Warum Open RAN für jeden relevant ist
Eine Situation, die wahrscheinlich jeder schon mal erlebt hat: Man ist auf Reisen und plötzlich muss ein dringender Anruf getätigt werden. Ein Blick aufs Handy zeigt jedoch - kein Netz. Das Telefonat muss warten, man befindet sich in einem Funkloch.
In den letzten Jahren haben die Netzbetreiber in Deutschland eine starke Verbesserung im Bereich des Netzausbaus erzielt. Doch das Erreichen von ländlichen und schwer zugänglichen Orten ist weiterhin eine komplizierte Angelegenheit.
Das gilt insbesondere für die neuen 5G-Netze, dessen höhere Geschwindigkeit oft zu Lasten einer geringeren Reichweite geht. Folglich werden für den 5G Ausbau noch mehr Standorte und Antennen für eine reibungslose mobile Kommunikation benötigt
Um die letzten Lücken in der Mobilfunkabdeckung zu schließen und Funklöcher endgültig zu beseitigen, gewinnt ein schneller und unkomplizierter Rollout von Mobilfunkmasten- und Antennen somit zunehmend an Bedeutung.
Die große neue Unbekannte in diesem Zusammenhang ist Open RAN. Für einen unkomplizierteren Netzausbau wird Open RAN oftmals als Heilsbringer präsentiert. Doch was ist Open RAN und wie unterscheidet es sich vom traditionellen RAN? Und hat Open RAN das Potenzial zum Funkloch-Killer?
Traditionelles RAN: Ein performantes, aber geschlossenes System
Im Mobilfunk laufen die meisten Daten über physische Kernnetze (Core Networks). Die letzte Verbindung zu den Kunden läuft über das Funkzugangsnetz bzw. das Radio Access Network (RAN), die Signale über die Luft übertragen und die Funkverbindung zwischen mobilen Endgeräten und dem Kernnetz herstellen. Das RAN ist, kurz gesagt, das Bindeglied zwischen Smartphones und dem Kernnetz.
Bisher ist das RAN stets ein geschlossenes und meist herstellergebundenes System, in dem Soft- und Hardware nur vom gleichen Hersteller untereinander kompatibel sind. Das System ist standardisiert und weist herstellerspezifische Schnittstellen und Funktionen auf. Dadurch arbeiten die Prozessoren in den Funkeinheiten sehr effizient und energiearm. Weitere Vorteile des traditionellen RANs sind der schnelle Aufbau des Systems für Telekommunikationsunternehmen durch einen Hersteller, sowie die qualitativ hochwertigen Mobilfunknetze.
Heutzutage sind die Anforderungen an Mobilfunknetze jedoch gestiegen und neue Lösungen werden benötigt, wobei das traditionelle RAN auf Probleme stößt.
Zunächst stellt die starke Abhängigkeit von bestimmten Systemen und Herstellern beim traditionellen RAN ein Problem dar, da global nur eine Handvoll Key-Player auf dem Markt vertreten sind. Aufgrund der geringen Anzahl von Anbietern im Markt, steigen die Kosten für die Kunden und es besteht kein großer Innovationsdruck bei den etablierten Playern, Ericsson und Nokia und Huawei.
Ein weiteres Problem ist die mangelnde Flexibilität des traditionellen RAN, da einzelne Hardwarekomponenten und Programme verschiedener Hersteller nicht kompatibel sind, wodurch das endgültige Beschleunigungspotenzial der Netze nicht ausgeschöpft werden kann und die Netze an ihre Geschwindigkeitsgrenze stoßen.
Darüber hinaus ist die Einführung eines neuen Mobilfunkstandards (wie z.B. 5G) in der traditionellen RAN Architektur aufwendig, da für jeden neuen Mobilfunkstandard ein umfangreicher Austausch oder sogar Neubau von Hardwarekomponenten notwendig ist. Dies führt ebenfalls zu einem zeitintensiveren Rollout und damit zu einer langsameren Beseitigung der noch vorhandenen Funklöcher.
Open RAN: Ein offenes, aber noch unerprobtes System
Die Innovation von Open RAN liegt darin, dass Komponenten und Software von verschiedenen Anbietern gemeinsam genutzt werden können und die bestmöglichen Komponenten miteinander verbunden werden.
Dadurch entsteht ein herstellerunabhängiges System mit einem offenen Charakter, das einer großen Bandbreite von neuen Anbietern den Markteintritt ermöglicht.
