Billige Mobilfunkstationen: Open RAN ist veraltet und nützt derzeit vor allem den USA

Der Ruf der deutschen Regierung nach Open RAN ist von Unkenntnis getragen. Eine Bestandsaufnahme und ein Leitfaden für die Zukunft.

26. Januar 2021 um 12:00 Uhr / Eine Analyse von Achim Sawall

Open RAN von Parallel Wireless Bild: Parallel Wireless

Durch die Huawei-Debatte will plötzlich jeder Open RAN: Die Politik beschwört es als Lösung für die angeblich problematische Abhängigkeit von chinesischen Netzwerkausrüstern. Netzbetreiber versprechen sich eine Verbreiterung der immer kleiner gewordenen Lieferantenlandschaft beim traditionellen RAN - und damit natürlich vor allem Kostensenkungen. Aber noch ist keineswegs klar, ob das Gras bei Open RAN tatsächlich grüner ist als bei beim traditionellen RAN.

Für die Nutzer und die Branche ist entscheidend, ob Open RAN innovativ ist, vor allem innovativer als das herkömmliche RAN. Stärkt es die digitale Souveränität Europas, und warum braucht man diese in der internationalen Produktion? Senkt Open RAN wirklich die Kosten und verringert die Abhängigkeit von einzelnen Herstellern? Und vor allem: Ist es sicherer als traditionelles RAN?

Ist Open RAN innovativ?

Dass die Innovationskraft ein wichtiges Beurteilungskriterium von Open RAN sein sollte, liegt auf der Hand: Es ist eine neue Technologie und die Erwartung ist, dass sie etwas kann oder bietet, was bestehende Technologien noch nicht können. Open RAN bedeutet Mobilfunkstationen ohne hochentwickelte proprietäre Chips und speziell dafür geschaffene Software der Ausrüster. Dies wird ersetzt durch günstige White-Box-Hardware, Open-Source-Software, standardisierte Schnittstellen, Cloud und virtualisierte Netzwerkelemente.

Open RAN tritt dabei in Konkurrenz zum traditionellen RAN, das derzeit von fünf Herstellern global dominiert wird: Nokia und Ericsson aus (Nord-)Europa, Huawei und ZTE aus China und Samsung aus Südkorea. Insofern muss sich Open RAN daran messen lassen, wie es im direkten Vergleich mit traditionellem RAN performt.

Und genau hierzu lässt sich derzeit noch nichts gesichert sagen, zumindest nicht im kommerziellen Netzbetrieb. Laborwerte zeigen Potenzial, aber Innovation muss sich im Alltag bewähren.

Zwar haben die Netzbetreiber wie Telefónica und Telekom auch in Deutschland angekündigt, Open RAN in den kommerziellen Netzbetrieb zu integrieren, aber zunächst nur bei 4G, einer Technologie, die im traditionellen RAN im Dezember 2009 kommerziell eingeführt wurde.

Und auch wenn es sicher nicht Jahre dauern wird, bis Open RAN auch 5G bietet, so ist doch die Frage, ob dies zunächst nur 5G light sein wird und wie schnell das Niveau von Premium-5G erreicht wird, das heißt 5G auf C-Bandfrequenzen mit Massive-MIMO-Technologie. Also ein 5G, das in Ländern wie Südkorea und in China schon sehr breit verfügbar ist und in Deutschland und Europa zumindest schon in einigen ausgewählten Regionen, überwiegend Großstädten.

Open RAN hingegen wird derzeit vor allem im ländlichen Raum getestet, wo aufgrund geringerer Nutzerdichte gerade keine hochperformanten Lösungen benötigt werden.

Im Moment muss Open RAN also zunächst einmal noch sehr viel aufholen, und fast alle Experten gehen davon aus, dass dies noch Jahre dauern wird. Gleichzeitig bleiben die traditionellen 5G-Anbieter, die schon seit fast zwei Jahren Premium-5G kommerziell ausbauen, nicht stehen. Huawei hat bereits im November vergangenen Jahres skizziert, wie sich das aktuell verfügbare 5G zu 5.5G weiterentwickeln könnte. Nokia hat im Dezember verlauten lassen, ein von der Europäischen Union gefördertes Forschungsprojekt zu 6G zu leiten.

