Regulierung trifft Netzneutralität

LTE und VoLTE in Deutschland

Im Gespräch erläutert Ron Barker von der FH München den aktuellen Stand hinsichtlich der Verbreitung von LTE und VoLTE (Voice over LTE) in Deutschland. Zudem gibt er eine Einschätzung, inwieweit sogenannte Over-the-top- bzw. Streaming-Dienste den Markt verändern werden und warum traditionelle Telkos hierbei sehr schnell auf der Strecke bleiben könnten.

LTE und VoLTE

LTE und VoLTE: Wie zukunftsfähig ist das deutsche Mobilfunk- und Tekekommunikationsnetz?

Herr Barker, wie entwickelt sich aktuell der Mobilfunkmarkt in Deutschland?
Ron Barker:
Die mobilen Telekommunikationsanbieter (Telkos) hierzulande verabschieden sich von ihren herkömmlichen Telefonnetzen und schalten im Zuge dessen in großem Stil sogenannte „Circuit Switches“ ab. Diese ermöglichen ein Mobilfunk-Übertragungsverfahren, bei dem eine Datenverbindung vom Endgerät (Handy) zu einer (beliebigen) andere Gegenstelle (z.B. Handy oder der berüchtigte Kühlschrank ) hergestellt wird.

Neben Circuit-Switches-Technologien verwendet man heutzutage paketorientierte Datendienste wie GPRS, Edge, UMTS, HSDPA und zuletzt LTE für die Datenübertragung bzw. das Messaging (Whatsapp) sowie teilweise auch für Sprache (Skype etc.). Diese werden langfristig allein von LTE abgelöst.

Warum haben die alten Netze ausgedient?
Barker:
Im Festnetz sind Circuit-Switched-Verbindungen wie ISDN schon fast nicht mehr zu finden, stattdessen gibt es einen Trend hin zu All-IP, nicht zuletzt aufgrund der niedrigeren Opex- und Capex-Kosten. Vor diesem Hintergrund ist es nur konsequent, dass die Mobilefunkanbieter nachziehen.

Diese Entwicklungen stellen die Mobile-Provider jedoch vor neue Probleme, genauso wie die zunehmende Verbreitung sogenannter OTT-Dienste (Over the top Services). Diese werden sich immer mehr als lästige Parasiten im Mobilfunkmarkt erweisen. Dabei stehen Over-The-Top-Inhalte für die vermeintliche kostenlose Online-Übermittlung von Audio- und Videoinhalten wie Whatsapp, Skype oder Facebook Messenger. Allerdings sind die für eine effiziente Datenübertragung notwendigen Funkinfrastrukturen im Gegensatz zum Festnetz teuer und aufwendig im Unterhalt. Im Klartext bedeutet dies: Solche Dienste nutzen die Mobilfunkinfrastruktur, beteiligen sich jedoch nicht an den Kosten der Provider, die für den Betrieb und Erhalt derselben notwendig sind.

Inwieweit könnte man solche Diensteanbieter zur Kasse bitten?
Barker:
Ende April 2015 machte Günther Oettinger, EU-Kommissar für die Digitale Wirtschaft, Überlegungen publik, bis Ende des nächsten Jahres eine Regulierungsbehörde für OTT-Dienste einzurichten, um die dahintersteckenden Anbieter an den Infrastrukturkosten zu beteiligen.

Welche Rolle spielen dabei die „traditionellen“ Telkos?
Barker:
Viele europäische TK-Anbieter leiden unter dem Preisverfall bei Circuit-Switched-Kommunikationsdiensten. Ein Beispiel ist der krasse Rückgang des SMS-Geschäftes, das sich zuletzt extrem defizitär entwickelte. Nicht zuletzt durch die Verwendung von Whatsapp, Twitter & Co. Leider wird dieser Unterschied hinsichtlich der Verbindungstechnologien zumeist entweder falsch oder überhaupt nicht verstanden. Ein Beispiel: Unglücklicherweise setzt die EU beim jüngst angekündigten E-Call-Gesetz, in dessen Rahmen Neuwagen künftig mit einem automatischen Notrufsystem ausgestattet sein sollen, auf ein überholtes, auf 2G-basierendes SMS-Verfahren. Dies bedeutet, dass die Automobilhersteller künftig 2G-Technologien in ihre Fahrzeuge, die selbst wiederum eine Mindestlebensdauer von mehreren Jahren besitzen, einbauen müssen. Die Crux: Sämtliche Carrier würden die alten 2G-Netze jedoch am liebsten sofort abschalten.