Open RAN könnte Tech-Giganten wie Google und Microsoft, kleineren Softwarefirmen wie Altiostar und Mavenir (USA), sowie Equipment Herstellern wie Samsung (Südkorea) und NEC (Japan) und vielen weiteren Anbietern einen Zutritt zum europäischen Markt ermöglichen.
Diese neuen Player ermöglichen günstigere Angebote für Kunden, treiben Innovationen voran und fördern die wirtschaftliche (und politische) Unabhängigkeit im Mobilfunkmarkt. Darüber hinaus bietet das System mit seinen offenen Schnittstellen den Netzwerkbetreibern mehr Flexibilität beim Betrieb der Netze und verspricht dadurch eine Kostenreduzierung. Die gewonnene Flexibilität ermöglicht einen schnelleren Ausbau von Mobilfunkantennen, da Lieferengpässe vermieden werden können.
Diese Argumente sprechen für einen schnelleren und breiteren Ausbau der Mobilfunknetze und für Open RAN als Funkloch-Killer.
Allerdings gibt es weitere Fragen, die vor dem Einsatz von Open RAN gestellt werden müssen: Wie ist der Status von Open RAN in Deutschland? Wie ist die Sicht in anderen europäischen Ländern? Und ab wann wäre der flächendeckende Open RAN-Rollout geplant?
Der Wunsch nach der digitalen, europäischen Souveränität
Viele deutsche (und europäische) Politiker sehen in der Open RAN Technologie einen wesentlichen Faktor zur Steigerung der digitalen Souveränität Europas.
Der Vorsitzende des Auswärtigen Ausschusses, Norbert Röttgen (CDU), sagt gegenüber dem “Handelsblatt"
"(...),dass wir bei kritischer Infrastruktur nicht abhängig von Ländern wie China werden dürfen“.
Zusätzlich bezieht Außenminister Heiko Maas (SPD) klar Stellung gegen die Abhängigkeit von chinesischen Herstellern wie Huawei oder ZTE:
"Wir dürfen uns gerade bei den Themen kritische Infrastruktur und Zukunftstechnologien nicht in Abhängigkeiten von Anderen begeben", da dass die europäische Souveränität untergrabe.
Demnach sollen europäische Anbieter bei Open RAN Projekten systematisch gegenüber amerikanischen, chinesischen oder sonstigen Anbietern bevorzugt werden.
Dies entspricht jedoch nicht der Realität, da die europäischen Mobilfunkunternehmen Nokia und Ericsson im traditionellen RAN bereits gut positioniert sind, Open RAN dagegen derzeit hauptsächlich von amerikanischen Anbietern wie Mavenir und Altiostar in Deutschland und Europa eingesetzt wird.
Aus derzeitiger Sicht, unterstützt Open RAN deshalb die digitale Souveränität Europas nicht.
Open RAN und 5G in Deutschland
Aktuell steht der 5G Netzausbau im Fokus der Mobilfunkindustrie. Da Open RAN in Deutschland bisher jedoch nur in 4G Netzen eingesetzt wird, hat die Open RAN Technologie einen großen Nachholbedarf, um mit den Hochleistungsnetzen (Premium-5G) des traditionellen RAN mithalten zu können und kann gleichzeitig den Telcos nicht helfen, ihre 5G Auflagen zu erfüllen.
Der Rückstand ist dadurch zu erklären, dass Innovationen schneller in einzelnen Unternehmen als gesamtheitlich in mehreren Unternehmen umgesetzt werden, so dass das einheitliche Open RAN System derzeit dem traditionellen RAN noch etwa ein Jahr hinterherhinkt.
Gleichzeitig werden die traditionellen RAN Anbieter ihre Angebote weiter verbessern, was zusätzlichen Druck auf die Open RAN Einführung ausüben wird. Daher bleibt der Einsatz von hochperformanten (5G) Open RAN Netzen in der nahen Zukunft offen.
Summary: Hauptvorteile von Open RAN
Um abschließend zu klären, ob Open RAN tatsächlich der angekündigte Heilsbringer für die Funklochbekämpfung ist, müssen die offenen Fragen zu den Kosten, der IT-Sicherheit und zum Datenschutz geklärt werden.
Denn nur wenn diese wichtigen Themen den Vorgaben entsprechen, kann sich Open RAN langfristig durchsetzen, ein flächendeckender Einsatz der Technologie erfolgen und werden Funklöcher in Deutschland endgültig der Vergangenheit angehören.
Doch wie weit ist man bereit dafür zu gehen? Es ist nicht ratsam, durch voreiliges und unbedachtes Handeln ein Risiko einzugehen und sich blind auf Open RAN zu verlassen. Neben den Vorteilen durch Open RAN müssen daher auch die kurz- und langfristigen Nachteile beleuchtet werden.
