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5G: Network Slicing & Virtualisierung

Was die Konzepte für 5G bedeuten und worin deren Relevanz liegt


Während 3G- und 4G-Funknetze maßgeblich zur Datenkommunikation von Personen untereinander konzipiert war, kommen bei 5G weitere Anwendungsszenarien hinzu. So sollen nicht nur Smartphones der Endkunden mit schnellem Internet versorgt werden. Ziel ist auch eine Basis für Kommunikation von Maschinen und Endgeräten untereinander zu schaffen – Stichwort „Internet der Dinge“. Doch die Vernetzung von Consumer Endgeräten, Autos, Maschinen, Logistik-Anlagen etc., stellt jeweils andere Anforderungen an das Mobilfunknetz. Über das Konzept des Network Slicings und der Virtualisierung will man mit 5G jeder Anwendung einzeln gerecht werden.

Network Slicing: Das perfekte Netz für alle

Für nahezu jede mögliche denkbare 5G-Applikation der Zukunft gibt es unterschiedliche Anforderungen an das Netz. Manche benötigen immense Datenübertragungsraten, einige verlangen nach möglichst hoher Ausfallsicherheit oder extrem kurzen Reaktionszeiten. Beim Streamen eines UHD-Videos aus Smartphone ist z.B. Stabilität nicht lebenswichtig und Latenz spielt auch kaum eine Rolle. Anders sieht das aus bei einer Drohnensteuerung, Robotersteuerungen in Fabriken oder der Vernetzung selbstfahrender Fahrzeuge.

Durch „Slicing“ gibt es daher nicht mehr „das“ Netz, sondern virtualisierte Teile davon mit je spezifischen Eigenschaften.  Eben wie schon angedeutet, einer zugesicherten Übertragungsrate oder einer minimalen Reaktionszeit (Latenz). Unterschiedliche Anwendungen erhalten also (nur) die benötigten Ressourcen – praktisch „kleine Netzportionen“.  Das macht 5G auch fit für neue Nutzungsszenarien in der Zukunft.

Network Slicing ermöglicht die Etablierung von untereinander autonomer und getrennter virtueller Netze für spezifische Kundengruppen, Services oder Marktsegmente (z.B. IoT). Und zwar auf Basis einer geteilten physischen Netzinfrastruktur.


Illustration der Funktion und Notwendigkeit von Network-Slicing bei 5G

Dabei ist die Virtualisierung keinesfalls nur eine organisatorische Spielerei. Vielmehr werden die Netzprovider auf die Virtualisierung von Netzwerkfunktionen (NFV) angewiesen sein, um mit begrenzten Ressourcen in puncto Funkspektrum kosteneffizient, alle Nutzungsszenarien effektiv bedienen zu können.

Network-Slicing bei 5G stellt sicher, dass Kosten, Effizienz und Flexibilität künftig frei adressierbar sind.


Die Deutsche Telekom demonstrierte bereits auf dem Mobile World Congress 2016 einen virtuellen Netzabschnitt für Ultra Mobile Broadband (UMBB). So könnten z.B. Nutzern am Smartphone bei Bedarf besonders hohe Datenraten geliefert werden. Eine zweite Schicht hingegen war spezialisiert auf Echtzeitanwendungen in Industrie und Technik (Ultra Low Latency) mit Reaktionszeiten von unter 1 Millisekunde.

Wie wird das realisiert?

Grundlage bildet eine Software- und Virtualisierungseinheit. Erstere ist das sogenannte „Software-Defined Networking“ (SDN).  In Kombination mit dem „Network Functions Virtualization“ (NFV), wird 5G besonders flexibel für jegliche Anforderungen. Vodafone beispielsweise, hat bereits 2017 einen Lizenzvertrag mit dem führenden Hersteller solcher Lösungen geschlossen – der Firma „VMware“. Der Anbieter wird demnach weltweit beim NFV-Aufbau helfen. Als Lösung vertreibt VMware seine NFV-Infrastrukturplattform vCLoud NFV-Open-Stack, welche Ende 2018 in der Version 3.0 angekündigt wurde.


Weiterführendes

» Argumente für die Virtualisierung
» Whitepaper: 5G-Ready NFV Infrastructure
» GSMA Report zum Thema 5G Network Slicing