2019 vergeben. Private 5G-Netze sind mit dem Corporate Network eines Unternehmens verbunden. Zugang erhalten Endgeräte, die mit speziellen SIM-Karten ausgestattet sind. Private 5G-Netze ermöglichen die Nutzung der 5G-Technik für eigene Anwendungen, ähnlich wie bei WLAN. Die Telefonie steht dabei nicht im Vordergrund.

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Ist Roaming zwischen privaten und öffentlichen 5G-Netzen möglich?

Im Prinzip ja! Das Endgerät meldet sich am privaten Netz an und kann dessen Dienste nutzen, als handelte es sich um ein Mobilfunknetz im Ausland. Voraussetzung ist eine Daten-Verbindung zum öffentlichen Mobilfunk-Provider und ein entsprechender Vertrag. Ob die deutschen Provider bereit sein werden, solche Verträge abzuschließen und – falls ja – zu welchen Kosten, steht in den Sternen.

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Wann ist welche Technik wirklich verfügbar?

WLAN gemäß 802.11ax wird voraussichtlich umgehend nach der finalen Verabschiedung des Standards, d.h. höchstwahrscheinlich Mitte 2020, in Endgeräten und Access Points implementiert. Bei 5G ist zwischen Verfügbarkeit von Endgeräten bzw. Netztechnik einerseits und der Verfügbarkeit von 5G-Diensten der Provider andererseits zu unterscheiden. Letzteres wird in Deutschland angesichts des anhängigen Rechtsstreits zwischen Providern und der Bundesnetzagentur nicht kurzfristig erreicht werden. 5G-Netztechnik gibt es bereits heute; auch die ersten 5G-fähigen Smartphones und sogar andere Endgeräte sind verfügbar bzw. kurz vor der Markteinführung. Private 5G-Netze könnten daher theoretisch schon aufgebaut und recht bald in Betrieb genommen werden.

Allerdings müssen Anwendungen und die dafür eingesetzten Endgeräte auch 5G nutzen können, damit private 5G-Netze Sinn ergeben. Wahrscheinlich wird es eher so sein, dass zunächst unter Nutzung der Frequenzen für lokale und regionale Betreiber private 4G-Netze aufgebaut werden. Die Funklöcher werden in öffentlichen 5G-Netzen jedoch größer sein als bei 4G, und die sind Jahre nach der Einführung der Technik heute immer noch beachtlich. Da braucht man nicht auf die bekannte Milchkanne in der Eifel zu schielen, es reicht eine Zugfahrt von Aachen nach Köln. Selbst in einigen abgelegenen Weltregionen ist der Empfang besser.

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Auf welches Pferd setze ich?

Für die meisten Organisationen wird es weiterhin Sinn ergeben, WLAN in Eigenregie aufzubauen und 5G-Dienste der Provider zu nutzen. Einige wenige Organisationen wie Automobilhersteller, Industrieparks, Häfen und Flughäfen werden private 5G-Netze für Endgeräte der Mitarbeiter (nicht Kunden) und technisches Gerät aufbauen und neben WLAN betreiben. Grund dafür ist einerseits die hohe Übertragungsgüte der 5G-Technik, die sich mit WLAN im Grunde nicht erzielen lässt. Andererseits ist die 5G-Technik deutlich flexibler als WLAN. Büros und Fertigungshallen lassen sich mit hohen Bitraten versorgen, wohingegen ausgedehnte Industrie-Areale flächendeckende Abdeckung mit nur wenigen Antennen erhalten. Die Entscheidung wird also anwendungsabhängig erfolgen.

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Welche Technik bietet mir die meisten Vorteile bei Kosten, Technik, Zukunftssicherheit?

Die Kostenvorteile liegen bei WLAN. Hinsichtlich Medienzugriffsverfahren hat 5G mit den verschiedenen Profilen Vorteile gegenüber WLAN. Beide Technologien werden ihre Märkte haben und zukunftssicher sein.

Die genaue Kostenbetrachtung muss anwendungsabhängig erfolgen:

Für die Bereitstellung der öffentlichen Telefonie gilt zum Beispiel: Innerhalb von Gebäuden mit „funkdichter“ Fassade ist öffentliches 5G keine kostengünstige Alternative, da für die Nutzer immer der Zugang zu mehr als einem Providernetz zur Verfügung gestellt werden muss.

Wenn aber 5G wie WLAN für die Bereitstellung unternehmensspezifischer Services genutzt wird, kann die Rechnung anders aussehen.

Allerdings wird 5G höchstwahrscheinlich immer teurer sein als WLAN, und zwar wegen der höheren Komplexität der Technik, sowohl im Funk als auch im Core.

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Wann steige ich um?

Ein Umstieg von einer zur anderen Technik ist nur sinnvoll, wenn der Aufwand für den Umstieg angesichts der damit verbundenen Vorteile gerechtfertigt ist. Der Umstieg von WLAN auf 5G wird zunächst nur in wenigen Szenarien sinnvoll sein.

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Brauche ich beide Techniken?