Mit welchen Technologien arbeitet man heute?
Barker:
Telefongespräche und Kurznachrichten wie SMS wurden in der Vergangenheit über die erwähnten Circuit Switches übertragen. Demgegenüber läuft der Datenverkehr im Mobilfunk inzwischen über IP-basierte Netze wie beispielsweise LTE. Die E-Call-Technologie hingegen basiert allein auf Circuit Switches – d.h. auf einem klaren Auslaufmodell. Die Carrier kostet es ein Vermögen, die dafür notwendigen Infrastrukturen aufrechtzuerhalten, wobei sie dabei rein gar nichts verdienen.

Wie funktioniert die IP-basierte Übertragung via LTE?
Barker:
Man sollte eigentlich fragen, was ursprünglich in Europa vorgesehen war. LTE wurde als ein komplett neues Mobilfunksystem konzipiert. Leider haben die Mobilfunk-Provider sich für ein LTE-Zwerg-System entschieden. Im „reinen“ LTE, laufen die IP-Verbindungen zunächst über IPv6 sowie über zwei verschiedene Kanäle. In Europa wurde LTE leider auf NATTED-IPv4 Basis und parallel zu UMTS eingeführt. Nutzt man hierzulande Dienste wie Skype oder Whatsapp im mobilen Internet, läuft der gesamte IP-basierte Datenverkehr zunächst zum NATT-Gateway des eigenen Providers, um dann im nächsten Schritt über den jeweils zuständigen Transit/Peer-Provider weiterübertragen zu werden. Direkte Real-Time-Verbindungen sind erst mit VoLTE und IP Multimedia Subsystem (IMS) möglich.

Was ist ein Transit-Provider?
Barker:
Im Internet-Jargon steht dies für einen sogenannten Tier-1-Betrieb. Ein Transit-Provider verfügt über eine umfassende Netzinfrastruktur, über die zahlreiche andere, sogenannte Tier-2-Provider ihre Inhalte übermitteln können. In den USA verfügen die meisten Internet-Service- bzw. Mobilfunk-Provider über eigene Transitnetze. In Deutschland hingegen benutzen die meisten Provider die Transitnetze großer Anbieter z.B. von der Telekom, NTT oder Verizon.

Während die Sprachkommunikation bei der Nutzung mobiler Devices immer weiter zurückgeht, nimmt die Nutzung der Datendienste inklusive Video- bzw. Audio-Streaming kontinuierlich zu – was bedeutet diese Entwicklung für den Mobilfunkmarkt?
Barker:
Die traditionellen Telkos können eine IP-basierte Datenübertragung nicht mehr mit Sprachdiensten querfinanzieren. Für sie selbst wirft das Datennetz allerdings kaum Gewinne ab, denn Diensteanbieter wie Whatsapp, Skype und Facebook streichen diese bekanntlich selbst ein.

Wie können die Telkos im Zuge dessen überhaupt noch die notwendige Infrastruktur für mobile Dienste aufrechterhalten?
Barker:
Es wäre denkbar, das Mobilgeschäft künftig mit regulatorischen Maßnahmen zu gestalten. In diesem Fall könnten parasitäre Diensteanbieter dazu gezwungen werden, sich an der Finanzierung der mobilen Basisinfrastruktur zu beteiligen. Ein Beispiel: Warum sollten Telekom, Telefónica/ O2 und Vodafone allein für die Kosten des Backbones aufkommen, wenn viele weitere Parteien diese ebenfalls umfänglich nutzen?

Was halten Sie von dem von Verfechtern der Netzneutralität häufig gezogenen Vergleich des Internets mit einer Autobahn?
Barker:
Dieser Vergleich hinkt an der einen oder anderen Stelle. Verwechselt wird oft der Unterschied zwischen Zugang und Verbrauch. So zahlen die Endnutzer in Deutschland im Rahmen ihres Mobilfunkvertrags den Providern allein Gebühren für den Zugang ins Netz – und nicht für dessen Nutzung. Analog dazu nutzt man die Autobahn hierzulande zwar kostenfrei, allerdings nur, wenn man vorher mit eigenen Mitteln ein passendes Fahrzeug besorgt und dieses mit Benzin vollgetankt bzw. mit Strom aufgeladen hat. Und nicht zu vergessen: Die Autobahnen sind – zumindest hierzulande – von Bund und Ländern finanziert und nicht wie die Kommunikationsinfrastrukturen von Firmen der Privatwirtschaft. Würde das Netz künftig vom Staat finanziert, würden fairerweise der Steuerzahler und damit die Allgemeinheit für die Kosten der genutzten Infrastrukturen aufkommen.