Verstärkte geopolitische Abhängigkeit der EU von den USA
Mit der Gründung der Open RAN Policy Coalition im Jahr 2020 ist eine von den USA dominierte Open RAN Interessengruppe mit dem Ziel entstanden, offene und interoperable Lösungen im RAN voranzutreiben, den Wettbewerb zu fördern und fortschrittliche Mobilfunktechnologien wie 5G zu fördern. Die Koalition mit über 60 Unternehmen besteht vornehmlich aus großen US-Unternehmen wie den Mobilfunkanbietern AT&T und Verizon, Tech-Giganten wie Google, Facebook, Amazon und Microsoft, sowie vereinzelten europäischen Unternehmen wie den Mobilfunkanbietern Vodafone und Telefónica.
Viele europäische Politiker befürchten, dass die neue Allianz mit den amerikanischen Tech-Giganten, die Abhängigkeit Europas von den USA neben dem Bereich der Digitalisierung, nun auch im Mobilfunk erhöhen könnte. Denn falls Open RAN das traditionelle RAN ablösen sollte, könnten die europäischen Marktführer Nokia und Ericsson ihre starke Position in Europa, aber auch auf dem amerikanischen Markt, verlieren.
Hinzu kommt, dass die chinesischen Netzausrüster Huawei und ZTE als Sicherheitsrisiko in den USA und anderen europäischen Staaten eingestuft werden und vermutlich bald auch in Deutschland in seinen Ausrüstungsmöglichkeiten eingeschränkt werden (siehe Infografik).
Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse einer Studie des Telekommunikationsforschungsinstitut „Strand Consult“, dass es die Netzbetreiber lediglich 6,50 Euro pro Mobilfunkkunde (oder insgesamt rund 3,2 Milliarden Euro) kosten würde, die Technologien der chinesischen Konzerne Huawei und ZTE durch europäische Technik zu ersetzen.
Dies könnte den Wettbewerb auf dem europäischen Markt weiter verkleinern und die Abhängigkeit von den USA weiter verstärken.
Positive Signale sendet hingegen die Unterzeichnung einer Absichtserklärung der europäischen Netzbetreiber Deutsche Telekom, Vodafone, Telefónica und Orange zur gemeinsamen Förderung und zum Einsatz von Open RAN. Die Technologie soll die erste Wahl für zukünftige Mobilfunknetze zum Nutzen von Privat- und Unternehmenskunden in ganz Europa sein. Das Vorhaben soll dabei von der Europäischen Kommission und den nationalen Regierungen finanziell unterstützt werden.
Die deutsche Bundesregierung hat im Rahmen eines Konjukturpakets bereits zwei Milliarden Euro für die Open RAN Technologie bereitgestellt. Außerdem soll das Vorhaben von bestehenden und neuen Partnern, Branchenverbänden wie der O-RAN-Alliance, eine weltweite Gemeinschaft von Mobilfunknetzbetreibern, Anbietern und Forschungseinrichtungen im RAN Bereich, und politischen Entscheidungsträgern vorangetrieben werden.
Open RAN verringert alte Abhängigkeiten, schafft gleichzeitig aber neue
Wie im ersten Teil unserer Serie beschrieben, werden die traditionellen RAN Netze von wenigen Ausrüstern wie Nokia, Ericsson oder Huawei angeboten.
Open RAN soll durch die offenen Schnittstellen viele unterschiedliche Hardware- und Software-Hersteller wie die Tech-Giganten IBM, Intel, Huawei und Samsung, sowie kleinere Unternehmen wie Altiostar, Mavenir und Gigatera Communications, auf dem europäischen Markt zulassen, was zu weniger Abhängigkeiten von Herstellern führt.
Neben den Vorteilen der erhöhten Flexibilität individueller Komponenten und Funktionalitäten spielt die Verantwortung für die Gesamtarchitektur eine wichtige Rolle. Aus diesem Grund treten Systemintegratoren in den Vordergrund, welche die Open RAN Implementierung für Netzbetreiber übernehmen und Ende-zu-Ende Systeme errichten wollen.
Ein Problempunkt dabei könnte sein, dass durch den flexiblen Netzbetrieb der einzelnen Komponenten und die offenen Schnittstellen nur wenige Anbieter für die Implementierung von Open RAN Systemen benötigt werden. Beispielsweise nutzt Telefónica in Deutschland bei seinem Open RAN Projekt nur den japanischen Anbieter NEC für die Systemintegration.