Als Nutzer wird man weiterhin beide Techniken benötigen: WLAN als kostengünstige Lösung für die bisherigen Anwendungen, Mobilfunk als Lösung mit größerer Flächendeckung und Reichweite. Als Netzbetreiber werden die meisten Organisationen nur WLAN benötigen und betreiben, einige wenige Organisationen beide Techniken.

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Von wem (Hersteller, Dienstleister, anderen Ländern) mache ich mich abhängig?

Jede Technik ist mit Abhängigkeiten von Herstellern und Dienstleistern verbunden. WLAN ist angesichts der höheren Anzahl der Hersteller von Netztechnik von Vorteil. Smartphones werden zu den ersten 5G-Endgeräten gehören. Für die Anbindung anderer Endgeräte ist der Einsatz von Peripherie denkbar, die zum Beispiel als 5G-Endgerät fungiert und über USB mit den eigentlichen Endgeräten (zum Beispiel in der Automatisierungstechnik) verbunden wird.

Welche anderen Endgeräte (zum Beispiel Embedded Devices) verstärkt mit 5G-Technik ausgestattet werden, ist ungewiss.

5G-Netztechnik wird kurz- bis mittelfristig von europäischen, US-amerikanischen und asiatischen Herstellern verfügbar sein. Im Moment versucht die US-Administration, unterstützt von manchen Verbündeten, die angesichts des technologischen Vorsprungs erwartete starke Marktstellung des chinesischen Herstellers Huawei in der 5G-Technik zu verhindern. Der Ausgang dieses Gerangels ist von vielen nichttechnischen Faktoren abhängig. Daher gilt: 5G bleibt vorerst ein politischer Zankapfel und damit hinsichtlich bedenklicher Abhängigkeiten im Vergleich zu WLAN im Nachteil.

IT-Infrastrukturen für das Gebäude der Zukunft 15.09.-16.09.2020 in Bonn

Diese Veranstaltung bietet in kompakten zwei Tagen das wichtigste Wissen über IT-Infrastrukturen für Gebäude der Zukunft, sogenannte Smart Commercial Buildings, vermittelt von einem Team aus mehreren hervorragenden Experten aus allen relevanten Disziplinen: Digitalisierung, IT-Sicherheit, Cloud/Fog/Edge-Computing, Betrieb, Building Information Modeling (BIM), Human Building Interaction, Arbeitsplatz der Zukunft, IoT, Verkabelung, LAN, WLAN, Power-over-Ethernet. Das Seminar ist damit ein MUSS bei der Vorbereitung auf IT-Infrastrukturen, die Gewerk-übergreifend sind und sowohl für die Datenverarbeitung als auch für Gebäudeleittechnik eingesetzt werden können.

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Funktioniert 5G innerhalb meiner Gebäude?

Wenn der Aufbau von privatem Mobilfunk keine Option ist, wird in den Gebäuden, in denen der Mobilfunkempfang bereits heute nicht zufriedenstellend ist, die 5G-Versorgung nicht besser sein.

Die Bereitschaft der Provider, den Mobilfunkempfang innerhalb von Gebäuden mit Repeater- oder anderweitiger Technik zu verbessern, ist nicht hoch. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich mit 5G diese Situation wesentlich verändert, ist gering. In den meisten Gebäuden mit schlechtem Mobilfunkempfang (die Zahl wird aufgrund der energieoptimierten Fassaden zunehmen) wird es daher nur Abhilfe durch ein privates, lokales Netz geben. In der Regel wird das WLAN sein, ohne Beteiligung von Providern.

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Welches Betriebsmodell wähle ich?

Für WLAN wird sich an einem auf die jeweilige Organisation zugeschnittenen Betriebsmodell nichts ändern. Für die meisten Organisationen bleibt es dabei, dass sie von überregionalen Providern betriebene Mobilfunkdienste nutzen. Nur wenige Organisationen werden privaten Mobilfunk aufbauen und selbst betreiben (s.o.). Bei den meisten Unternehmen ist das Know-how für den 5G-Betrieb nicht vorhanden. Der Betrieb wird wesentlich komplexer sein als bei WLAN.

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Was passiert, wenn ich beide Techniken parallel einsetzen muss? Stören die sich technisch und stört mich das optisch?

Technisch ist das Nebeneinander von WLAN und Mobilfunk möglich, weil sie auf unterschiedlichen Frequenzen funken. Ungeachtet dessen wird für eigene Gebäude und Grundstücke ein stringentes Frequenzmanagement nötig sein, einschließlich der Prüfung auf nicht erlaubte Funknutzung. WLAN ist wegen der höheren Anzahl der erforderlichen Access Points und Antennen für die Gebäudearchitektur eine größere Herausforderung als Mobilfunk. Bereits bei der Gebäudeplanung ist die WLAN-Planung zu berücksichtigen, um keine architektonischen und ästhetischen Todsünden zu riskieren. WLAN-Antennen in geringem Abstand an der durch den Architekten entworfenen Decke eines modernen Bürohauses sind nicht durchsetzbar. Die beste Position für eine Antenne mit einem sichtbaren Kabel ist nach Meinung der Architekten oberhalb der Kühldecke (aus Metall), Technik folgt der Ästhetik, auch wenn damit die Technik nicht mehr funktioniert!

