08.11.2019

Sind öffentliche Mobilfunknetze für die Alarmierung geeignet?

Lange Zeit galten öffentliche Mobilfunknetze als nicht ausfall- und abhörsicher genug für eine zuverlässige Alarmierung. Zumindest im Bereich der missions- und einsatzkritischen Kommunikation.

In diesem Artikel räumen wir mit diesen Vorbehalten auf und nennen Ihnen solide Argumente für eine Alarmierung über öffentliche Mobilfunknetze. Als Grundlage dient uns eine Studie der SCF Associates Ltd., die bereits 2013 im Auftrag der Europäischen Kommission durchgeführt wurde, ob und unter welchen Bedingungen kommerzielle Mobilfunknetze für einsatzkritische Breitbanddienste geeignet sind.

Die Ausgangsthese

Die Studie geht von dem Standpunkt aus, dass die öffentliche Sicherheit sowie zuverlässige Verkehrs- und Versorgungssysteme für moderne Gesellschaften überlebensnotwendig sind. Ohne mobilen Funk kommen diese Dienstleistungen nicht aus. Darüber hinaus sind sie zunehmend auch von Breitband-Funkdiensten mit hoher Reichweite abhängig, da immer mehr missionskritische Anwendungen entwickelt werden.

Hohe Ausgaben in der Vergangenheit

Die Staaten der Europäischen Union hatten gemäß der Ende 2014 veröffentlichten Studie bereits insgesamt geschätzte 44 Mrd. Euro für Kommunikationssysteme der Sicherheits- und Rettungsdienste sowie für Schmalbandfunknetze europäischer Eisenbahnsysteme ausgegeben. Angesichts dieser horrenden Kosten und der immer größer werdenden Sparzwänge sollte die Studie vor allem den Kosten und Nutzen von kommerziellen Funknetzdiensten für missionskritische Breitbanddienste untersuchen.

Zunächst ein paar Begriffserläuterungen

Was bedeutet „missionskritisch“?

Die Studie spricht von missionskritisch, wenn das Versagen einer Mission bzw. eines Einsatzes zu erheblichem wirtschaftlichen Schaden oder sogar dem Verlust von Menschenleben führt.

Was heißt „einsatzkritisch“?

Demgegenüber bedeutet einsatzkritisch, wenn bereits eine minimale Störung der Kommunikation verheerende Folgen haben könnte.

Vereinfacht dargestellt heißt das:

Ob öffentliche Sicherheit, Verkehrs- oder Versorgungssysteme, allen drei Sektoren ist gemein, dass sie bei einem Ausfall wirtschaftlichen Schaden verursachen können sowie das Potenzial besitzen, Menschenleben und die Umwelt zu gefährden.

Vergleich: Kommerzielle Netze versus Public Safety Netze

Die Studie untersucht im Wesentlichen die Geschäfts-, Funktions- und Einsatzmodelle öffentlicher Mobilfunknetze von kommerziellen Anbietern sowie sogenannter zweckgebundener Netze, die für spezielle Sektoren entwickelt wurden. Hier die wichtigsten Unterschiede:

Gewinn versus Sicherheit

Während kommerzielle Netze daran interessiert sind, ihren Umsatz und Gewinn zu maximieren, geht es bei Public Safety Netzen ausschließlich um den Schutz von Leben, Eigentum und des Staates.

„Busy hour“ versus „Worst-case“

Die Kapazität von Sprache und Daten kommerzieller Netze wird normalerweise durch die „busy hour“ an einem gewöhnlichen Tag gemessen. Sie ist also abhängig von der Bevölkerungsdichte und daher in urbanen Ballungsräumen am besten, wo sich viele Nutzer aufhalten. Demgegenüber werden bei Public Safety Netzen sogenannte Großschadenlagen „Worst-Case-Szenarien“ als Grundlage zur Berechnung der nötigen Kapazität herangezogen. Die Funkversorgung muss hier also nicht nur in Ballungsgebieten, sondern auch in ländlichen Regionen von guter Qualität sein.

