Campusnetze / Non-public Networks / Mobile Private Networks

Campusnetze sind exklusive Mobilfunknetze mit einer lokal oder regional begrenzten Netzabdeckung und Verwaltung. Je nach Geschmacksrichtung gibt es für solche Netze unterschiedliche Bezeichnungen.

  • Non-public Networks
  • Mobile Private Networks
  • Campusnetze

Gemeinsam ist diesen Netzwerken, dass sie auf LTE oder 5G als Mobilfunkbasis bauen und meist von Industrieunternehmen für deren individuelle Bedürfnisse und Anforderungen betrieben werden. Die Verwaltung dieser Netze erfolgt entweder durch das betreffende Unternehmen, einen beauftragten TK-Betreiber oder einen Netzausrüster.

Campusnetze sind dann möglich, wenn die zuständige Behörde lizenzierbares Frequenzspektrum (!) für regionale und lokale Netze zur Verfügung stellt. In Deutschland stehen insgesamt 100 MHz im LTE-Band 43 (3,6 – 3,8 GHz) bereit, die auf Antrag von der Bundesnetzagentur unter bestimmten Bedingungen und Voraussetzungen zugeteilt werden. Die Zuteilung der Frequenzen ist grundsätzlich technik- und dienste-neutral. Ist also nicht an die gerade aktuell vorherrschende Mobilfunktechnik gebunden.

Vorteile privater Funknetze mit Mobilfunktechnik

Für private Funknetze gibt es unterschiedlich etablierte Techniken:

  • Short Range Device (SRD): WLAN, DECT, Bluetooth, ...
  • Low-Power Wide Area Network (LPWAN): LoRa, ...

SRD-Funktechniken weisen typischerweise einen hohen Datendurchsatz, aber geringe Reichweiten auf. Das Gegenteil ist bei LPWAN-Techniken der Fall. Allen gemeinsam aber ist die beschränkte Zuverlässigkeit der Verbindung. Störungen des Netzbetriebs durch standardkonforme, aber systemfremde Geräte können nicht ausgeschlossen werden. So kann zum Beispiel jedes zusätzlich eingeschaltete Smartphone zu Störungen des Funknetzwerks führen und Prozesse mit Echtzeitanforderungen behindern.

In unlizenzierten Frequenzbändern arbeitende Funksysteme mit unkoordinierten Zugriffsverfahren sind für unternehmenskritische Anwendungen nur bedingt geeignet. Dagegen beruht die klassische Mobilfunktechnik auf einer zentralisierten Steuerung der Funkressourcen. So werden hohe Dienstgüte (Quality of Service, QoS), hohe Zuverlässigkeit und Datensicherheit ermöglicht.

Lösungen

Für Campusnetze gibt es verschiedene technische und organisatorische Lösungen.

  • virtuelle Netze auf einer vorhandenen physischen Infrastruktur mit Network Slicing
  • unabhängige, private Netzinfrastruktur
  • Kooperationsmodelle zwischen alten Netzbetreibern und neuen Netzbetreibern

Im ersten Fall können die Unternehmen mit den öffentlichen Mobilfunknetzbetreibern Deutsche Telekom, Telefonica oder Vodafone exklusive Vereinbarungen treffen. Im zweiten Fall können die Unternehmen die Mobilfunkgeräte wie Basisstationen, Router oder USB- Dongles beziehen, das Netz selber aufbauen und unabhängig von Mobilfunknetzbetreibern betreiben. Zulieferer bieten hierfür schlüsselfertige Lösungen an.

Frequenzbereiche

In Deutschland existiert ein Teilbereich zwischen 3,4 – 3,7 GHz für bundesweite Zuteilungen und ein Teilbereich zwischen 3,7 – 3,8 GHz (100 MHz) für regionale und lokale Zuteilungen. Die Frequenzzuteilung erfolgt nach Antrag bei der Bundesnetzagentur (BNetzA). Die BNetzA unterscheidet hier zwischen einer Nutzung innerhalb von Gebäuden auf einem betriebsinternen Grundstück (Indoor) und einer lokalen oder regionalen Nutzung außerhalb von Gebäuden (Outdoor). Sie teilt auf Antrag je 10 MHz zu. In begründeten Fällen auch mehr. Die Blöcke sind etwa zur Maschinenvernetzung gedacht, nicht aber für öffentlich verfügbare Telekommunikationsdienste.

Hinweis: Das sogenannte 3,6-GHz-Band teilt sich in LTE-Band 42 (3,4 – 3,6 GHz) und LTE-Band 43 (3,6 – 3,8 GHz) auf. Das Band 43 ist in der Regel Endgeräte-seitig inaktiv geschaltet. Der Grund ist, dass man für die Nutzung eines bestimmten Bandes einen fehlerfreien Betrieb mit einem aufwendigen und kostspieligen Testverfahren nachweisen muss. Deshalb beschränken die Endgerätenhersteller die Nutzung auf die Bändern die bei den Netzbetreibern tatsächlich in Gebrauch sind. Bei 5G-Bänder sieht das ähnlich aus. Demnach sind Geräte für die typischen Campusnetz-Frequenzen selten. Man kann also nicht irgendwelche Smartphones oder Mobilfunkmodems als Endgeräten in Campusnetzen verwenden.

Anwendungen von Campus-Lösungen

  • Vernetzung von Industrieanlagen
  • temporäre Events bei TV-Produktionen
  • ...

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