5G benötigt bei Weitem nicht die Anzahl von Antennen wie WLAN. Deshalb werden die durch 5G entstehenden architektonischen Herausforderungen nicht das Ausmaß jener vom WLAN bekannten Probleme haben.

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Wie sind die Kosten für die Einrichtung, Umrüstung, Betrieb?

5G ist im Vergleich zu WLAN eine sehr komplexe Provider-Technik, die nur in einem kleineren Umfeld eingesetzt wird.

Die Einmalkosten für Technik werden bei privatem Mobilfunk höher als bei WLAN sein, weil 5G-Technik generell teurer ist. Auch die Betriebskosten dürften höher ausfallen als bei WLAN, da die 5G-Technik komplexer ist und sich von unserer Standard-IT (zu der WLAN nun einmal gehört) unterscheiden.

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Muss ich den Backbone aufrüsten? Was passiert, wenn ich nichts mache? Bricht meine Infrastruktur zusammen?

Für privaten Mobilfunk wird eine Back-End-Infrastruktur benötigt, deren Implementierung aufwändiger als die Realisierung einer entsprechenden Back-End-Infrastruktur bei WLAN sein wird. Für WLAN müssen ebenfalls Vorkehrungen bezüglich Festnetzanbindung der Access Points getroffen werden, wenn das bestehende Festnetz keine Reserven bietet. Während die Back-End-Infrastruktur für Mobilfunk unerlässlich ist, würde eine schlechte Back-End-Anbindung von WLAN in den meisten Fällen nur die Performance beeinträchtigen, ohne dass die Infrastruktur zusammenbrechen würde.

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Oder ist mein altes WLAN ständig überlastet?

In der Tat ist davon auszugehen, dass die steigende Anzahl von Endgeräten und die zunehmende Leistungsfähigkeit von Endgeräten immer mehr WLANs in Überlastsituationen bringen werden. An immer kleineren Zellen und einer aufwändigeren Zellenplanung und Ausleuchtung führt kein Weg vorbei. Mit sorgfältiger Zellenplanung und Ausleuchtung kann man die Datenrate im WLAN erhöhen und die Installation flächendeckend auslegen. Angesichts des Zufallscharakters des WLAN-Medienzugriffs wird WLAN aber für bestimmte Applikationen wie zum Beispiel Anwendungen mit Echtzeitanforderungen im Millisekundenbereich ungeeignet bleiben.

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Wie migriere ich? Wie verhalten sich die alten Access Points und die neuen zusammen?

Privater Mobilfunk kann in einer Umgebung mit bestehendem WLAN parallel eingeführt werden. Die Umstellung von bisherigen IEEE 802.11-Implementierungen auf IEEE 802.11ax bei Wahrung der Rückwärtskompatibilität erfordert eine neue Zellenplanung und Ausleuchtung und eine entsprechende Auswahl von Komponenten, Kanälen und eventuell Antennen.

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Welches System verspricht mir mehr Sicherheit (auch vor dem Zugriff aus anderen Ländern)?

Die Nutzung oder der Verzicht auf Nutzung von Technik bestimmter Hersteller ist eine eher politische Entscheidung. Rein technisch gibt es Sicherheitsrisiken bei jeder Technik. Die Sicherheitsstandards sind beim Mobilfunk höher als bei WLAN.

Die internationale Politik macht zurzeit IT-Sicherheitsentscheidungen nicht gerade einfacher. Je wichtiger IT für Betriebe und für das ganze Leben wird, umso größer ist das Risiko des Missbrauchs dieser Technologie als Druckmittel. Als Lieferant für US-amerikanische Firmen muss man sich heute die Frage stellen, ob nicht morgen die US-amerikanischen Vorgaben selbst die Nutzung von IT made in China verbieten (analog zur Nutzung von russischem Gas oder Lieferung von Waren für den täglichen Gebrauch an Iran). Man kann sich natürlich auch vorstellen, dass dann auch andere Länder auf ähnliche Ideen kommen. Muss dann ein deutsches Unternehmen mit Exporten nach China zwangsläufig auf IT aus China setzen?

Apropos IT im Spannungsfeld der Politik: Der Kollege Geller hat sich Gedanken zu „Brex-IT“ gemacht. Wer sich fragt, was ein drohender ungeregelter Austritt des Vereinigten Königreichs aus der EU mit IT zu tun hat, sollte den Beitrag lesen.

Campus-LAN: Mandantenfähigkeit, Flexibilität, Leistungsfähigkeit 08.09.2020 in Bonn oder online

Dieses Seminar vermittelt, mit welchen standardbasierten Mitteln das LAN im Campus mandantenfähig betrieben werden kann. Dabei werden sowohl Anforderungen an die Schichten 2 und 3 (WLAN, VRRP …) als auch die Sicherheit (MACsec, IPsec, …) behandelt.

Der Netzwerk Insider gehört mit seinen Produkt- und Markt-Bewertungen rund um IT-Infrastrukturen zu den führenden deutschen Technologie-Magazinen. Der Bezug des Netzwerk Insiders ist kostenlos.

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