Da lediglich ein Anbieter für die Systemimplementierung zuständig ist, könnten ähnliche Lock-in-Effekte wie bei dem traditionellen RAN entstehen. Denn nach der Implementierung schwindet das Interesse für neue Wettbewerber (Integratoren) um die bestehenden oder zukünftigen Systeme zu konkurrieren, da Ihnen das Know-how für die Systeme fehlt oder es zu kostenintensiv wird.
Um dem Lock-In zu entgehen, müssten Netzbetreiber in der Systemimplementierung eigenes Know-how aufbauen, was zu höheren internen Kosten und damit zu reduzierten Kostenvorteilen von Open RAN führt.
Wer definiert die offenen Schnittstellen bei Open RAN? Wer haftet?
Darüber hinaus ist die Übernahme von Verantwortung beim Auftreten von Problemen ein Hindernis bei der Integration. Da bei der Integration eine Vielzahl von Tools verwendet wird, die nicht vom Systemintegrator selbst stammen, stellt sich die Frage, wer im Falle von Problemen die Haftung übernimmt.
Bei traditionellen RAN Systemen sind die Netzwerkbetreiber wie Ericsson oder Huawei direkt für alle Systeme und damit ebenfalls für auftretende Probleme verantwortlich. Wie die Situation bei Open RAN aussieht, muss noch geklärt werden – insbesondere bei Fragestellungen rund um die Interoperabilität.
Weiterhin wird das Open RAN System für seine starke Flexibilität gefeiert und für seine offene Architektur gelobt. Aber wer entscheidet, wie offen das System wird, welche Schnittstellen geöffnet werden? Kann Unabhängigkeit überhaupt garantiert werden?
Es gibt verschiedene Lobby-Gruppen wie Länder und Unternehmen, die unterschiedliche Interessen haben und über das Open RAN System entscheiden. Besonders die mächtigen Interessengruppen, die Anbieter mit hohem Marktanteil (Ericsson, Huawei, Nokia) und First Mover, die vor allem aus den USA kommen, entscheiden über die Schnittstellen.
Deshalb zeichnet sich ab, dass die drei großen, traditionellen RAN Marktteilnehmer auch den Open RAN Markt diktieren werden und lediglich einige kleine Firmen zusätzlich in den Markt eintreten werden. Somit wird der Markt nie wirklich „offen“ sein und die Stärksten werden immer gewinnen.
Rechnen sich die Kosten für Open RAN für Telcos?
Im Mobilfunk bestehen die Gesamtkosten für Telcos aus Anschaffungskosten (CAPEX) und Betriebskosten (OPEX). Um die gesamten Kosten des Open RAN Einsatzes zu analysieren, müssen die Anschaffungs- und Betriebskosten separat betrachtet werden.
Bei Open RAN werden die Anschaffungskosten voraussichtlich fallen, da das Equipment durch eine Vielzahl von neuen Anbietern günstiger angeboten werden kann. Dies ist der Fall, da das Equipment eine geringere Komplexität besitzt und weniger spezifisch ist als die Hardware des traditionellen RAN und somit niedrigere Entry Barriers für Equipment-Hersteller darstellt. Dadurch erwarten Experten Kosteneinsparungen in Höhe von ca. 25 Prozent für RAN-Investment. Da etwa 20 Prozent des CAPEX für RAN Systeme ausgegeben werden, bedeutet es für Telcos unterm Strich eine 5 Prozent günstigere Kostenbasis. Auf der anderen Seite könnte der Effekt des reduzierten CAPEX durch Open RAN aufgrund der fehlenden Mengenrabatte durch die vielen Equipment-Hersteller geschmälert werden.
Aber das ist ja lediglich eine Seite der Medaille. Wie sehen die Folgekosten aus und was passiert mit den OPEX Kosten?
Open RAN könnte zu einem erhöhten Betriebs- und Wartungsaufwand für die Netzbetreiber führen. Denn ein hoher Energieverbrauch wird vor allem bei hochperformanten 5G-Netzen in Open RAN Systemen prognostiziert. Es ist fraglich, ob die Standard-Hardware von Open RAN mit der Energieeffizienz der Milliarden-teuren Spezial-Hardware des traditionellen RAN mithalten kann.
Des Weiteren werden höhere Kosten für die Einführung der neuen Open RAN Technologie vorhergesagt, die vor allem auf erhöhte Personalkosten in den Bereichen Operations und Qualitätssicherung zurückzuführen sind. Ebenfalls würde eine interne Systemintegration durch Telcos zu zusätzlichen Kosten führen.
Andererseits lassen sich Einsparungsmöglichkeiten in anderen Bereichen der OPEX durch Open RAN noch nicht genau vorhersagen.
