Network Slicing ist mit dem Aufkommen der 5G-Network-Slicing-Technologie in der Telekommunikationsbranche immer wichtiger geworden. Diese Technologie ermöglicht es, mehrere separate Netzwerke zu einem schnellen und effizienten 5G-Netzwerk zusammenzuschließen und als ein einziges zu betreiben.
Obwohl die Technologie noch relativ neu ist, hat sie sich zu einem der meistgepriesenen Merkmale von 5G entwickelt, weil sie Unternehmen (und Verbrauchern) ein individuell angepasstes Maß an Dienstgüte (Quality of Service, QoS) bietet. Darüber hinaus können Unternehmen 5G-Network-Slicing nutzen, um höhere Verarbeitungsgeschwindigkeiten und einen größeren Durchsatz zu erzielen sowie die Latenz bei der Datenübertragung und -speicherung zu verringern.
Was ist Network Slicing?
Network Slicing bezeichnet das Zusammenschalten zweier separater Netzwerke zu einem einzigen, um eine größere Bandbreite und einen höheren Durchsatz zu erzielen. Dieses Konzept eröffnet eine neue Sichtweise auf Netzwerke. Statt eines einzigen Netzwerks gibt es mehrere Slices (oder Teilnetzwerke), von denen jeder über eigene Fähigkeiten und Einsatzmöglichkeiten verfügt.
Dadurch lassen sich personalisierte Netzwerke erstellen, in denen Unternehmen Netzwerk-Slices kombinieren können, um ihren Kunden eine bessere Leistung zu bieten. Außerdem können sie neue Dienste schaffen, die mit nur einem Netzwerk-Slice nicht möglich gewesen wären.
In seiner einfachsten Form ist dies jedoch lediglich eine Möglichkeit, zwei unterschiedliche Netzwerke zu einem größeren zusammenzuführen. Angenommen, Sie betreiben ein Unternehmen mit mehreren Standorten, die jeweils mit einem unabhängigen WLAN-Zugangspunkt (Access Point, AP) verbunden sind. Dann können Sie Network Slicing nutzen, um diese APs miteinander zu verbinden, sodass sie nahtlos Informationen austauschen können.
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Was ist 5G-Network-Slicing?
Beim 5G-Network-Slicing werden Bandbreiten-Slices dynamisch zusammengeführt. Diese Slices werden durch 5G-Network-Slicing erzeugt – eine Funktion, mit der sich Bandbreiten aufteilen lassen, um verschiedenen Anwendungen, Geräten und Benutzern unterschiedliche Dienstniveaus bereitzustellen.
So könnten beispielsweise Bandbreiten-Slices für latenzempfindliche Anwendungen wie autonome Fahrzeuge reserviert werden, während ein anderer Bandbreiten-Slice für Anwendungen wie Videostreaming vorgesehen ist.
Mit 5G-Network-Slicing können Sie diese Slices abhängig von den Echtzeitbedingungen und der Nachfrage der Benutzer dynamisch zusammenführen. Durch ihre Kombination erhalten Benutzer durchgängig einen konsistenteren 5G-Dienst. Dadurch müssen Bandbreiten weder reserviert noch überdimensioniert bereitgestellt werden, was zu einer effizienteren Nutzung der Netzwerkressourcen und einer höheren geschäftlichen Agilität führt.
Darüber hinaus kann 5G-Network-Slicing 5G-Netzwerken zu höheren Datenraten, besserer Zuverlässigkeit, einer größeren Abdeckung und mehr Kapazität verhelfen. All diese Vorteile machen 5G zu einem leistungsfähigen Werkzeug für Unternehmen.
Wie funktioniert Network Slicing?
Network Slicing ermöglicht es Betreibern, mehrere virtuelle Slices ihrer Infrastruktur zu erstellen und zu kombinieren, durch die bestimmte Arten von Datenverkehr fließen, um Unterschiede in der Ausführung von Anwendungen in einem Netzwerk zu berücksichtigen. Das zentrale Konzept hinter Network Slicing besteht darin, dass Netzwerke ebenso heterogen sind wie die auf ihnen ausgeführten Anwendungen und Dienste.