Wie energieeffizient ist Open RAN wirklich?

Das heißt: Open RAN muss in den nächsten Jahren nicht nur den Sprung zum heutigen Premium-5G schaffen, sondern eben auch schon die Weiterentwicklung in Richtung 6G integrieren, die schon in vollem Gange ist, um zunächst mal technologisch auf Augenhöhe zu sein.

Technikexperten bei traditionellen RAN-Anbietern verweisen hinter vorgehaltener Hand darauf, dass beim Thema Energieeffizienz Spezialhardware, die nicht mit Open RAN kompatibel ist, gerade bei hoher Auslastung derzeit noch große Vorteile hat und das genau in diese Richtung seitens der traditionellen RAN-Anbieter weiter optimiert wird.

Damit ist nicht erkennbar, dass Open RAN innovativer ist und traditionelles RAN in den Bereichen Übertragungsgeschwindigkeit, Latenzzeit oder Energieeffizienz überholen kann. Für 4G mag dies schon funktionieren, und hier ist der Einsatz auch derzeit geplant. Das ist nett, aber sicher nicht innovativ.

Stärkt Open RAN die digitale Souveränität Europas?

Digitale Souveränität ist zum politischen Kampfbegriff geworden, mit dem im Mobilfunkbereich insbesondere chinesische Netzwerkausrüster, allen voran Huawei, zurückgedrängt werden sollen. In anderen Digitalisierungsbereichen richtet er sich auch gegen US-amerikanische Anbieter, wenn auch zumeist nicht so verbissen.

Was im Einzelnen digitale Souveränität genau heißt, bleibt in der politischen Diskussion häufig unbestimmt, und das ist vielleicht bisweilen auch so gewollt, denn begriffliche Schärfe könnte die populistische Botschaft ruinieren.

Einige scheinen Souveränität mit Autarkie zusammenführen zu wollen: Digital souverän ist Europa, wenn es seine Technologie von europäischen Firmen bezieht. Ausgeblendet werden dabei zumeist globale Lieferketten und die Realität global agierender Technologiekonzerne.

Dass Nokia und Ericsson nicht nur Lieferanten aus China haben, sondern auch selbst in China produzieren und dort Forschung und Entwicklung betreiben, wird dabei lieber vergessen, genauso wie umgekehrt ein Unternehmen wie Huawei in Europa Forschungszentren betreibt und eine 5G-Fabrik in Frankreich plant. Das ebnet nicht alle Unterschiede ein, aber statt Schwarz und Weiß ergeben sich viele Grautöne, die einfache Slogans wenig glaubwürdig erscheinen lassen.

Doch tatsächlich besitzt Europa im Bereich der Mobilfunktechnologie derzeit bereits ein hohes Maß an Souveränität: Die beiden europäischen Firmen Nokia und Ericsson haben etwa 50 Prozent globalen Marktanteil bei der Mobilfunkausrüstung. Europa wirkt an der 5G-Standardisierung der 3GPP über die ETSI maßgeblich mit und Bundesnetzagentur und BSI haben in einem jahrelangen Prozess - ohne erkennbare Fremdbestimmung durch China oder die USA - definiert, welche Sicherheitskriterien Mobilfunkausrüstung in Deutschland erfüllen muss, um eingesetzt werden zu dürfen.

Verglichen zum Beispiel mit der Situation bei Cloud-Computing, Suchmaschinen oder Social-Media-Plattformen sind europäische Konzerne und ihre Regierungen im Mobilfunkbereich kommerziell und regulatorisch schon sehr gut aufgestellt.

Digitale Souveränität als Politikum

Obwohl Europa also beim Status Quo des traditionellen RAN gut positioniert ist, wird Open RAN von vielen Politikern als ein wesentliches Element gesehen, digitale Souveränität zu bewahren oder zu steigern. So formuliert die CDU-/CSU-Bundestagsfraktion in ihrem Positionspapier (PDF) , Deutschlands digitale Souveränität zu sichern: "Wir wollen den Einsatz von flexibel einsetzbarer Mobilfunknetztechnik (Open-RAN) vorantreiben."