Welche weiteren Alternativen gibt es?
Barker:
Neben dem regulatorischen Ansatz gestaltet sich eine durchaus realistische Lösung wie folgt: Die bisherigen monolithischen Http-Netzstrukturen könnten demnächst auseinanderbrechen – und zwar in eine Vielzahl von Applikationen oder Protokollen dedizierter Netze. Das traditionelle Netz, das native über IPv4 läuft, wird dann zwar noch einige Zeit parallel existieren, die wichtigen Anwendungen hingegen werden künftig über IPv6-Only-Netze übertragen werden. So könnte man spezielle Netze etwa für die Smart Grids im Energieumfeld, Notfall-Gesundheit-Versorgung oder für eine auf die Car-to-Car-Kommunikation basierende Verkehrssteuerung betreiben.

Was steckt hinter IPv6?
Barker:
Das Internet-Protokoll IPv6 steht für ein neues, intelligentes Netz und inkludiert, Qualitäts(QoS)-, Sicherheits- sowie Routingmechanismen die im IPv4 nicht möglich. die QoS ermöglicht es den Netzbetreibern, ihre Bandbreiten dynamisch an Applikationen anzupassen.

Inwieweit sind die Weichen in Richtung IPv6 bereits gestellt?
Barker:
Im Nicht-Web-Bereich ist die Verbreitung ziemlich groß, da viele Nicht-HTTP-Anwendung fast nur IPv6 basiert sind. Im Hinblick auf die Netzneutralität schein IPv6 keine große Rolle zu spielen. Erst vor kurzem hat die Federal Communications Commission (FCC) der Vereinigten Staaten den reinen IPv6-Verkehr komplett aus ihren Regelungen für Netzneutralität herausgenommen. Bei der FCC handelt es sich um eine durch den US-Kongress geschaffene, unabhängige Behörde, die u.a. Regelungen für die Kommunikationswege Rundfunk, Satellit und Kabel trifft.

Nun ist es so, dass fast alle dieser Dienste über IPv6 laufen. Ein Beispiel für einen solchen Service ist VoLTE, kurz für Voice over LTE. Zwar wird auch hierbei „Sprache“ über IP übertragen – wie etwa bei Skype –, allerdings handelt es sich bei VoLTE um eine serverlose IPv6-Verbindung mit einer dedizierten Bandbreite. Dies eröffnet eine Vielzahl neuer Anwendungsmöglichkeiten und -aktivitäten, die mit nativen, serverbasierten IPv4-Technologien bislang nicht möglich sind.

Wie sieht die internationale Entwicklung aus?
Barker:
Insbesondere Asien gilt als Vorreiter für VoLTE. Hier wurden allein in den ersten drei Monaten dieses Jahres 17 neue VoLTE-Netze in Betrieb genommen. Aktuell kann man bereits absehen, dass demnächst sowohl in den USA als auch in Asien ausschließlich VoLTE-Netze am Start sein werden.

Wie kann Europa mit dieser Entwicklung mithalten?
Barker:
In der Vergangenheit drängte sich der Verdacht auf, dass die Europäer alles daran setzen, eine flächendeckende VoLTE-Verbreitung zu vermeiden. Inzwischen hat sich das Blatt jedoch gewendet: Allein in Deutschland gibt es bereits zwei Carrier – nämlich Vodafone und Telefónica –, die bereits VoLTE freigeschaltet haben.

Was passiert bei der Deutschen Telekom?
Barker:
Bei dem Anbieter handelt es sich um einen Sonderfall. Das Unternehmen nutzt ein vererbtes Legacy-Netz, welches noch immer vornehmlich auf Circuit Switches basiert. Ankündigungen, auf All-IP umzustellen, sind immer wieder zu lesen. Leider hört man sehr wenig in Richtung VoLTE, außer bei T-Mobile USA. Für VoLTE benötigt man eine komplett neue Netzarchitektur, was leider nicht mit vorhandenen Legacy-Netzen kompatibel ist.

