Die Zukunft von 5G

O-RAN ist ein »Mannschaftssport«

19. Mai 2022, 6:00 Uhr | Harry Schubert
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Entscheidend für den Erfolg von Open RAN (O-RAN) ist das Zusammenwirken der Partner im Wirtschaftsökosystem. Nur dann können offene Standards ihre Stärken ausspielen, findet Dr. Greg Henderson, Senior Vice President, Automotive, Communications and Aerospace bei Analog Devices im Interview.

?   Welche Vorteile bietet die Disaggregation für Mobilfunknetzwerke, die mit Open RAN realisiert werden soll?

!   Dr. Greg Henderson: 5G-Netze eröffnen die Möglichkeit, einen erheblichen Teil des Netzes zu virtualisieren. Anstelle von proprietärer, eng miteinander gekoppelter Hard- und Software lassen sich auf der Basis des O-RAN-Konzepts wesentliche Teile des Netzwerks virtualisieren und über standardisierte, offene Schnittstellen miteinander verbinden. Daraus ergibt sich eine wesentlich offenere Netzarchitektur.

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Dr. Greg Henderson, Senior Vice President des Geschäftsbereichs Automotive, Kommunikation und Luft-/Raumfahrt bei Analog Devices.
Dr. Greg Henderson, Senior Vice President des Geschäftsbereichs Automotive, Kommunikation und Luft-/Raumfahrt bei Analog Devices: »Für Unternehmen ist O-RAN mit drei wesentlichen Herausforderungen verknüpft: Standardisierung, Interoperabilität und Partnerschaften.«
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Die O-RAN Alliance verfolgt das Ziel, durch Virtualisierung in Verbindung mit offenen, standardisierten Schnittstellen ein weitaus flexibleres, herstellerübergreifendes Mobilfunknetz zu realisieren. Aufgrund der offenen Schnittstellen lässt sich mit den Elementen des O-RAN-Wirtschaftsökosystems ein Netz mit einem größeren Funktionsumfang entwickeln. Für die Netzbetreiber ergeben sich daraus Möglichkeiten für neue Netzwerkfunktionen sowie neue Geschäftsmodelle. Auch die Ausfallsicherheit der Lieferkette lässt sich optimieren und das Netz wesentlich schneller weiterentwickeln.

?   Was sind aktuell die größten Herausforderungen bei O-RAN?

!   Dr. Henderson: O-RAN bringt nicht nur Vorteile, sondern auch eine Reihe von einzigartigen Herausforderungen mit sich. Anbieter können diese jedoch als Chancen nutzen.

Eine der großen Herausforderungen ist das Zusammenspiel von Komponenten von verschiedenen Anbietern. Um das O-RAN-Konzept in die Praxis umzusetzen, werden viele Netzkomponenten von verschiedenen Anbietern geliefert – und es ist sicherzustellen, dass das Netzwerk in allen Anwendungsfällen die von 5G-Netzen erwarteten robusten Standards erfüllen kann.

Bei der Bewältigung dieser Herausforderung gibt es drei wesentliche Themen. Beim ersten Thema geht es um die sorgfältige und klare Definition der Schnittstellen sowie die Schaffung der offenen Standards, so dass jeder damit arbeiten kann. Analog Devices arbeitet in wichtigen Arbeitsgruppen der O-RAN Alliance mit, um die Standards zu definieren und auf dieser Basis Referenzdesigns zu entwickeln.

Das zweite Thema betrifft das reibungslose Zusammenspiel von Netzkomponenten, die Interoperabilität. Diese Aufgabe sehen wir bei Analog Devices, als Teil des Wirtschaftsökosystem der Anbieter, als unsere Pflicht. Es geht darum, sicherzustellen, dass wir als Halbleiterhersteller die Interoperabilität zwischen Komponenten von verschiedenen Anbietern nachweisen können. Analog Devices arbeitet mit Systemintegratoren, Anbietern von DUs (Distributed Units) und Herstellern von Netzwerktestgeräten zusammen, um das Zusammenspiel zwischen unseren Lower-Layer-PHY-Bauteilen und Distributed Units (DU) sicherzustellen.