Ähnliche Forderungen nach mehr Open RAN bei gleichzeitigem Bekenntnis zu digitaler Souveränität finden sich auch bei der SPD .

Bei in Deutschland schon gestarteten oder angekündigten Open-RAN-Projekten ist zumindest von einer Stärkung europäischer Anbieter wenig zu sehen. Telefónica setzt bei seinem Projekt zu 100 Prozent auf US-amerikanische Technologie und einen japanischen Integrator. Die Deutsche Telekom hat für ihr Open-RAN-Pilotprojekt in Neubrandenburg neben zwei japanischen und zwei US-Firmen mit Nokia immerhin eine europäische Firma dabei, wobei die Liste noch nicht abschließend sein dürfte. Vodafone in Irland wiederum setzt auf den US-Anbieter Parallel Wireless.

Die US-Dominanz ist kein Zufall. Die US-Politik sieht in der Open-RAN-Technologie nicht nur eine Alternative zu chinesischen Anbietern, sondern auch eine Chance, US-Firmen zu stärken, die im traditionellen RAN keinen ernsthaften Player mehr haben.

Mit der Open RAN Policy Coalition ist im vergangenen Jahr eine stark US-dominierte Open-RAN-Interessengruppe gegründet worden , deren US-Mitgliederliste sich wie das Who is who der US-Techkonzerne liest: Airspan, Altiostar, AT&T, AWS - Amazon, Cisco, Commscope, Dell, Dish, Facebook, Google, IBM, Intel, Juniper Networks, Mavenir, Microsoft, New Edge Signal Solutions, Oracle, Parallel Wireless, Qualcomm, US Ignite, Verizon, VMware, World Wide Technology und XCOM-Labs.

Besonders interessant ist auch, dass sich mit Google, Microsoft und Facebook auch extrem finanzstarke US-Firmen über Open RAN im Mobilfunkbereich engagieren, deren Dominanz in anderen Sphären der Digitalisierung vielen europäischen Politikern gerade große Kopfschmerzen bereitet. Ein Brancheninsider formulierte kürzlich im Hintergrundgespräch etwas flapsig in Anspielung auf Donald Trumps Wahlkampfslogan: "Bei Open RAN geht es nicht um 'Make mobile networks great again', denn die Technologie hinkt ja noch kräftig hinterher, sondern vielmehr um 'Make mobile networks American again."

In jedem Falle ist die Frage berechtigt, wer am meisten zu verlieren hat, wenn Open RAN sich zunehmend gegen traditionelles RAN durchsetzen sollte. Und da scheint die Antwort naheliegend: die europäischen Champions beim traditionellen RAN, Nokia und Ericsson. Selbst wenn diese auch bei Open RAN etwas mitmischen, droht ihnen als Erstes der Verlust ihrer sehr starken Position auf dem US-Markt.

Durch den faktischen Ausschluss chinesischer Anbieter dort ist die Situation wettbewerbsarm mit hohen Margen vor allem für die europäischen Ausrüster. Aufgrund des mangelnden Wettbewerbs, den es in Europa noch gibt, wo Huawei und ZTE nicht ausgeschlossen wurden, ist der Druck in den USA in Richtung Open RAN am größten.

Wer gewinnt, wer verliert durch Open RAN?

Das heißt: Bei einem Durchbruch von Open RAN verlieren wahrscheinlich zuerst Nokia und Ericsson Anteile auf dem US-Markt, während die chinesischen Anbieter Huawei und ZTE in China erst einmal weniger zu fürchten haben. Denn es ist derzeit kaum davon auszugehen, dass Google, Facebook oder Microsoft in China Mobilfunknetze ausrüsten dürfen, solange Huawei und ZTE in den USA nicht zugelassen sind. Ob sich in China ein eigenes Open-RAN-Ökosystem ausbilden wird, bleibt abzuwarten.

Das mag auch erklären, warum Ericsson eher klug zurückhaltend beim Thema Open RAN agiert und sich vergangenes Jahr in einem Beitrag sehr deutlich gegen eine regulatorische Privilegierung von Open RAN ausgesprochen hat. Damit ist klar: In der Realität ist bei Open RAN derzeit kein Beitrag zu einer stärkeren digitalen Souveränität Europas zu erkennen.

