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Virtualisierte RANs: Gut aufgestellt im 5G-Spiel

Fortsetzung des Artikels von Teil 1.

5G und Virtual Radio Access Networks

Edge Use Case vRAN für LTE und 5G Bildquelle: © Red Hat

Mit virtualisierten Baseband Units (vBBUs) in 4G-Netzen sowie Distributed Units (DU) und Central Units (CU) in 5G-Netzen können Netz-betreiber die Subscriber Experience verbessern.

Virtual Radio Access Networks zählen zu den wichtigsten Disaggregations-Projekten in der Telekommunikations- und speziell in der Mobilfunkbranche, denn damit öffnen sich Wege für die Konzeption und Umsetzung von mehr herstellerunabhängigen Lösungen. Voraussetzung dafür sind – insbesondere im Hinblick auf 5G – die Standardisierung und die Definition von Schnittstellen, damit die Netzbetreiber Technikelemente von Lieferanten ihrer Wahl frei miteinander kombinieren können. Dieser Standardisierungsprozess bei 5G wird voraussichtlich bis Ende 2019 weitgehend abgeschlossen sein.

Da Standardisierung und Abstimmung aktuell noch in vollem Gange sind, existieren verschiedene Varianten, um die Funktionalität der Basisstationen zwischen dem Antennenstandort und Edge-Rechenzentren aufzuteilen. Dies gilt sowohl für das Split-Modell der 4G-LTE-Basisstation (eNodeB) als auch für das 5G New Radio (gNodeB, 5G-Basistationen) zwischen Distributed Units (DUs) und Centralized Units (CUs). Während in 4G-LTE-Netzen lediglich eine Aufteilung in RANs und Edge-Datacenter vorgesehen ist, wird es bei 5G eine dreigliedrige Hierarchie geben: Basisstationen, DUs und CUs. Einer der Gründe dafür: In 5G-Netzen wird es deutlich mehr Basisstationen als bei 4G-LTE geben. Die CUs sind als Distributed Cloud mit einem geringen Platzbedarf konzipiert. Dagegen sollen die DUs Aufgaben wie Realtime-Verarbeitung, Unterstützung des Precision Time Protocol (PTP) und Hardwarebeschleunigung mit FPGAs und Smart NICs übernehmen.

Dis-Aggregation Bildquelle: © Red Hat

Die Dis-Aggregation ermöglicht eine Verlagerung der Funktionen von physischen Basisstationen auf virtuelle Maschinen.

5G soll zur Basisarchitektur für die Bereitstellung einer Vielzahl von Anwendungen und Diensten werden: von einem schnelleren Mobilfunknetz, sehr niedrigen Latenzzeiten, Edge Use Cases, Machine-to-Machine-Kommunikation und IoT, Telemedizin, personalisierten Robotern sowie Augmented-Reality (AR)- und Virtual-Reality (VR)-Services. Bis all diese Dienste flächendeckend bereitstehen, wird noch einige Zeit vergehen. Unternehmen können dann 5G in Kombination mit anderen Technologien nutzen, etwa mit Drohnen, zur Gesichtserkennung und im Zuge von VR-Anwendungsszenarien in der Telemedizin.

Als Edge-Rechenzentren sollen DUs und CUs in 5G-Netzen wichtige Aufgaben bei der Bereitstellung innovativer neuer Dienste und Anwendungen übernehmen. Nach dem Modell der Mikrosegementierung durch Network Slicing soll eine Vielzahl von Workloads vorhanden sein; vRANs sind dann ein Workload unter vielen anderen. Zur Erstellung der Applikationen kommen in Proof of Concepts derzeit beispielsweise Container-Plattform-Umgebungen zum Einsatz. Damit bauen Entwickler nach einem Microservice-Modell cloudnative Anwendungen, die in Containern verpackt auf unterschiedlichen Plattformen laufen können.

Viele Mobilfunkanbieter betreiben schon jetzt kommerzielle, wenn auch lokal beschränkte 5G-Testumgebungen, und in den nächsten Monaten werden zahlreiche neue Projekte dazukommen. In vielen dieser Projekte spielen Open-Source-Technologien eine entscheidende Rolle.

Timo Jokiaho ist Principal Technologist – EMEA Telco Technology Office bei Red Hat