Was heißt es nun für die Ablauforganisation? Können Telcos mit Open RAN Kosten, Mengen und Prozesslaufzeiten optimieren? Das folgende Beispiel verneint diese Fragen:
Bei dem Open RAN Projekt vom japanischen Technologieunternehmen Rakuten zeigt sich, dass die Kostenkalkulation und Laufzeitplanung von Open RAN Mobilfunknetzen sehr komplex sind, da die geplanten Kosten von 5,7 Milliarden US-Dollar voraussichtlich um etwa 2 Milliarden US-Dollar überschritten werden, da der Bau der Basisstationen deutlich länger als geplant dauern wird.
Die Schwierigkeiten können sich durch mehr Partner im Prozess erklären, was zu einer höheren Komplexität führt, da es mehr Abstimmungsbedarf gibt und somit gegebenenfalls zu längeren Prozessen oder geringeren Mengen kommt.
Unterm Strich bleibt fraglich, ob der Einsatz von Open RAN eine Kostenersparnis gegenüber dem traditionellen RAN darstellt und ob sich die Investition in die Technologie trotz staatlicher Unterstützung aus rein finanzieller Sicht lohnt.
Sicherheitsbedenken bei der Open RAN Technologie
Open RAN könnte im Bereich Sicherheit vor größeren Problemen stehen als das traditionelle RAN.
Die Einführung neuer und zusätzlicher Berührungspunkte in der Open RAN-Architektur, zusammen mit der Entkopplung von Hardware und Software, hat das Potenzial, die Bedrohungs- und Angriffsfläche des Netzwerks auf zahlreiche Arten zu erweitern.
Jason Bowell, Head of Security Network Product Solutions bei Ericsson
Die zusätzlichen Schnittstellen (Interfaces) bei Open RAN erhöhen die Angriffsfläche und neue Anwendungen bieten weitere mögliche Angriffspunkte. Zusätzlich ist die sichere Nutzung der Vertrauenskette zwischen Hardware und Anwendungen in einer Virtualisierungs- und Cloud-Umgebung problematisch, da die gemeinsame Nutzung von Hardware-Ressourcen das Sicherheitsrisiko erhöht.
Ebenso problematisch könnte das Aufkommen von riesigen Open-Source-Plattformen sein, die einfache Lösungen für Open RAN Probleme versprechen. Da es nur wenige Open-Source-Management-Plattformen wie ONAP gibt, muss besonders auf Abhängigkeiten geachtet werden.
Darüber hinaus könnte der Open-Source-Ansatz dazu führen, dass öffentliche Technologien leichter von Hackern erforscht werden können als kommerzielle Technologien, und wenn die Technologie weit verbreitet ist, haben Hacker einen großen Anreiz, die Systeme zu hacken.
Die folgende Zusammenfassung beleuchtet die Chancen und Risiken, die Open RAN für Telcos mit sich bringt.
Zusammenfassung: Chancen und Risiken durch Open RAN für Telcos
| Chancen | Risiken |
|---|---|
| Schneller Netzausbau | Potenziell erhöhte Gesamtkosten |
| Flexible Anwendung von Netzkomponenten | Neue Abhängigkeiten zu Systemintegratoren |
| Verringerte Abhängigkeit von Herstellern | Offene Haftungsfragen beim Netzausbau |
| Starke fiskalische/politische Unterstützung | Unklarheiten beim Schnittstellenmanagement |
| Ungelöste technologische Sicherheitsfragen | |
| Verstärkte geopolitische Abhängigkeiten |
Aufgrund der nicht zu unterschätzenden Nachteile und hohen Risiken von Open RAN, sowie der vergleichsweise weniger bedeutsamen Vorteile, ist der Open RAN Hype sehr fragwürdig.
Es gibt keinen klaren Hinweis darauf, dass die Technologie Deutschland oder gar Europa im Mobilfunk besserstellen wird. Deshalb wird Open RAN kein Funklochkiller werden.
Zwar wird es einige Open RAN Use Cases geben und eventuell wird Open RAN für einige Anbieter der präferierte Standard werden, aber nicht der allgemein gewünschte Funklochkiller. Performance-Drosselungen und ein schleppender 5G Rollout durch Open RAN würden Deutschland in seinen Digitalisierungszielen zurückwerfen.
Schnelle und leistungsfähige (5G-) Netze sind das Ziele und können durch Open RAN (noch) nicht erreicht werden. Vor diesem Hintergrund ist der flächendeckende Open RAN Ausbau für Deutschland eine Fehlinvestition.