Senkt Open RAN die Kosten?

Dies wäre sicher für die Netzbetreiber ein zentrales Argument. Wenn Open RAN eine gleiche oder zumindest ähnliche Performance bietet wie das traditionelle RAN, aber gleichzeitig sehr viel günstiger ist, dann ist davon auszugehen, dass sich Open RAN durchsetzt, denn welches Unternehmen will nicht Kosten sparen?

Grundsätzlich muss im Mobilfunk zwischen den Anschaffungskosten (CAPEX) und den Betriebskosten (OPEX) unterschieden und wie bei jeglicher Technologie beides zunächst separat betrachtet werden, um die Gesamtkosten zu kennen. Es nützt also wenig, Equipment sehr günstig einzukaufen, um das CAPEX zu reduzieren, wenn es im Betrieb sehr viel mehr Energie verbraucht und viel wartungsintensiver ist.

Das Onlinemagazin Light Reading hat sich mit verschiedenen Analysten und Industrievertretern zum Kostenaspekt von Open RAN unterhalten. Die erste interessante Erkenntnis ist, dass das Einsparpotenzial bei Open RAN schon allein deshalb überschaubar ist, weil die Investitionskosten in das Radio Access Network gerade einmal rund 20 Prozent der gesamten CAPEX-Investitionskosten im Mobilfunkbereich ausmachen.

Stefan Pongratz von der Marktforschungsfirma Dell'Oro beziffert die jährlichen Ausgaben für RAN-Technologie auf rund 30 bis 35 Milliarden US-Dollar, die gesamten Investitionskosten liegen bei 150 Milliarden US-Dollar. Daryl Schoolar, Analyst bei Omdia, schätzt das RAN-Investment ebenfalls auf 18 bis 20 Prozent. Das Einsparpotenzial von Open RAN sieht er bei 20 Prozent dieser knapp 20 Prozent Gesamtkosten. Der Rest seien Arbeitslohn, Konstruktionskosten oder Ausgaben für Backhaul und Kernnetz.

Und auch der dänische Analyst John Strand geht davon aus, dass die potenziellen CAPEX-Einsparungen sich eher im mikroskopischen Bereich bewegen werden, nämlich bei 1 Prozent des durchschnittlichen Umsatzes pro Nutzer.

Zu den derzeit überschaubaren Einsparmöglichkeiten beim CAPEX kommen große offene Fragen beim OPEX. Schoolar warnte sogar, dass Einsparungen beim CAPEX von höheren Betriebskosten schnell zunichte gemacht werden könnten. Er vergleicht es mit dem Einkauf einzelner Komponenten eines Computers, den man sich selbst zusammenbaut, im Unterschied zu einem schon fertigen Gerät: "Bei einem fertigen System wurde alles so konzipiert, dass es eng integriert ist und alle Teile so ausgewählt wurden, dass sie zusammenarbeiten, während im anderen Fall ein Haufen bester Einzelteile ausgewählt wird, die vielleicht nicht ganz optimal zusammenarbeiten" , erklärt er. "Das Geld, das man beim Kauf von Einzelteilen spart, könnte mit der Zeit bezahlt werden, die man verliert, wenn man alles zusammensetzt und dafür sorgt, dass alles richtig funktioniert."

So sieht das auch Per Narvinger, Head of Product Area Networks bei Ericsson, wenn er zu Open RAN kommentiert: "Es wäre traurig, wenn wir etwas bauen, das nur für einen einzigen Zweck bestimmt ist und wir es nicht kostengünstiger als mit Allzweck-Hardware machen können."

Selbst die Telekom ist skeptisch

Branchenexperten werfen auch die Frage nach dem Energieverbrauch von Open-RAN-Systemen bei den sehr anspruchsvollen 5G-Mobilfunkanwendungen auf. Sie bezweifeln, ob die einfache Standard-Hardware, auf die Open RAN setzt, am Ende die gleiche Energieeffizienz haben wird wie die Spezial-Hardware des traditionellen RAN, die mit Milliardeninvestitionen optimiert wurde. Schon ein kleiner Prozentsatz mehr Energieeffizienz wirkt sich bei vielen Tausend Basisstationen, die über viele Jahre betrieben werden, deutlich auf die Gesamtkostenbilanz und natürlich auch auf die Umwelt aus.

