Elektroniknet Logo

Basisstationen für 5G

Funkzugangsnetze ändern sich grundlegend

Blick auf Globus über Afrika mit bunten Linien.
© Benetel

Offene Standards haben in vielen Bereichen bewiesen, dass sie die Innovationskraft und den Wettbewerb beflügeln können. Mit Open RAN werden erstmals Schnittstellen von Mobilfunkbasisstationen definiert, die für eine Interoperabilität von Komponenten unterschiedlicher Anbieter sorgen.

Das Funkzugangsnetz (RAN, Radio Access Network) ist ein wesentlicher Bestandteil jeder neuen Mobilfunkgeneration und bietet den Teilnehmern die von ihnen erwartete kontinuierliche Netzverbindung. Im Laufe der Jahrzehnte wurde das RAN in regelmäßigen Abständen kontinuierlich weiterentwickelt – um die Servicequalität zu verbessern, die Datenraten zu erhöhen, neue Anwendungen zu unterstützen etc. Die meisten dieser Verbesserungen waren – relativ gesehen – ziemlich subtil. Mit Blick auf die Zukunft wird diese Art der schrittweisen Entwicklung nicht mehr ausreichen. Stattdessen ist ein dramatischer und entscheidender Umbruch des RAN von Grund auf erforderlich.

In der Vergangenheit waren die wesentlichen Ziele der Mobilfunkbetreiber alle gleich – in Bezug auf Bandbreite, Latenz, Reichweite etc. Nun zeigt sich aber eine zunehmende Divergenz. Die Betreiber möchten heute mit neuen Geschäftsmodellen experimentieren und ein breiteres Angebot an Diensten bereitstellen. Leider stehen derzeit erhebliche Hindernisse im Weg, wobei nicht nur technische Herausforderungen zu berücksichtigen sind, sondern auch kommerzielle Faktoren einen erheblichen Einfluss haben.

Vergleich traditionelles RAN mit vRAN und Open RAN
Open RAN führt offene Schnittstellen zwischen den Komponenten einer Mobilfunk-Basisstation ein, sodass Komponenten unterschiedlicher Hersteller miteinander kombiniert werden können.
© Benetel

RAN-Aufbauten wurden bisher von den großen und seit Langem etablierten Netzwerkausrüstern diktiert, die Systeme auf Basis ihrer eigenen (proprietären) Technik angeboten haben. Da es jedoch an Interoperabilität zwischen den Komponenten der Hersteller an ihren physischen Schnittstellen mangelte, sahen sich deren Kunden – also die Netzwerkbetreiber – in Bezug auf das, was sie erreichen wollen, in ihren Möglichkeiten beschränkt.

Die Einführung offener Schnittstellen wird all dies für immer ändern. Die Mobilfunkbetreiber können dann neue Techniken von viel mehr Ausrüstern einführen und diejenigen auswählen, die am besten positioniert sind, um ihre spezifischen RAN-Ziele zu erreichen.

Offene Schnittstellen für Interoperabilität

Durch die Einführung offener Schnittstellen besteht endlich die Aussicht, dass Komponenten verschiedener Hersteller nahtlos zusammen integriert werden können, um optimierte RAN-Systeme zu realisieren, ohne dass das Risiko von Inkompatibilitätsproblemen besteht. Um diese neue Marktöffnung zu bedienen, beginnt sich nun ein Wirtschaftsökosystem aus zahlreichen verschiedenen Unternehmen zu bilden. Jedes Unternehmen kann dabei sein eigenes Know-how bereitstellen, um neue Ideen sowie mehr Einfallsreichtum und Innovation in die Branche einzubringen. In einigen Fällen konnten bestimmte Unternehmen in diesem Wirtschaftsökosystem bereits RAN-Referenzdesigns demonstrieren, die ihre jeweiligen Techniken und die zwischen ihnen bestehende Interoperabilität aufzeigen.

Um die Einführung offener Schnittstellen weiter voranzutreiben und die Interoperabilität zwischen den Komponenten verschiedener Anbieter zu fördern, organisierte die O-RAN Alliance Ende letzten Jahres ihr zweites globales 5G Plugfest. Mit mehr als 50 der führenden Unternehmen aus dem Mobilfunkbereich – Anbieter und Betreiber – fanden in fünf verschiedenen Ländern weltweit Veranstaltungen statt, an denen Vertreter von über 100 Organisationen teilnahmen.

Neben der Disaggregation wird der RAN-Umbruch auch durch eine zunehmende Virtualisierung wahrgenommen. Auf diese Weise können Ressourcen dort zugewiesen werden, wo sie am dringendsten benötigt werden. So lässt sich die verfügbare Basisband-Verarbeitungskapazität des Netzwerks zusammenfassen, anstatt sie auf die Zelle zu beschränken, in der sie sich befindet. Angebot und Nachfrage lassen sich damit wesentlich besser aufeinander abstimmen, wobei die gesamte Verarbeitungsressource ihre Aufmerksamkeit auf bestimmte Orte lenken kann, an denen die Aktivität zu verschiedenen Tagesphasen am höchsten ist. Hohe Lasten lassen sich dann besser ausgleichen und Serviceausfälle verhindern.

Das Ergebnis dieser Entwicklungen wird dazu führen, dass Mobilfunkbetreiber viel mehr Möglichkeiten haben werden. Sie müssen nicht so viel Rechenleistung an jedem Standort vorhalten, sondern verfügen über ein anpassungsfähigeres Netzwerk, das in der Lage ist, sich ständig ändernden Datenverkehrsanforderungen räumlich und zeitlich anzupassen. Damit lassen sich neue Anwendungen untersuchen und die besten Möglichkeiten finden, weitere Gewinne zu erzielen und zugleich die Investitionen und Betriebskosten unter Kontrolle zu halten.

Open RAN in Campusnetzen

Kompakte 5G-Funkeinheit BNTL-RAN550 für Open RAN von Benetel.
Kompakte 5G-Funkeinheit BNTL-RAN550 für Open RAN von Benetel. Sie entspricht der Schnittstellenspezifikation der O-RAN Alliance und unterstützt 7.2 Split der 3GPP als Schnittstelle zwischen abgesetzter Funkeinheit (RRH, Remote Radio Head) und virtualisierter Funkeinheit (vRU, Virtual Radio Unit).
© Benetel

Die neue RAN-Ära wird auch für diejenigen von Vorteil sein, die private Netzwerke aufbauen wollen. Denn die damit verbundenen Kostenbarrieren sind dann erheblich geringer. Unternehmen können auf ihrem Gelände, in industriellen Verarbeitungsbetrieben und verschiedenen anderen großen Standorten ihre eigene Infrastruktur bereitstellen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Art und Weise, wie Mobilfunknetze aufgebaut werden, einen großen und beispiellosen Wandel durchlaufen wird. Die Abhängigkeit von teurer proprietärer Technik, die diese Netzwerke bisher so stark geprägt hat, wird endlich zugunsten kostengünstigerer und flexiblerer Alternativen aufgegeben, die auf offenen Schnittstellen und Anbieter-Interoperabilität basieren. Durch diesen neuen Ansatz verfügen Mobilfunkbetreiber über alle notwendigen Grundlagen, um RANs aufzubauen, die den Anforderungen künftiger Anwendungen besser gerecht werden und sich entsprechend weiterentwickeln lassen.


Verwandte Artikel

WEKA FACHMEDIEN GmbH