Das dritte Thema umfasst Partnerschaften. Damit in einem Wirtschaftsökosystem fortschrittliche Systeme wie 5G-O-RAN entwickelt werden können, sind zahlreiche Partnerschaften erforderlich, aus denen hochleistungsfähige Produkte resultieren, die den Anforderungen der Netzbetreiber genügen (Carrier-Grade).

Als wichtiger Anbieter von Halbleitern für Funksysteme arbeitet Analog Devices direkt mit anderen Herstellern zusammen. Dies betrifft die Aktivitäten innerhalb oder außerhalb der Signalkette. So pflegen wir bei Analog Devices Partnerschaften mit Intel und Marvell bei der Entwicklung von 5G-O-RAN-Systemen sowie mit Testgeräteanbietern wie Keysight, um nicht nur die Technik vollständig abzudecken, sondern auch deren Interoperabilität zu gewährleisten. Durch die Zusammenarbeit entstehen die Verbindungen, die für die Dynamik des Wirtschaftsökosystems notwendig sind.

?   Wird O-RAN bereits erfolgreich im Betrieb eingesetzt?

!   Dr. Henderson: Meiner Ansicht nach gibt es zwei Bereiche, in denen Anzeichen für eine erfolgreiche Einführung erkennbar sind. Es ist erfreulich zu sehen, dass O-RAN-Netze eingerichtet und angekündigt werden und wir sehen weltweit weitere Fortschritte in diesem Bereich, da die Netzbetreiber die Implementierung von O-RAN vorantreiben.

Ein Beispiel ist die Implementierung des 5G-O-RAN-Netzwerks von Rakuten. Als komplette Neuinstallation baut das Unternehmen das Netzwerk mit einem virtualisierten Kern auf und aus. Diese Art des erfolgreichen Einsatzes ist als ermutigendes Zeichen zu werten, da andere Netzbetreiber wie Dish Network, Telefónica, Vodafone und Orange erklärt haben, O-RAN zu einem integralen Bestandteil ihrer Netze zu machen.

Das zweite Zeichen für den Erfolg wird von der Lösungs- und Anbieter-Community kommen.

Sobald es mehr energie- und leistungsoptimierte RU- (Radio Unit) und DU-Produkte für die O-RAN-Split-Option 7.2x gibt, werden sie deutlich sichtbar. Hier geht es um das Equipment für die Richtfunksteuerung und die Basisbandverarbeitung, für das spezielle Produkte für die O-RAN-Schnittstellen entwickelt werden.

Analog Devices investiert in diesen Bereich, um den Erfolg von O-RAN zu ermöglichen. Ein Beispiel ist der dedizierte Lower-Level-PHY-Basisband-Chip, den Analog Devices noch in diesem Jahr auf den Markt bringen wird.

Darüber hinaus hat Analog Devices eine Partnerschaft mit Marvell angekündigt, aus der ein komplettes Massive-MIMO-System und ein Referenzdesign unter Verwendung der Split-Option 7.2x hervorgehen soll. Wir glauben, dass diese Produkte zusammen mit unseren Partnern, kostengünstige Funkeinheiten mit geringer Leistungsaufnahme ermöglichen werden. Es werden Produkte und Chipsätze auf den Markt kommen, die speziell auf die O-RAN-Anforderungen zugeschnitten sind und zugleich die für 5G erforderlichen hohen Leistungsanforderungen erfüllen.

!   Wie wirkt sich die Virtualisierung auf die Funkeinheit aus?

!   Dr. Henderson: Ein Großteil des Netzes lässt sich virtualisieren, jedoch nicht alles. Man stelle sich das OSI-Modell vor. Hier wird die unterste Ebene aus gutem Grund als physikalische Ebene bezeichnet. In ihr werden die digitalen Inhalte mit der physikalischen Welt verbunden, und die Funkeinheit befindet sich im Grunde in dieser physikalischen Ebene.

Die Funkeinheit enthält Elemente, die sich nicht virtualisieren lassen, da sie mit der physischen Welt und dem HF-Spektrum verbunden ist. Ferner enthält die untere, physikalische Ebene Funktionen, die sich zwar virtualisieren lassen, was aber nicht zu einer effizienten Implementierung führt. Für eine effiziente Funkimplementierung muss daher die richtige Hardware entwickelt werden.

