Der Weg in die Gigabit-Gesellschaft: Wie Netzausbau zukünftige Innovationen sichert

Der Datenhunger wächst – aber Deutschland ist bei der Breitbandversorgung nur Mittelmaß

• Digitalisierung ist ein globaler Wachstumstreiber. Weltweit wird bis 2019 ein Anstieg des Datenvolumens auf 51.794 GB/s (Gigabyte pro Sekunde) prognostiziert – das ist mehr als dreimal so viel wie heute. Wettbewerber wie Südkorea, Schweden oder Portugal haben die Zeichen der Zeit erkannt und investieren verstärkt in den Ausbau von Glasfasernetzen.
• Deutschland belegte Ende 2014 bei der Geschwindigkeit seiner Breitbandanschlüsse mit 12,9 Mbit/s einen Platz im Mittelfeld, während Spitzenreiter Südkorea 26,7 Mbit/s erreichte.
• Zukunftssichere reine Glasfaseranschlüsse sind in Deutschland kaum vorhanden: Nur 1,3 Prozent aller Anschlüsse basieren auf FTTB/H – in Südkorea sind es fast 70 Prozent. Dieser Abdeckungsgrad wird zwar in Europa nicht erreicht, dennoch weisen Länder wie Schweden (46 Prozent), Norwegen (31 Prozent) und Portugal (24 Prozent) deutlich höhere Glasfaseranteile an den Breitbandanschlüssen auf als Deutschland.
• Die geringe Verbreitung von Glasfaseranschlüssen in Deutschland kann in absehbarer Zeit zu einem erheblichen Standortnachteil für die hiesige Wirtschaft werden. Ende 2015 verfügten lediglich 59 Prozent der Unternehmen über Breitbandanschlüsse mit mindestens 50 Mbit/s; in ländlichen Regionen waren es sogar nur 29 Prozent.

Investitionen in die Qualität der Breitbandversorgung lohnen sich

• Investitionen in die Verbesserung der Qualität der Breitbandnetze und die Erhöhung der Glasfaseranschlüsse haben positive volkswirtschaftliche Effekte: Wenn die Anzahl der Glasfaseranschlüsse um 1 Prozent steigt, erhöht sich das Bruttoinlandsprodukt (BIP) um 0,02 bis 0,04 Prozent – für Deutschland hätte dies einen BIP-Zuwachs zwischen 600 Millionen und 1,2 Milliarden Euro zur Folge.
• Auch die Leistungsfähigkeit der Breitbandnetze korreliert positiv und statistisch hochsignifikant mit dem Wirtschaftswachstum: Im Durchschnitt der betrachteten Länder geht eine Erhöhung der Durchschnittsgeschwindigkeit um 1 Prozent mit einer Steigerung des BIP von 0,07 Prozent einher.
• Umgerechnet bedeutet dies, dass eine Erhöhung der derzeitigen Geschwindigkeit in Deutschland um 1 Prozent zu einer Erhöhung des BIP um knapp 2 Milliarden Euro führen würde.
• Gerade weil Deutschland beim Glasfaserausbau noch am Anfang steht, sind bei derartigen Investitionen besonders große Vorteile zu erwarten.