Demnach müssten die Bonner neues Netz aufbauen?
Barker:
Genau, wobei bisherige VoLTE-Versuche in den USA mit T-Mobile oder in Kroatien eher im Sande verliefen. Meiner Einschätzung nach ist die Telekom ein Gefangener ihrer eigenen Vergangenheit.

Insbesondere bei der Verbreitung von VoLTE spielen die Kosten eine große Rolle, denn die Umstellung sämtlicher Netzinfrastrukturen auf IP, und insbesondere IPv6, ist mit großem Aufwand verbunden. Von daher gehen traditionelle TK-Anbieter diesen Schritt nur halbherzig.

Was bedeutet diese Entwicklung für die Zukunft der mobilen Netze?
R. Barker:
Zum einen werden wir eine ausschließliche sowie flächendeckende Abdeckung mit VoLTE haben. Zum anderen existiert noch der sogenannte Google-Weg. Denn der Anbieter hat nach mehreren Testläufen in den USA bereits eigene Netze freigeschaltet. Zudem hat man Ende April einen eigenen Entwurf über die Zukunft der Netze veröffentlicht. Demnach müssten alle diejenigen, die Google für als großen Bewahrer der Netzneutralität sehen, vom Glauben abfallen.

Warum?
R. Barker:
Das Ganze gestaltet sich recht komplex: Bei den bisherigen, auf IPv4-basierenden Infrastrukturen trat mit der zunehmenden Verbreitung von Streaming-Diensten das Problem des „Buffer Bloating“ auf. Schuld daran sind die auf dem Netzwerkprotokoll TCP (Transmission Control Protocol) basierenden alten Infrastrukturen, die die Übertragung riesiger Datenmengen nur schwerlich schaffen.

Nun gibt es diverse Überlegungen wie das Problem in den Griff zu bekommen ist. Ein Beispiel: Google plant, ein komplett neues, nicht auf TCP-basierendes Webprotokoll zu kreieren (Quic), mit dem man Streaming problemlos realisieren könnte. Damit bekäme man die hohen Latenzen in den Griff und könnte das Problem des Buffer Bloating aus der Welt schaffen. Der Pferdefuß ist jedoch, dass man sich damit von der ursprünglichen IP-Philosophie, d.h. von der strikten Trennung von Applikation und Transportprotokoll, verabschieden würde. Google will nun beides miteinander verschmelzen, sodass Transportprotokoll und Applikation eine Einheit bilden. Man muss überlegen, was für Konsequenzen das für die existierende TCP/HTTP-Infrastruktur hätte. Ob dies allgemein akzeptiert wird, bleibt offen. Doch sollte Google es schaffen, weltweit das eigene Webprotokoll zu etablieren, wird der Anbieter künftig das gesamte Netz beherrschen.

Inwieweit wäre die Alleinherrschaft von Google hinsichtlich der Internet-Infrastrukturen denkbar?
R. Barker:
Meiner Ansicht hat Google durchaus eine realistische Chance, dies zu schaffen. Google beherrscht Android, was wohl als erstes Quic benutzen würde. Zudem ist der Anbieter längst nicht mehr nur eine reine Internet Company, sondern auch ein Telekommunikations-Infrastrukturanbieter, der sogar zu den größeren, globalen Peering-Providern zählt. So hält der Anbieter mittlerweile Anteile an einer Fiber-Optic-Verbindung zwischen Indien und Japan. Zudem betreibt man eigene globale Backbones, mit beispielsweise POPs in Frankfurt und München, neben zahlreiche anderen EU-Städten. Ferner hat Google eine der größten IPv6-Adressräume der Welt.

Der Zugang und die Nutzung des Google-Netzes könnten über eine Art „Franchise-System“ funktionieren, wobei die Angebotspalette der Dienste grenzenlos erscheint. Jeder, der Inhalte ins Netz bringen möchte, müsste um Zugang zu erhalten, zunächst einen kostenpflichtigen Vertrag abschließen. Was einer „Bewahrung der Netzneutralität“ letztlich komplett zuwiderlaufen würde.

In den USA ist Google bereits als Provider mit Angeboten für Jedermann aktiv. Es ist wohl nur ein kleiner Schritt überall wo die POPs sind, ebenfalls Zugang an private Haushalte anzubieten.

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