Die Einführung der nächsten, fünften Generation der drahtlosen Breitbandkommunikation (5G) steht vor der Tür. Ihre Potenziale für die BORS (Behörden und Organisationen für Rettung und Sicherheit) in der Schweiz sind erkannt. Beteiligte Akteure wie das Bundesamt für Bevölkerungsschutz (BABS) und Ericsson erklären, worum es geht.

© EricssonFür Sanne Stijve, der Lösungen für Mission Critical Networks bei Ericsson verantwortet, ist klar: Wer in ein LTE-basiertes Mobilfunknetz investiert, wird problemlos auf 5G umstellen können.Für Sanne Stijve, der Lösungen für Mission Critical Networks bei Ericsson verantwortet, ist klar: Wer in ein LTE-basiertes Mobilfunknetz investiert, wird problemlos auf 5G umstellen können.Derzeit sind es erst Tests, in denen die Schweizer Blaulichtorganisationen die Möglichkeiten der nächsten Mobilfunkgeneration (5G) ausprobieren. Doch was in der Praxis noch nicht angekommen ist, wird von den Verantwortlichen im Bundesamt für Bevölkerungsschutz (BABS), aber auch bei Providern und beispielsweise Infrastrukturanbietern wie Ericsson vorangetrieben.

So sprach am diesjährigen Schweizer Polizei Informatik Kongress (SPIK)
Peter Wüthrich, Chef Infrastrukturen beim BABS, in Sachen mobile Sicherheitskommunikation (MSK) von einem «digitalen Rettungskorridor», der den Behörden und Organisationen für Rettung und Sicherheit (BORS) «Bandbreite jederzeit und überall» verfügbar mache.

Dass dies heute keine unrealistische Forderung mehr ist, erklärt Sanne Stijve, der beim Netzwerkausrüster Ericsson unter anderem Lösungen für Mission Critical Networks verantwortet. Der 5G-Spezialist kann auf diverse Pilotprojekte verweisen, die inzwischen auch den BORS-Sektor adressieren.

Allerdings verweist er auch darauf, dass der technische Unterschied zwischen LTE (Long Term Evolution, also dem globalen Standard der vierten Mobilfunkgeneration - und 5G nicht so deutlich wie bei früheren Generationen von Mobilfunksystemen sei. «LTE ist Teil von 5G, und bestimmte 5G-Konzepte werden auch bei 4G verwendet. Was 5G ausmacht, ist, dass es nicht nur den Konsumenten, sondern auch mehrere Branchensegmente bedient. Hier werden BORS zu den grössten Nutzniessern zählen.»

Kurz gesagt sei 5G im Gegensatz zu früheren Generationen anwendungsorientiert. BABS-Sprecher Kurt Münger betont ebenfalls, dass mit 5G die Chance besteht, Bandbreiten-Anforderung besser zu erfüllen als mit der heutigen LTE-Technologie.

Er verweist auf die neue Network-Slicing-Technologie. Dabei werden einzelne Nutzer beziehungsweise Anwendungen wie etwa die Mission Critical Communication der BORS mit ihrem sehr spezifischen Bedarf an Datenraten, Geschwindigkeiten und Kapazitäten adressiert. Für die unterschiedlichsten Anwendungsszenarien wird also je nach Bedarf einen «Netzschnitz» geliefert, der eine konstante Bandbreite garantiert, so Münger.

Grundsätzlich gehe es bei der kommenden breitbandigen Kommunikation also um zwei Zielsetzungen für die Blaulichtorganisationen: Beschleunigung von speziellen Prozessen und die Verfolgung sowie die Möglichkeit zur Beeinflussung von Prozessen aus der Ferne.

Doch gerade im BORS-Umfeld steht die 5G-Entwicklung noch am Anfang. So führt Stijve aus, dass, obwohl schon viele Funktionalitäten für BORS im LTE definiert sind, die Standardisierung von zusätzliche Mission-Critical-Communication-Funktionen in 5G gerade erst begonnen hat. Daher werde ein Grossteil der 5G-Pilotprojekte im Bereich der öffentlichen Sicherheit voraussichtlich im Jahr 2020 und später stattfinden.

