Es gibt auf See immer mehr wirtschaftliche Aktivität. Neben Transportschiffen entstehen auf der Nordsee auch immer mehr Windparks, Energiehubs und (zukünftig) Lebensmittelproduktionsstätten. Diese Entwicklung führt zu einem steigenden Bedarf an Kommunikation und digitaler Konnektivität, der in einigen Fällen auch geschäftskritischer Natur sein kann. Auf See ist die Verfügbarkeit von Kommunikationsnetzwerken jedoch eingeschränkter als an Land. Diese Studie beantwortet die folgende Hauptforschungsfrage: **Was sind die Chancen und Barrieren für die Entwicklung eines geschäftskritischen Sprachdienstes auf LTE450-Basis im niederländischen Teil der Nordsee?** Die Antwort auf diese Frage basiert auf einer SWOT-Analyse für einen hypothetischen zukünftigen geschäftskritischen Dienst auf LTE450-Basis sowie vier spezifischen Fragen, die weiter unten beschrieben werden.
Stärken und Schwächen, Chancen und Bedrohungen
Die wichtigsten Stärken und Schwächen, Chancen und Bedrohungen für einen geschäftskritischen LTE450-basierten Sprachdienst auf See sind wie folgt:
- Stärken: Das 450-MHz-Band ermöglicht möglicherweise missionkritische Kommunikation auf See. Es gibt weltweit ein Momentum für die Verwendung von LTE/5G im 450-MHz-Band für sowohl Daten- als auch Sprachkommunikation, hauptsächlich im Versorgungssektor. Die Abdeckung auf See kann relativ rasch durch die Nutzung von Spektrum im 450-MHz-Band erreicht werden. Die Spektrumverfügbarkeit ist bis mindestens 2050 durch die derzeitige Zuteilung an Utility Connect gesichert. Der Einfluss von Interferenzen scheint begrenzt und beherrschbar zu sein.
- Schwächen: Das 450-MHz-Band wird nicht standardmäßig von herkömmlichen LTE/5G-Geräten unterstützt. Das Ökosystem für Handsets mit LTE450-Unterstützung ist wesentlich kleiner als das für herkömmliche LTE- und 5G-Bänder. Utility Connect wird (an Land) bis spätestens Juli 2035 nur einen Träger auf Basis von LTE-M einsetzen können. 3GPP-standardisierte missionkritische Sprachübertragung (MCX) wird jedoch wahrscheinlich in Verbindung mit LTE-M nicht unterstützt.
- Chancen: Es gibt eine begrenzte Verfügbarkeit digitaler Konnektivität auf See, weshalb LTE450 eine gute "ultimative Rückfalloption" für kritische Sprach- und IoT-Kommunikation mit geringem Datenvolumen darstellen könnte. Das LTE450-Netzwerk könnte völlig unabhängig von anderen öffentlichen mobilen Netzwerken sein, was Vorteile in Bezug auf Kontrolle, Sicherheit und Lebenszyklusmanagement bietet. Der Einsatz von 3GPP MCX könnte auch wertvolle Erkenntnisse für VMX liefern, den Nachfolger des C2000 (dem derzeitigen niederländischen PPDR-Mobilkommunikationssystem auf TETRA-Basis).
- Bedrohungen: Auf der Nordsee stehen immer mehr Alternativen zur Verfügung, die jedoch die meisten (noch) nicht den Anforderungen an missionkritische Anwendungen gerecht werden können. Dazu gehören öffentliche Mobilfunknetze in "normalen" LTE/5G-Bändern und direkte Satellitenkommunikation. Der Zugang zu öffentlichen Mobilfunknetzen auf See würde den Zugang zu einem wesentlich größeren Ökosystem, mehr Auswahlmöglichkeiten und Konnektivität mit VMX ermöglichen.