Durch die Integration unterschiedlicher Hersteller stellt sich bei Open RAN im Störungsfall die Frage, ob sofort geklärt werden kann, welcher Baustein wessen Herstellers die Störung verursacht. Und kein Nutzer oder Betreiber will längere Ausfälle des Netzes.

Bei allem - etwas erzwungen wirkendem - Enthusiasmus, den die Telekom zuletzt zu Open RAN an den Tag legt, gibt es auch skeptische Stimmen im Konzern. In Bezug auf die Kostenfrage von Open RAN sagte Neville Ray, der Technologiechef von T-Mobile US, neulich auf einer Industriekonferenz, Open RAN sei noch nicht reif für den Prime-Time-Gebrauch: "Ich werde nicht losziehen und einigen Einsparungen hinterherjagen, von denen ich nicht sicher bin, dass sie zu diesem Zeitpunkt überhaupt existieren."

Die Frage, ob Open RAN tatsächlich einen signifikanten oder überhaupt einen Kostenvorteil gegenüber traditionellem RAN bietet, wird erst die Praxis zeigen.

Verringert Open RAN die Abhängigkeit von einzelnen Ausrüstern?

Offene Schnittstellen und entsprechend sehr viel mehr unterschiedliche Hardware- und Software-Hersteller sind der Hauptzweck des Open-RAN-Ansatzes. Doch sehr viel hängt von der konkreten Implementierung ab: Bei allen Vorteilen, die eine größere Flexibilität auf der Ebene einzelner Komponenten und Funktionalitäten bietet, stellt sich die Frage nach der Verantwortung für die Gesamtarchitektur des Systems. Oder wie IDC-Analyst Patrick Filkins formulierte : "Der 'Elefant im Raum' in Bezug auf Open RAN ist natürlich die Integration."

Deswegen positionieren sich zunehmend Systemintegratoren für Open RAN, die den Netzbetreibern die Bastelarbeit abnehmen und funktionstüchtige Ende-zu-Ende-Systeme versprechen. In Deutschland setzt zum Beispiel Telefónica bei seinen Open-RAN-Feldversuchen auf NEC aus Japan als Integrator. Und die Frage, die man sich auch in der Branche stellt, lautet, ob Integratoren sich am Ende nicht ebenso schwierig auswechseln lassen wie die Ausrüster beim traditionellen RAN.

Simon Fisher, Prinicpal Architect Access Network bei British Telecom, sieht jedenfalls die Gefahr, dass der eine übermächtige Ausrüster nur den anderen ersetzt , wenn der mächtige Systemintegrator den Komplettausrüster usurpiert.

Damit könnte ein ähnlicher Lock-in-Effekt wie derzeit bei Nokia, Ericsson oder Huawei entstehen. Denn wenn bestimmte Systeme einmal integriert wurden, wird kaum ein neuer Integrator die Verantwortung für ein bestehendes System übernehmen wollen und können. Alternativ könnten Netzbetreiber ihre Systeme selbst integrieren. Das wird aber den Aufbau erheblicher zusätzlicher Kompetenzen verlangen, was die Kosten noch einmal anders steigert als outgesourcete Dienstleistungen. Am Ende könnte die Formel stehen: Je weniger Lock-in es bei Open RAN durch externe Integratoren geben soll, desto höher sind Inhouse-Kosten und Risiken, die der Betreiber selbst tragen muss. Damit gilt ausnahmsweise der alte konservative Spruch, dass es nicht mehr Freiheit ohne mehr Verantwortung gibt - die auch noch ein Preisschild trägt.

Ist Open RAN sicherer als traditionelles RAN?

Im September vergangenen Jahres hat Jason S. Bowell, Head of Security Network Product Solutions bei Ericsson, in einem Blogeintrag davor gewarnt, dass Open RAN im Bereich der Sicherheit gegenüber traditionellem RAN zusätzliche Herausforderungen bringe. "Die Einführung neuer und zusätzlicher Berührungspunkte in der O-RAN-Architektur, zusammen mit der Entkopplung von Hardware und Software, hat das Potenzial, die Bedrohungs- und Angriffsfläche des Netzwerks auf zahlreiche Arten zu erweitern."