«Es wird erwartet, dass viele Versuche im Zusammenhang mit der öffentlichen Sicherheit im Rahmen der europäischen Gemeinschaftsinitiative Horizon 2020 durchgeführt werden», fügt er an. «Trotzdem ist es wichtig, dass die Schweiz bereits jetzt vorwärts macht, um dann auch effektiv bereit zu sein.» Und auch Münger hält fest, dass sich in der Praxis bei Mission-Critical-Data- und Mission-Critical-Video-Services Network-Slicing erst noch bewähren müsse.

Das BABS spielt vorne mit

© EricssonEricsson testet schon heute 5G, um künftig den BORS die Arbeit zu erleichtern.Ericsson testet schon heute 5G, um künftig den BORS die Arbeit zu erleichtern.Vorbereitet ist man beim BABS gleichwohl. Spurt man doch schon seit geraumer Zeit dem Generationenwechsel in der Mobilfunktechnologie vor. Hierher gehört nicht nur das gemeinsam mit den Kantonen und den Blaulichtorganisationen im Frühjahr 2018 gestartete Projekt zur Konzipierung und Realisierung der nationalen MSK. Vielmehr hat die eidgenössische Kommission für Telematik im Bereich Rettung und Sicherheit (KomTm BORS) bereits im Herbst 2017 die Anforderungen der Breitbanddienste für die BORS an Mobilfunkanbieter festgelegt. Dort ist in vier Punkten definiert, um was es beim 5G-Einsatz zu gehen hat.

Demnach soll eine verfügbare und zuverlässige Datenkommunikation in allen Gebieten der Schweiz und innerhalb von Gebäuden, in denen die BORS und ihre Partner aktiv sind, aufgebaut werden. Dabei hat die Verfügbarkeit auch bei sehr starker und plötzlicher Überlastung zuverlässig zugunsten der BORS sichergestellt zu sein.

Und um das zu garantieren, ist eine geeignete Härtung von Teilen der Netzinfrastrukturen notwendig, damit sie auch bei Stromausfall oder Strommangellagen funktionieren. Schliesslich erwartet man beim Bund vom 5G-Netz Zusatzfunktionalitäten für die Bewältigung von Katastrophen und Notlagen, die den BORS und deren Partnern frühzeitig nutzbar zu machen sind. Um sie zu entwickeln, existieren bereits konkrete Ansätze, international harmonisierte Frequenzbänder für Dienstleistungen und Anwendungen des öffentlichen Schutzes und der Katastrophenhilfe, des sogenannten PPDR (Public Protection and Disaster Relief) zu schaffen.

Was von 5G in der Praxis zu erwarten ist, illustriert man bei Ericsson so: Mobiles Breitband ermöglicht es den BORS, vollständig mobil zu sein und auf alle Anwendungen oder Informationen zuzugreifen, die bis anhin nur an einem fixen Bürostandort zugänglich waren. «Dank der hohen Leistungsfähigkeit der Technologien in Bezug auf grosse Kapazität und extrem niedrige Latenzzeiten werden neue innovative Technologien ermöglicht, die bisher weder technisch noch kommerziell möglich waren, wie zum Beispiel modernste Drohnen», so Stijve.

Viele Unternehmen werden sich dem 5G-Systemumfeld anschliessen, ist er überzeugt. Denn 5G werde innovative Technologien und Dienste für sehr viele Bereiche anbieten und die Digitalisierung vieler Branchen ermöglichen. Er fügt aber auch an, dass die mobilen Breitbanddienste auf LTE-Basis der Schlüssel sind, um später die Anwendungen einfach mit 5G-Fähigkeiten zu ergänzen.


5G-Potenziale und der Test in Guttannen

BABS-Sprecher Kurt Münger nennt sechs konkrete 5G-Einsatzszenarien. Die Übertragung von Bildern, Gebäudeplänen und nahezu in Echtzeit von Videos. Möglich werden zudem Abfragen auf Datenbanken, die Übertragung von Echtzeit-Messwerten und die präzise und zeitgerechte Standortlokalisation von Einsatzkräften.

Dass hier nicht nur von Visionen die Rede ist, lässt sich daran ablesen, dass die Swisscom 5G bis Ende 2018 punktuell in der Schweiz einführen wird. Aktuell testet man in Guttannen, wie die neue Technikgeneration «das Vielfache an Leistung in Privathaushalte in entlegeneren Orten bringen kann», hiess es erst kürzlich.

