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Interview mit Mika Castren, Siemens EDA

Alles neu macht 5G

Siemens EDA
© Siemens EDA

Für 5G werden offene Standards propagiert. Damit verbunden ist eine andere Architektur für Basisstationen mit neuen Schnittstellen. Dies stellt Entwickler von SoCs, die in den jeweiligen Einheiten der Basisstationen eingesetzt werden, vor neue Herausforderungen – auch beim Test.

Markt&Technik: Siemens hat sein Testsystem Veloce X-STEP und X-STEP V für O-RAN erweitert. Welche Tests erfordert Open RAN?

Mika Castren: Veloce X-STEP ist ein hochgradig softwarebasiertes faseroptisches Testsystem für die Verifizierung von 5G-Funkgeräten, verteilten Geräteeinheiten und Fronthaul-Netzwerkkomponenten. Seine patentierte Architektur ermöglicht eine vollständige Konfigurierbarkeit der übertragenen Daten und eine detaillierte Sicht auf die empfangenen Daten – je nach Bedarf sowohl auf die Ebene der einzelnen Daten als auf auch die Steuerzeichen. Mit der Einführung der Protokolle eCPRI (enhanced Common Public Radio Interface) und O-RAN in Veloce X-STEP wurde das Testsystem für das Testen und Entwickeln von O-RAN-basierten 5G-Fronthaul-Geräten und -Netzwerken erweitert. Veloce X-STEP kann als Monitor für den O-RAN-C/U/S/M-Plane-Verkehr (Anmerkung der Redaktion: C = Control, U = User, S = Synchronisation, M = Management) in der Qualitäts- und Interoperabilitätssicherung oder als Emulator der O-DU (O-RAN Distributed Unit) oder O-RU (O-RAN Radio Unit) eingesetzt werden, der den O-RAN-Verkehr für den anderen Teil generiert. Dank Multi-Link-Unterstützung erhöht Veloce X-STEP die Testeffizienz erheblich und ermöglicht synchronisierte Aufnahmen von separaten Fasern.

Eignet sich das Testsystem auch für die Zertifizierung der Interoperabilität?

Unsere Quad-Link-10/25GBASE-R-HW-Lösung für 5G-Fronthaul-Tests und -Überwachung kann von F&E-Labortests bis hin zur O-DU-Emulation für O-RAN-Interoperabilitätsprüfungen auf C/U/S/M-Ebenen eingesetzt werden.

Werden weitere Werkzeuge für O-RAN angepasst oder entwickelt?

Für das I&Q-Verfahren (In-Phase & Quadrature) werden Tools entwickelt und derzeit bei Pilotkunden getestet.

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Mika Castren, Head of 5G Solutions bei Siemens EDA: »Der Schlüssel zur Flexibilität ist der O-RAN-Standard.«
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Welche Unterschiede gibt es beim Test von O-RAN-Systemen im Vergleich zu den aktuellen (propietären) Schnittstellen?

Im Rennen um den Aufbau von 5G-Netzen gibt es nur eine Konstante: den Wandel. Um Netzwerke der nächsten Generation aufzubauen, die massive Datenanforderungen unterstützen, haben Mobilfunkbetreiber wie Verizon, China Mobile, AT&T, NTT Docomo, Telefonica, Airtel und SK Telecom das Spiel völlig verändert. Sie treiben offene Standards voran, um hochgradig konfigurierbare Netzwerke zu unterstützen, die auf die Regionen und Städte der Welt zugeschnitten sind. Sie öffnen die Welt der Entwicklung von Hardware für Mobilfunknetzwerke für jeden, der die besten und kostengünstigsten Produkte bauen kann. Herzstück vieler dieser Produkte ist ein System on Chip (SoC), das im Kontext des Gesamtsystems verifiziert werden muss. Oft sind die Systeme, die mit diesem Produkt kommunizieren, noch nicht einmal vorhanden, sodass eine Verifizierung unmöglich erscheint. Die Hardware für 4G-Mobilfunksysteme wurde im Wesentlichen von nur drei großen Anbietern definiert.

Die von ihnen erstellten Standards waren nicht offen und die Verbindungen innerhalb dieser Systeme wurden mit fester Verkabelung hergestellt. Die Mobilfunknetzbetreiber wählten Geräte von diesen Anbietern aus und bauten ihre Netzwerke aus (Bild 1). Eine enorme Datenmenge aus vernetzten Autos und IoT beispielsweise überforderte das bestehende 4G-Netz. Eine große Störung des Status quo war nötig, und nun wird eine neue Architektur für 5G definiert. Mobilfunknetzbetreiber haben die Initiative übernommen und offene Standards für die Hardware definiert, was vielen neuen Unternehmen ermöglicht, Hardware- und Softwareprodukte zu entwickeln, die für ein 5G-Fronthaul-Netzwerk erforderlich sind (Bild 2).

Zentralisierte Einheiten bieten ein Cloud-basiertes Funkzugangsnetz, das einen viel größeren Bereich abdeckt als die Basisbandeinheiten von 4G. Die dezentralen Einheiten trennen die abgesetzte Funkeinheit von der Basisbandeinheit. Verfügten 4G-Funkmasten typischerweise über vier bis sechs Antennen, so ermöglicht 5G Antennen-Arrays mit bis zu 64 × 64 Antennen (MIMO, Multiple Input Multiple Output), die Beamforming unterstützen können. Diese 5G-Systeme sind über ein echtes Ethernet-Netzwerk miteinander verbunden. Da Landschaft und Bevölkerungsdichte variieren, wird das 5G-Netz in Städten und ländlichen Gebieten bedarfsgerecht angepasst. Das bedeutet, dass Mobilfunknetzbetreibern viele Hardware-/Softwarekonfigurationen und Anwendungsfälle zur Verfügung stehen.

Der Schlüssel zu dieser Flexibilität ist der O-RAN-Standard (Open Radio Access Network). O-RAN ist ein offener Standard, der von einer großen Allianz von Mitgliedern der Telekommunikationsbranche definiert wird. Er definiert offene, interoperable Schnittstellen, APIs, RAN-Virtualisierung und Big-Data-fähige RAN-KI.


  1. Alles neu macht 5G
  2. "Es gibt viele Herausforderungen beim Aufbau der Produkte..."

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