One-to-One versus One-to-Many

Während es sich bei kommerziellen Netzen meistens um direkte One-to-One-Kommunikation handelt, wird in Public-Safety-Netzen hauptsächlich der Gruppenruf (One-to-Many) verwendet. Der Datenverkehr besteht hier überwiegend aus Uploads, wie zum Beispiel Livevideos vom Einsatzort an die Zentrale. Bei kommerziellen Netzen hingegen besteht der Datenverkehr größtenteils aus Downloads, Musik- bzw. Video-Streams.

Tarifgebunden versus Differenzierung

Im Gegensatz zu kommerziellen Breitbandverbindungen, wo eine Priorisierung der Datenübertragung meistens tarifgebunden ist, erfordern Public Safety Netze eine signifikante Differenzierung – je nach Ausmaß des Vorfalls oder Rolle des Nutzers.

Lästig versus lebensbedrohlich

Ein Netzausfall ist bei kommerziellen Netzen zwar unerwünscht, da es den Verlust von Umsatz und Kunden bedeuten kann, jedoch ungefährlich, weil in der Regel niemanden gefährdet wird. Bei Public Safety Netzen indessen wäre ein Ausfall inakzeptabel, da es hier um die Bedrohung bzw. Verlust von Leben geht.

Daraus ergeben sich 4 Kernfragen

  1. Kann beziehungsweise wird LTE einsatzkritische Dienste, wie zum Beispiel den Gruppen- und Prioritätsruf mit garantierten Rufaufbauzeiten von weniger als 500 ms bereitstellen?
  2. Können kommerzielle LTE-Netze für einsatzkritische Anwendungen verstärkt werden, sodass die Kosten überschaubar bleiben?
  3. Ist ein verstärktes kommerzielles LTE-Netz günstiger als ein dediziertes LTE-Netz?
  4. Sind kommerzielle Netzbetreiber bereit, langfristige Verträge zu Festpreisen einzugehen und die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von einsatzkritischen Anwendungen sicherzustellen?

Ergebnis der Studie

Die 266 Seiten lange Studie kommt zu dem Ergebnis, dass kommerzielle Breitband-Mobilfunknetze für missionskritische Zwecke geeignet sind, sofern fünf Voraussetzungen erfüllt sind. Diese müssen wiederum die Erfüllung missionskritischer Dienste garantieren. Das heißt, dass missionskritische Daten von Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) sowie von kritischen Infrastrukturen (KRITIS), die ohnehin gesetzlich zu einer gewissen Betriebskontinuität (BCM) verpflichtet sind, nicht gefährdet sein dürfen.

5 Voraussetzungen für die Verwendung von Breitband-Funknetzen

1. Stabilität & Qualität

Mobilfunknetzbetreiber müssen Mindeststandards und Verfügbarkeit bei Leistung und Stabilität durch einen entsprechenden Ausbau der Infrastruktur erfüllen.

2. Hochverfügbarkeit

Kommerzielle Netze sollen eine Verfügbarkeit von 99 % erreichen, allerdings sollte möglichst eine sogenannte Hochverfügbarkeit angestrebt werden. Das heißt auch, dass die Signalreichweite in Innenräumen an die Bedürfnisse missionskritischer Dienste angepasst werden sollte.

3. Angemessene Kosten

Alle Verbesserungen zugunsten von Zuverlässigkeit, Reichweite und Leistung dürfen nicht mehr kosten als der Aufbau eines eigenen nationalen LTE-Netzes.

4. Maßgeschneiderte Lösungen

Die verstärkten LTE-Netze müssen in der Lage sein, für jeden der drei Sektoren maßgeschneiderte Dienstleistungen zu erbringen.

5. Neue Gewohnheiten

Nicht zuletzt ist es erforderlich, dass die Mitgliedsstaaten ihre kulturell und politisch geprägte exklusive Verwendung staatlich kontrollierter Funknetze überwinden.

