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Virtualisierte RANs

Gut aufgestellt im 5G-Spiel

06. Juni 2019, 13:12 Uhr   |  Autor: Timo Jokiaho / Redaktion: Diana Künstler

Gut aufgestellt im 5G-Spiel
© El Roi/fs/123rf

Virtual Radio Access Networks (vRANs) können Impulsgeber für 5G sein.

Virtual RANs sind die nächste Stufe der Netzwerkvirtualisierung und ein neuer Use Case für Edge-Rechenzentren in Mobilfunkinfrastrukturen. Aktuell entstehen Implementierungen auf Open-Source-Basis vor allem in 4G-LTE-Netzen. Es existieren allerdings auch schon Testumgebungen für 5G-Mobilfunknetze.

Radio Access Networks bestehen aus Antennen, Basisstationen und Controllern. Sie zählen zu den kostspieligsten Elementen in einem Mobilfunknetz, befördern die größten Datenvolumen und erfordern bislang spezielle Hard- und Software. Aufgrund der technologischen Komplexität, die mit der drahtlosen Signalübertragung verbunden ist, beeinflusst die RAN-Performance direkt und unmittelbar die Customer Experience. Eine Alternative zu proprietären, hardwarebasierten Radio Access Networks bietet eine virtualisierte RAN (vRAN)-Lösung.

Das vRAN hat seinen Ursprung in der Network Functions Virtualization (NFV), die die typische hardwarebasierte Netzwerkarchitektur in eine softwarebasierte Umgebung überführt. Ebenso verwandelt ein vRAN die herstellerspezifischen Basisstationen in flexible und kostengünstige Systeme. Betreiber von Mobilfunknetzen aktivieren Funktionen der Base Band Unit (BBU) durch den Einsatz von virtuellen Maschinen (VMs) oder alternativ von Containern auf Standardservern in einem Edge-Rechenzentrum. In dieser softwaredominierten Architektur werden einige Steuerfunktionen herkömmlicher Basisstationen auf Server im Edge-Rechenzentrum verlagert. Dies bedeutet eine Disaggregation der Basisstation und wird als „Function Split“ oder „Functional Split“ bezeichnet. Der Vorteil der Virtualisierung wird vor allem bei der Betrachtung von Software-Updates und -Upgrades deutlich. In einer hardwarebasierten, nicht virtualisierten Umgebung müssen Betreiber von Mobilfunknetzen jede Basisstation einzeln mit neuer Software ausstatten. In einer virtualisierten Architektur ist ein Großteil der Funktionen in VMs oder Containern untergebracht, die auf Servern im Edge-Rechenzentrum laufen. Zentral und am besten automatisch ablaufende Softwareverteilung vereinfacht massiv den Verwaltungsaufwand und macht ihn zudem weniger fehleranfällig, da keine manuellen Eingriffe erforderlich sind.

vRAN ist aber ein anspruchsvoller Use Case, da die technischen Anforderungen an die drahtlose Signalgebung, beispielsweise bei der Echtzeitverarbeitung und Latenz, sehr hoch sind. Die RAN-Leistung ist entscheidend, da sie sich direkt und spürbar auf die Kundenerfahrung auswirkt. Nach einer Fülle von Proof of Concepts (PoCs) sowie Labor- und Feldversuchen, ist die vRAN-Technologie nun reif genug für den produktiven Einsatz. Betreiber von 4G-LTE-Netzen haben in den letzten Monaten mit der Umsetzung begonnen.

vRAN-Implementierung
Es ist davon auszugehen, dass die ersten kommerziellen Implementierungen von vRANs mit der funktionalen Aufteilung von 4G-LTE-Basisstationen im Laufe des Jahres 2019 in Betrieb gehen werden. Netzbetreiber können dabei Funktionalität der BBU in Edge-Rechenzentren migrieren und nutzen dann virtualisierte BBUs (vBBUs). Mit der zentralen Rechenleistung eines Edge-Datacenters und Funktionspooling werden die Betreiber von Mobilfunknetzen schon bald von Capex- und Opex-Einsparungen, operativen Effizienzsteigerungen sowie innovativen  Performance-Management-Techniken profitieren. Auch in effizienteren Interferenzkontrolltechniken wie eICIC (Enhanced Inter-Cell Interference Coordination) können sich die Vorteile der Parallelität und der erhöhten Rechenleistung der zentral zusammengefassten BBUs zeigen. Die Edge-Rechenzentren befinden sich in räumlicher Nähe zu den Basisstationen.  

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