Jedoch gibt es Architekturen rund um die Funkeinheit, die sich virtualisieren lassen. Standard- und offene Datenmodelle zur Anbindung an die Funkeinheit und die Managementebene können in einer offenen Software- und Verarbeitungsarchitektur in der Funkeinheit implementiert werden. Auch wenn ein Großteil des Funksystems aus Hardware bestehen wird, ist auch eine virtualisierte Schnittstelle möglich. Die Datenmodelle und Managementebenen können virtualisiert und offen ausgelegt werden, so dass die Funkeinheit ein wichtiger Bestandteil der offenen Lösung sein kann.

?   Welche Chancen bietet die Disaggregation Ihrer Meinung?

!   Dr. Henderson: Die Hauptchancen liegen darin, und das sagte ich vorhin bereits, dass die Netze nicht ausschließlich von nur einem bestimmten Anbieter von Anfang bis Ende aufgebaut werden. Stattdessen würden die Netze auf offenen Standardschnittstellen aufbauen und Bestandteile von mehreren Unternehmen aus dem Kommunikationstechnik-Wirtschaftsökosystem verwenden. Dies eröffnet Netzbetreibern viele Möglichkeiten, die Netzwerke auf ihre Bedürfnisse zuzuschneiden. Insbesondere gilt dies für private Netze, und zwar unabhängig davon, ob sie von dem Unternehmen, welches sie nutzt, aufgebaut oder von einem Netzwerkbetreiber als Dienstleister angeboten werden.

Bei einer Anwendung wie der Schifffahrt und Hafenwirtschaft muss das Netz beispielsweise einen großen offenen Bereich abdecken und zugleich mit Störungen durch Container oder andere große, sich bewegende Objekte zurechtkommen. Eine Anwendung wie der Bergbau hat andere Anforderungen, da sich die Umgebung des Netzwerks ständig ändert und die Signale oft in einem begrenzten Raum mit eingeschränkten Sichtverbindungen übertragen werden müssen.

In der Fabrikautomatisierung können Latenzzeiten und Sicherheit von entscheidender Bedeutung sein. Wir bei Analog Devices sind uns bewusst, dass die Interoperabilität und Flexibilität, die durch offene Netze ermöglicht werden, Unternehmen mehr Möglichkeiten zur Entwicklung neuartiger Dienste bieten, die speziell auf unterschiedliche Anwendungsbereiche ausgerichtet sind. Daher arbeiten wir intensiv mit einer Reihe von Partnern zusammen, um deren spezielle Bedürfnisse zu verstehen und Lösungen anzubieten. Die Möglichkeiten für Unternehmen, die sich im Wirtschaftsökosystem der Kommunikationstechnik engagieren, und für die Nutzer dieser Technik sind sehr spannend.

Dr. Greg Henderson

Dr. Greg Henderson, Senior Vice President des Geschäftsbereichs Automotive, Kommunikation und Luft-/Raumfahrt, Analog Devices.
Dr. Greg Henderson, Analog Devices
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ist seit 2017 Senior Vice President des Geschäftsbereichs Automotive, Kommunikation und Luft-/Raumfahrt. In dieser Funktion ist er für die Strategie und Ausführung des Produktgeschäft auf Systemebene für diese vertikalen Marktsegmente verantwortlich.

Er kam 2014 mit der Übernahme von Hittite Microwave zu Analog Devices und war anschließend als Vice President des HF- und Mikrowellengeschäfts für die Integration von Hittite Microwave in Analog Devices sowie für die Leitung des kombinierten HF- und Mikrowellensortiments verantwortlich.

Dr. Henderson hatte vor seiner Tätigkeit bei Hittite Microwave verschiedene technische und leitende Funktionen in der System-, Halbleiter- und Funk-Kommunikationsbranche inne, unter anderem bei Harris, TriQuint Semiconductor, IBM und M/A-Com. Er studierte Elektrotechnik an der Texas Tech University (B. Sc.) und promovierte in Elektrotechnik am Georgia Institute of Technology.


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