Mit Gigabit-Netzen und Schlüsseltechnologien auf dem Weg in die smarte Welt

• Vernetzung, Mobilität, Alterung, Individualisierung und Sicherheit bestimmen als zentrale Themen die Zukunft der Gigabit-Gesellschaft. In den hierdurch emporwachsenden Anwendungsmärkten Smart Consuming, Smart Mobility, Smart Energy, Smart Health, Smart Industry und Smart Administration liegen Chancen, aber auch Herausforderungen, die nur durch entsprechende Schlüsseltechnologien bewältigt werden können.
• Im Rahmen der Studie wurden durch Experteninterviews und Desk-Research insgesamt 17 Schlüsseltechnologien für die Gigabit-Gesellschaft identifiziert: Zu diesen gehören z. B. Kartendienste, Virtual Reality, Cloud-Anwendungen, digitale Signaturen, Mensch-Maschinen-Schnittstellen oder der Bereich der holografischen Visualisierung.
• Die Patentanalyse hat gezeigt: In diesen 17 Schlüsseltechnologien wurden zwischen 2006 und 2015 weltweit insgesamt 470.000 Patentfamilien veröffentlicht. Dies entspricht einer Erhöhung der Patentaktivität in den Gigabit-Schlüsseltechnologien um 54 Prozent; im selben Zeitraum erhöhte sich die weltweite Patentdynamik über alle Technologiebereiche um lediglich 11 Prozent.
• Deutschland ist in diesen Bereichen bereits Mitte der 1990er Jahre patentaktiv gewesen und erreichte dort im Vergleich zum Rest der Welt bereits sehr früh eine hohe Technologiereife. Die hohe Wachstumsdynamik in den Technologiefeldern impliziert zugleich wachsende Anforderungen an die Breitbandinfrastruktur in einer smarter werdenden Welt. Die Patentanalysen zeigen weiterhin: Schlüsseltechnologien zielen oftmals zunächst auf private Nutzergruppen. Von hier aus verbreiten sich die Schlüsseltechnologien dann in weitere Märkte.
• Diese Anforderungen fallen in den einzelnen Anwendungsmärkten jedoch recht unterschiedlich aus: Im Bereich Smart Consuming führt die zunehmende Nutzung von Videodiensten zu deutlich steigenden Anforderungen an die Netzinfrastruktur. Während Streamingangebote vor allem beim Datendownload eine hohe Bandbreite benötigen, erfordert der Einsatz von Video-Services bei Messenger-Diensten und sozialen Medien zusätzlich auch eine symmetrische Datenverbindung.
• Der Markt für Smart Mobility, wie etwa das autonome Fahren, ist vor allem auf geringe Latenzen und eine stabile Internetverbindung angewiesen. Hier ruhen die Hoffnungen vor allem auf den neuen Möglichkeiten, die das 5G-Netz mit sich bringen wird. Auch im Bereich Smart Energy ist zu erwarten, dass die Datenvolumen zukünftig überschaubar bleiben. Sollten aber beispielsweise Selbstversorger-Communities zukünftig ihren Strom in einem Smart Grid „sharen“, dann sind auch hier zur Kraftwerks- und Netzsteuerung sehr geringe Latenzen und eine hochstabile Netzanbindung zwingend notwendig.
• Im deutschen Gesundheitswesen werden bildgebende Verfahren und Bildverarbeitung zu einem Anstieg des übertragenen Datenvolumens und der Bandbreitennachfrage führen. Hier wird die Dynamik aber vor allem durch strikte gesetzliche Regulierungen ausgebremst, die Wettbewerb und damit innovative Gesundheitsdienstleistungen weitgehend verhindert.
• Im Bereich Smart Industry (Industrie 4.0) werden derzeit vor allem 3D-Druck und Virtual-Reality-Anwendungen erprobt, die aber nur moderate Anforderungen an die Netze stellen. Sollten die Netze der Zukunft aber eine extrem hohe Stabilität und geringe Latenzen aufweisen, dann wird hier die Produktionssteuerung über Cloud-Anwendungen denkbar. Dies würde die etablierten Wertschöpfungsketten revolutionieren, ist aber mit den derzeit verfügbaren Netzen noch Zukunftsmusik.

Die Gigabit-Gesellschaft braucht qualitativ hochwertige Breitbandnetze

• Eine digitale Wirtschaft – und am Ende auch wesentliche Teile der Gigabit-Gesellschaft – ist eine Netzwerkökonomie. Datenaustausch, Kommunikation und Interaktion entlang der gesamten Wertschöpfungskette sind ihre Kennzeichen. Die Potenziale können nur dann erschlossen werden, wenn möglichst alle Unternehmen und Haushalte an dieses Netz angeschlossen sind.
• Die qualitativen Anforderungen an die Breitbandinfrastruktur der Zukunft in puncto Geschwindigkeit, Symmetrie, Latenz und Stabilität steigen. Echtzeitanwendungen in Bereichen des autonomen Fahrens, Smart Grid oder bei webbasierten Geschäftsmodellen sind nur einige Beispiele, die nach FTTB/H und 5G verlangen.
• Die Entwicklung hin zu Gigabit-Netzen ist nicht zuletzt durch einen immensen Anstieg des zu verarbeitenden Datenvolumens getrieben, der sich weiter fortsetzen wird. Deswegen wäre mit dem Erreichen des Ausbauziels der Bundesregierung im Jahr 2018 von mindestens 50 Mbit/s in der Fläche in Deutschland allenfalls ein Etappenziel erreicht. Auf diesem Niveau eine Ruhepause einzulegen, käme im internationalen digitalen Standortwettbewerb einem Rückschritt gleich.
• Eine zukunftsfähige Breitbandausbaustrategie sollte sich daher zumindest mittelfristig an den Bedürfnissen der Power-User im Business-Bereich orientieren und die Netze nach deren Bedürfnissen auslegen. Denn gerade von dieser Avantgarde der Unternehmen gehen die entscheidenden Innovationsimpulse zur Entwicklung digitaler Geschäftsmodelle und zur digitalen Transformation der Wirtschaft aus.
• Die Unternehmen werden nur dann in vernetzte Echtzeitgeschäftsmodelle investieren, wenn sie sich sicher sein können, dass die Netze in der notwendigen Leistungsfähigkeit und Dichte vorhanden sind. Erst das Angebot an Gigabit-Netzen befeuert auf der Anwendungsseite eine steigende Nachfrage. Damit hat der Gigabit-Netzaufbau auch eine marktschaffende Funktion.
• Die Erschließung ländlicher Regionen mit Gigabit-Verbindungen stellt hierbei eine echte Herausforderung dar. Sie wird nicht alleine durch technische Ertüchtigungen der vorhandenen Infrastruktur gelingen können. Gerade auf dem Land werden Sendeanlagen für Mobilfunk sowie Tiefbaumaßnahmen mit der Verlegung von Leitungen notwendig sein – diese Leitungen werden aus Glasfaser bestehen.
• Eine leistungsfähige Breitbandinfrastruktur ist für eine Gigabit-Gesellschaft eine notwendige, aber für einen erfolgreichen Weg dorthin noch lange keine hinreichende Bedingung. Hinzukommen müssen geeignete Rahmenbedingungen in Politik, Staat und Gesellschaft, welche die digitale Transformation ermöglichen, erleichtern und flankieren.