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5G-Infrastruktur

Qualcomm setzt auf vRAN

09. November 2020, 13:12 Uhr   |  Manne Kreuzer

Qualcomm setzt auf vRAN
© Nokia

Small- und Femto-Cell Nodes erleichtern den Ausbau einer 5G-Infrastruktur – besonders Indoor und für Campus-Netze.

Qualcomm Technologies hat neue 5G-Plattformen entwickelt, um den Übergang von zellularen Ökosystemen zu vRANs (virtuelle Funkzugangsnetze) und interoperablen Netzwerken voranzutreiben.

Die neuen Infrastruktur-Halbleiterplattformen von Qualcomm zielen auf breit gefächerte Einsatzszenarien ab, die von Makro-Basisstationen mit massiven MIMOs bis hin zu Mikro-Basisstationen mit kompaktem Design reichen. Erklärtes Ziel dabei ist es, den Übergang des Zellular-Ökosystems zu virtualisierten und interoperablen Funkzugangsnetzen (RANs) zu beschleunigen – ein Trend, der durch 5G vorangetrieben wird.

Qualcomm Technologies bietet dazu drei neue 5G-RAN-Plattformen an: „Qualcomm Radio Unit Platform“, „Qualcomm Distributed Unit Platform“ und „Qualcomm Distributed Radio Unit Platform“. Diese wurden von Qualcomm von Grund auf neu entwickelt, um Mobilfunkbetreiber bei der Einführung einer neuen Generation von konvergenten, offenen und virtualisierten Funkzugangsnetzen (vRANs) zu unterstützen. Zudem sollen die Plattformen Infrastruktur-OEMs in die Lage versetzen, öffentliche und private drahtlose Netzwerke in eine Innovationsplattform zu verwandeln und das volle Potenzial von 5G auszuschöpfen.

Daher ist das Portfolio der 5G-RAN-Plattformen so konzipiert, dass etablierte sowie aufstrebende Netzwerkanbieter die Einführung und Kommerzialisierung von vRAN-Ausrüstung und -Funktionen beschleunigen können, die den Anforderungen von 5G für öffentliche und private Netzwerke entsprechen. Die neuen Plattformen bieten eine skalierbare und hochflexible Architektur, die alle funktionalen 5G-Split-Optionen zwischen Distributed Unit (DU) und Radio Unit (RU) für Makro- und Mikroimplementierungen unterstützt und damit die aktuellen 5G-RAN-Plattformangebote des Unternehmens für kleine Zellen ergänzt.

Die neuen Lösungen bauen auf dem Know-how und der Tradition von Qualcomm bei der Bereitstellung von Technologien für die zellulare Infrastruktur auf, die von der Kommerzialisierung von 3G-Netzwerkausrüstung in den 1990er-Jahren über die Bereitstellung von Mobilfunk-Chipsätzen für kleine Zellen im letzten Jahrzehnt bis in die 2000er-Jahre zurückreicht.

Die wichtigsten Highlights des 5G-RAN-Plattformportfolios von Qualcomm:

  • Von Makro- zu Kleinzellen – die Angebote bieten skalierbare Unterstützung für eine Vielzahl von Infrastrukturkategorien, die von Makro-Basisstationen mit massiven MIMOs bis hin zu kleinen Zellen reichen.
  • Hochleistungsmodem-RF – die 5G-RAN-Plattformen wurden für einen Hochleistungsbetrieb mit hoher Kapazität entwickelt und verfügen über ein umfangreiches 5G-Modem-HF-System mit Basisband, Transceiver, Front End und Antennenfeldern.
  • Virtualisierte Produkte mit integrierter Hardware-Beschleunigung - flexible vRAN-Architektur mit Hardwarebeschleunigern für die Modem- und Fronthaul-Verarbeitung, die eine Netzwerkverarbeitung mit hohem Durchsatz und niedriger Latenz für eine große Energieeffizienz und kompakte Gerätekonstruktionen ermöglicht.
  • Flexible, skalierbare, interoperable Schnittstellen – Unterstützung aller wichtigen 5G-Funktionsaufteilungsoptionen zwischen verteilter Einheit (Distributed Unit, DU) und Funkeinheit (Radio Unit, RU), um die Disaggregation des RAN in standardbasierte und interoperable modulare Komponenten zu ermöglichen.
  • Integrierte Sub-6- und mmWave-Lösung – nativ integrierte gleichzeitige Unterstützung von Sub-6-GHz- und mmWave-Basisbändern in der verteilten Einheit zusammen mit globaler Unterstützung für 5G-Sub-6-GHz-, mmWave- und 4G-Bänder in der Funkeinheit.

Interessanterweise sieht Qualcomm für mmWave eine besondere Chance bei Indoor-Anwendungen, die das Unternehmen auch adressieren will. Bislang schielte die Automobilindustrie auf diese Frequenzbänder, um die sehr hohen Bandbreiten nutzen zu können – sowohl von der Infrastruktur hin zu den Fahrzeugen als auch zwischen den Fahrzeugen. Allerdings erschwert das Ausbreitungsverhalten von mmWave den Aufbau einer Infrastruktur, da deutlich mehr Masten bzw. Zellen als bisher benötigt werden.

Den Indoor-Markt für 5G hat auch Nokia im Visier, da nach Unternehmensangaben 80 Prozent der mobilen Sitzungen in geschlossenen Räumen initiiert werden sollen. Damit blieben kleine Unternehmen und Privathaushalte ein Zentrum der Nutzung mobiler Geräte, sodass eine qualitativ hochwertige 5G-Abdeckung in geschlossenen Räumen erforderlich sei. Viele 5G-Frequenzbänder, insbesondere solche mit größeren Bandbreiten, können aufgrund von Ausbreitungsverlusten nicht in Gebäude eindringen – dies macht 5G-Smart-Nodes zu einer Option für die Abdeckung von Heimen und Büros. Entsprechend hat Nokia bereits einen 5G-Smart-Node entwickelt, der auf der Qualcomm-5G-RAN-Plattform basiert.

Die Kombination von Sub-6- und mmWave-Technik erlaubt speziell für Campus-Netze – sei es in der Werkshalle oder in der Sportarena – einen schnellen Infrastrukturaufbau mit Rückwärtskompatibilität zur installierten Basis und gleichzeitig massiven Ausbau der Bandbreite. Letzteres demonstrierten unlängst Verizon, Ericsson und Qualcomm mit einer 5G-Spitzengeschwindigkeiten von 5,06 Gbit/s. Dazu nutzen sie das 5G-mmWave-Spektrum mit Carrier Aggregation, einer Technologie, die mehrere Kanäle des Spektrums kombiniert – im konkreten Fall acht Kanäle, um die Multi-Gigabit-Geschwindigkeiten zu erreichen.

Wenn sie voll ausgereift ist, hat die 5G-Technologie das Potenzial, Geschwindigkeiten von bis zu 10 Gbit/s, Latenzzeiten unter 5 ms und Dienstbereitstellungszeiten von 90 min zu liefern. Sie wird mobile Verbindungen mit bis zu 500 km/h ermöglichen, über eine Million Geräte pro Quadratkilometer und Datenvolumen von 10 Tbit/s/km2 zu verwalten. Allerdings muss man sich noch etwas gedulden; so werden beispielsweise die Entwicklungsmuster der neuen Qualcomm-5G-RAN-Plattformen voraussichtlich in der ersten Hälfte des Jahres 2022 an ausgewählte Kunden von Netzwerkanbietern geliefert.

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