Open RAN führe eine ganze Reihe zusätzlicher Interfaces ein, Ericsson benennt fünf, wobei jedes neue Interface einen neuen potenziellen Angriffspunkt biete. Zudem sei die Vertrauenskette (Trust chain) zwischen Anwendungen und zugrundeliegender Hardware bei Virtualisierungs- und Cloud-Umgebungen ein Problem. Bowell verweist konkret auf Schwachstellen wie Meltdown und Spectre, die zeigten, dass es bei der gemeinsamen Nutzung von Hardwareressourcen erhöhte Sicherheitsrisiken geben könne. Ericsson erklärt, dass sich die Open RAN-Initiativen dieser Risiken bewusst seien und Arbeitsgruppen dabei seien, diese zu adressieren.

Fazit: Nutzen, Potenzial und Risiken von Open RAN

Weitere Skepsis im Sicherheitsbereich ist angebracht, solange das Open-RAN-Ökosystem derart stark US-amerikanisch geprägt ist. Der US-Netzwerkausrüster Juniper hat 2021 als "Jahr des Open RAN" bezeichnet und angekündigt, hierbei kräftig mitmischen zu wollen .

Vor wenigen Monaten aber verstörte selbst den US-Kongress der Umstand, dass Juniper auf Bitten des US-Geheimdienstes NSA eine Hintertür in sein Equipment eingebaut hat, die der Nachrichtendienst eines Drittstaates entdeckt und genutzt haben soll .

Wenn US-Firmen, die nachweislich und unstrittig Hintertüren für US-Geheimdienste in ihre Technologie eingebaut haben, eine zentrale Rolle bei Open RAN spielen, dann scheint die Befürchtung sehr begründet, dass Open RAN auch besondere Öffnungen für die NSA und jeden beliebigen anderen staatlichen und nichtstaatlichen Akteur bringt, der davon Kenntnis erlangt.

Vor dem Hintergrund scheint traditionelles RAN aus China, dem zwar seit Jahren von US-Seite Hintertüren unterstellt werden, für die es aber trotz intensiver Bemühungen nach wie vor keinerlei Belege gibt , eine bessere Alternative zu sein. Zumindest fürs Erste.

US-Anbieter werden sich Fragen zur Zusammenarbeit mit der NSA gefallen lassen müssen - gerade auch vor dem Hintergrund, dass das neue IT-Sicherheitsgesetz, das in den nächsten Monaten verabschiedet werden soll, für eingebaute Hintertüren den Entzug der Vertrauenswürdigkeit und damit den Marktausschluss vorsieht. Ein Kriterium, das selbstverständlich auch für chinesische und europäische Anbieter gelten muss.

Der Autor meint dazu: Open RAN ist eine Technologie mit Potenzial, aber auch noch vielen Fragezeichen. Anlass zu übermäßigem Enthusiasmus gibt sie derzeit nicht, und wenn einige Netzbetreiber derzeit eine PR-Offensive in diese Richtung starten, dann bieten unsere Fragen eine Grundlage, dies sachlich zu bewerten.

Was nach dieser ersten Bestandsaufnahme klar abzulehnen ist, ist ein regulatorisches staatliches Eingreifen für Open RAN. Der Nutzen von Open RAN ist gegenwärtig weder industrie-, noch sicherheitspolitisch hinreichend erkennbar oder belegt. Dies kann sich mit der Zeit ändern.

Durch eine mögliche Vorschrift für den Open-RAN-Einsatz haben die europäischen Marktführer Nokia und Ericsson einiges zu verlieren. Hier scheinen viele Politiker die Situation nicht verstanden zu haben. Im Bereich der Sicherheit müssen die Zertifizierungen und Kontrollen, die das neue IT-Sicherheitsgesetz vorsieht, bei beiden RAN-Ansätzen gleichermaßen zum Einsatz kommen.

Wer kritisiert, dass Huawei, ZTE, Nokia, Ericsson und andere ihre hochentwickelten Chips und die Software, etwa für 5G, mit Patenten schützen und nicht offenlegen, muss dagegen das gesamte profitorientierte Wirtschaftssystem hinterfragen.