Der entscheidende Punkt für die zukünftige Lebensfähigkeit von LTE450 auf See liegt in der Positionierung und dem Mehrwert im Vergleich zu verfügbaren Alternativen. Weltweit gibt es einen Trend hin zur Nutzung einer Mischung aus öffentlicher Infrastruktur (Mobilfunknetze) und spezifischem Spektrum und Infrastruktur für PPDR-Netze. LTE450 könnte als "ultimative Rückfalloption" dienen, indem es eine begrenzte Kapazität, aber hohe Zuverlässigkeit bietet (vor allem in Notfällen). Dies könnte jedoch auch durch Satellitenkonnektivität (direkt zu Gerät) erreicht werden. Ein weiterer Nachteil von LTE450 ist das begrenzte Handset-Ökosystem und die Notwendigkeit, ein Funknetz auf See zu realisieren und zu warten. Mit allen anderen Optionen können Standardhandsets verwendet und die vorhandene Netzwerkinfrastruktur genutzt werden.
Inwieweit können TETRA-basierte Handsets in geschäftskritischen Ersthelfer/PPDR-Anwendungen ad hoc mit LTE450-Handsets gekoppelt werden?
TETRA-Netzwerke können mit 3GPP MCX-basierten Systemen verbunden werden, so dass Benutzer auf beiden Plattformen miteinander kommunizieren können. Es gibt jedoch keine verfügbaren Handsets, die sowohl TETRA als auch LTE450 unterstützen, sodass Rettungskräfte kein Gerät verwenden können, um eine Verbindung sowohl mit dem C2000 an Land (unter Verwendung von TETRA) als auch über das LTE450-Netz auf See herzustellen (es sei denn, ad-hoc C2000 TETRA-Basisstationen auf See sind mit LTE450 oder den oben genannten Alternativen für die Rückverbindungs-Konnektivität aufgestellt).
Wie zukunftsfähig ist das bis 2050 an Utility Connect vergebene 2x3-MHz-Spektrum in Bezug auf die Verwendbarkeit von 3GPP-Technologien (LTE450 und Nachfolger)?
Utility Connect hat die Verfügbarkeit des 2x3-MHz-Spektrums bis 2050 gesichert. Es kann jedoch bis 2035 aufgrund der Notwendigkeit, einen CDMA450-Träger beizubehalten, nur begrenzt genutzt werden. Basierend auf dem damals verfügbaren 1,5-MHz-Spektrum gibt es begrenzte Möglichkeiten zur Umsetzung eines geschäftskritischen Sprachdienstes (hinsichtlich Kapazität und Unterstützung für LTE-M Sprachgeräte).
Inwieweit passt ein geschäftskritisches Mobiles Netzwerk für PPDR auf LTE450-Basis in europäische Harmonisierungs- und Interoperabilitätsentwicklungen wie BroadEU.net und die EU Spicenet-Referenzarchitektur?
Die auf europäischer Ebene entwickelten Referenzarchitekturen bieten einen Rahmen, um verschiedene Arten von PPDR-Netzwerken, darunter TETRA und 3GPP MCX, auf höherer Ebene miteinander zu verbinden. Auf Basis dieser Entwicklungen sehen wir keine Einschränkungen in Bezug auf das realisierbare LTE450-Netzwerk. In der Praxis scheint die Umsetzung der genannten Referenzarchitekturen noch kaum in Gang zu kommen.
Welche Einschränkungen sind bei der Verwendung von LTE450 auf der Nordsee im Zusammenhang mit Interferenzen von und durch ausländische Nutzung des 450-MHz-Bandes zu erwarten?
Zunächst muss die Nutzung des Vereinigten Königreichs berücksichtigt werden, die in der Regel schmalbandig ist. Insbesondere das 450-Band im Vereinigten Königreich ist so konfiguriert, dass Uplink und Downlink genau entgegengesetzt zu denen der Niederlande sind. Die Auswirkungen auf das Netzwerk aus dem Vereinigten Königreich (und sogar Belgien, wo der gesamte 450 - 470 MHz-Band für PMR genutzt wird) dürften begrenzt sein oder sich leicht mildern lassen. Breitband-LTE- und 5G-Technologie ist relativ robust gegen schmalbandige Interferenzen. Ein LTE450-Netzwerk auf See könnte auch so konzipiert sein, dass Basisstationen (die auf das niederländische Festland ausgerichtet sind) möglichst wenige Signale in Richtung des Vereinigten Königreichs senden und empfangen. Umgekehrt könnte das Netzwerk schmalbandige Benutzer über die Grenze hinweg stören, was eine begrenzende Faktor sein könnte.