Eins ist klar:

Da sich die genannten Voraussetzungen nicht sofort umsetzen lassen, erscheint mittel- und langfristig die gemeinsame Nutzung der Infrastruktur von Mobilfunknetzbetreibern durch öffentliche und missionskritische Dienste wirtschaftlich sinnvoll.

Fünf Szenarien und ihre Kosten

Im Rahmen der Studie wurden in diesem Zusammenhang fünf mögliche Szenarien mit unterschiedlichen Verwendungsoptionen entworfen.

  1. Eigene Funknetze und speziell entwickelte Ausrüstung
  2. Mitnutzung kommerzieller Breitbandfunknetze (LTE) mit kommerzieller Ausrüstung
  3. Eigene Funknetze mit kommerziellen Geräten
  4. Hybride Funknetze
  5. Ein einheitliches multifunktionales Funknetz, möglicherweise für jeweils eine Region

And the winner is …

Eine Kostenanalyse zeigt, dass von den fünf analysierten Szenarien kommerzielle LTE- Netze die kostengünstigste Breitband-Lösung darstellen. Daher erscheint es wie ein glücklicher Zufall, dass die europäischen Mobilfunknetzbetreiber derzeit ihre Hochgeschwindigkeits-Breitbandnetze massiv ausbauen.

Die Vorteile der kommerziellen Breitbandkommunikation schon heute nutzen!

Wer den zusätzlichen Netzausbau nicht abwarten möchte und heute schon eine sichere und verfügbare Kommunikation im Krisenfall ermöglichen will, dem stehen eine Reihe modernster Anwendungen zur Verfügung.

Dazu gehört zum Beispiel der Alarmierungspager ERIC® (Emergency Rescue Immediately Call) von Unitronic, der sich Dank Dual-SIM-Lösung mit Roaming im In- und Ausland aller zur Verfügung stehenden Netze bedient. Dies hat eine in umfangreichen Tests nachgewiesene, extrem sichere Netzabdeckung und mehrfache Redundanzen zur Folge.

Was die Erreichbarkeit betrifft, liegt der Pager im Gegensatz zu anderen Funkmeldeempfängern ebenfalls im Vorteil. Das liegt daran, dass der Pager auch in unterirdischen Bereichen und Gebäuden erreichbar ist. Herkömmliche Empfänger funktionieren aufgrund unterschiedlicher Funkkanäle zum Beispiel außerhalb eines Landkreises in Deutschland nicht und sind auch in abgeschirmten Bereichen schwer erreichbar.

Auch in Sachen Sicherheit liegt der Pager weit vorn. Die Kommunikation erfolgt über gesicherte IP-Verbindungen auf Basis eines patentierten Protokolls. Das heißt zum einen, dass jede Nachricht vom Sender bis hin zum Empfänger mehrfach verschlüsselt ist. Zum anderen macht es ein Abhören praktisch unmöglich.

Fazit

Die Frage, ob sich kommerzielle Mobilfunknetze für eine Alarmierung im missionskritischen Bereich eignen, beantwortet die europäische Studie mit einem grundsätzlichen „Ja“. Vorausgesetzt es werden bestimmte rechtliche, administrative und vertragliche Bedingungen eingehalten.

Wer bereits heute Lösungen zur Breitbandkommunikation nutzen möchte, ist aus unserer Sicht mit dem ERIC®-Pager von Unitronic zusammen mit der SaaS-Lösung GroupAlarm gut ausgestattet. Dabei bieten sie – gemäß den Voraussetzungen zur Verwendung von Breitband-Funknetzen – nicht nur im Hinblick auf Stabilität, Qualität und Verfügbarkeit eine echte Alternative zu herkömmlichen Systemen. Sie lassen sich für alle drei Sektoren (öffentliche Sicherheit, zuverlässige Verkehrs- und Versorgungssysteme) zu einem erschwinglichen Preis maßschneidern.




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