Guttannen zähle zwar nur rund 300 Einwohner, sei flächenmässig aber mit mehr als 200 Quadratkilometern eine der grössten Gemeinden des Kantons Bern. Entsprechend herausfordernd sei der Infrastrukturausbau. Zum 5G-BORS-Einsatz will sich Swisscom aber noch nicht äussern. «Wir können zurzeit noch nicht skizzieren, welche Services die 5G-Technologie für Blaulichtorganisationen möglich machen wird. Und wir möchten nicht – wie Zukunftsforscher dies jeweils tun – über potenzielle Szenarien sprechen, die dann nicht eintreten», teilt der Schweizer Telekomriese mit.


Hürde Strahlenwerte

Stijve nennt zudem politische Stolpersteine beim Breitbandausbau: «Der 5G-Ausbau wird in der Schweiz nicht nur durch die rund 10 Mal strengeren Strahlenwerte als in einem Grossteil Europas erschwert, sondern auch dadurch, dass die maximalen Sendeleistungen gemessen werden.» Bekanntlich habe der Ständerat die Erhöhung der Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) zweimal mit einer Stimme Differenz abgelehnt. Es würden nun politische Überlegungen laufen, zumindest das Messverfahren anzupassen, indem der Durchschnitt der Sendeleistung über eine gewisse Zeitspanne massgebend ist, so Stijve.

Diese strenge, spezifische Schweizer Regelung habe auch einen bedingten Einfluss auf einen dezidierten BORS-Netzaufbau, fügt er an. Denn ein dezidiertes flächendeckendes BORS-Netz wird nicht sogenannte mMIMO (massiv Multiple Input Multiple Output) benutzen. Darunter versteht man eine sehr grosse Anzahl von Antennenkomponenten in einem Gehäuse, die ein sogenanntes Beamsteering ermöglichen, also die Bündelung und Lenkung der Abstrahlung hin zu den Empfangspunkten.

Weil also mMIMO und damit die Strahlenschutzgrenzwerte kein zen­traler Hemmschuh für die Ausrollung von BORS-Netzen sind, wird ein jetziger Aufbau der Infrastruktur nicht erschwert, so Stijve weiter. Das sei zu empfehlen, zumal für die dafür nötigen Investitionen als Option auch die für das sichere BORS-Funknetz Polycom genutzten Basisstationen inklusive der Antennen verwendet werden könnten. Das könne geschehen, ohne das bestehende Polycom zu verändern. Jedenfalls brauche es für ein paralleles System oder die Umstellung auf LTE genügend Vorlaufzeit und Testversuche.

Fazit

Bei Ericsson ist man für die Zukunft zuversichtlich. Blaulichtorganisationen, die bereits in ein LTE-basiertes Mobilfunknetz investiert haben, werden es problemlos auf 5G umstellen können. «Das Upgrade ist einfach, da LTE ohnehin eine Grundlage für 5G ist und die meisten Netzwerkfunktionen mittlerweile softwarebasiert sind», erklärt Stijve. Durch die Flexibilität, die beispielsweise das Network-Slicing biete, werde es künftig noch mehr Möglichkeiten geben, mit kommerziellen Betreibern zusammenzuarbeiten.

Und diese Hoffnungen hegt man auch beim BABS. Zwar stehen bisher bei den BORS schon Smart­phones, Tablets und Laptops im Einsatz, die über die bestehenden drahtlosen Breitbandinfrastrukturen der kommerziellen Mobilfunkanbieter genutzt werden. Doch existieren bei der Verwendung noch gravierende Schwierigkeiten.

«Bei grösseren geplanten Veranstaltungen oder plötzlich auftretenden, ungeplanten Ereignissen mit grossen privaten Kommunikationsbedürfnissen muss damit gerechnet werden, dass die Datenübertragung aufgrund von Netzüberlastung nur mit sehr grosser Verzögerung erfolgen kann oder sogar weitgehend zusammenbricht», so Münger. Für stabile Verbindungen mit garantierter Verfügbarkeit, die resistent gegen Netzüberlastung sind, forderten die BORS denn auch priorisierte Produkte. «Technologisch ist dies mit der neuen Mobilfunkgeneration basierend auf «Network-Slicing» prinzipiell gut realisierbar und das BABS unterstützt dies.»

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