Das bedeutet, dass jeder Dienst unterschiedliche Leistungsmerkmale erfordern kann, etwa eine vorhersehbare Latenz, einen hohen Datendurchsatz oder einen niedrigen Energieverbrauch. Jeder dieser Parameter ist für den Dienst wichtig und kann nicht zugunsten eines anderen geopfert werden.
Beispielsweise müssen Voice-over-IP (VoIP)-Anrufe schnell und mit minimaler Verzögerung übertragen werden, müssen jedoch keine großen Datenmengen übertragen. Im Vergleich dazu benötigen Videostreaming-Dienste eine hohe Bandbreite und minimale Latenz, damit Videos für die Benutzer ruckelfrei gestreamt werden.
Diese beiden Anwendungen unterscheiden sich grundlegend voneinander und haben daher unterschiedliche Anforderungen an ihre Ausführung in einem Netzwerk. Mit Network Slicing kann eine einzige physische Infrastruktur viele virtuelle Slices bereitstellen, die auf die jeweiligen Anforderungen der Anwendungen zugeschnitten sind.
Wenn ein Slice seine festgelegten Anforderungen nicht erfüllt, kann er problemlos durch einen anderen ersetzt werden, ohne andere Teile des Netzwerks zu beeinträchtigen. So kann ein Betreiber jeden Aspekt seiner Umgebung steuern – von der QoS über die Preisgestaltung bis hin zur Kapazität.
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Wie wird 5G-Network-Slicing umgesetzt?
5G-Network-Slicing basiert auf softwaredefinierten Netzwerken (Software-Defined Networking, SDN). Damit ist Software gemeint, die Aufgaben übernehmen kann, die normalerweise von spezialisierten Hardwaregeräten ausgeführt werden. Da 5G-Netzwerke höhere Verbindungsgeschwindigkeiten, mehr Verbindungen pro Gerät und Geräte ohne feste Standorte erfordern, wird die Netzwerkverwaltung zunehmend komplexer, sodass automatisierte Lösungen notwendig werden.
Beim 5G-Network-Slicing werden virtualisierte 5G-Funkzugangsnetze erstellt, die viele separate Zellen zu einem einheitlichen Netzwerk zusammenführen. Dadurch können Betreiber ihre Abdeckungsgebiete erweitern und zugleich weniger physische Funkzellenstandorte nutzen, als bei einem Ansatz mit einzelnen Zellen erforderlich wären. Das senkt sowohl die Investitions- als auch die Betriebskosten für Mobilfunkbetreiber.
Ein Betreiber erstellt virtualisierte 5G-Funkzugangsnetze (Radio Access Networks, RANs), die mehrere einzelne Zellen zu einer logischen Einheit integrieren. Durch die Zusammenführung mehrerer Small Cells zu einer großen Zelle kann 5G-Network-Slicing höhere Durchsätze bei geringerer Latenz erzielen, als dies mit einer einzelnen Small Cell möglich wäre.
Vorteile von Network Slicing
Unternehmen setzen aus mehreren Gründen auf 5G-Network-Slicing. Da Benutzer über dieselbe 5G-Leitung gleichzeitig Daten in beide Richtungen senden können, sind höhere Geschwindigkeiten möglich.
Durch die Trennung von Senden und Empfangen mit 5G-Network-Slicing können Benutzer außerdem beim Senden von Daten nahtlos zwischen Frequenzen wechseln, ohne beim Wechsel zwischen Geräten Pufferung oder Verzögerungen zu erleben.
5G-Network-Slicing ermöglicht es Benutzern zudem, ihre 5G-Verbindung an ihre spezifischen Anforderungen anzupassen. Wenn Sie beispielsweise mehrere verbundene Geräte haben, die eine hohe Bandbreite, aber geringe Latenz benötigen, können Sie Ihre Verbindung entsprechend priorisieren.
Darüber hinaus können Unternehmen mit 5G-Network-Slicing große Datenmengen schnell übertragen, ohne Einbußen bei der Qualität hinnehmen zu müssen – besonders nützlich ist das in Branchen wie dem Gesundheitswesen, in denen Patienteninformationen schnell und präzise übermittelt werden müssen.
Nachteile von Network Slicing
Wie bei jeder neuen Technologie bestehen auch beim 5G-Network-Slicing mehrere Risiken, die zu Datenverlust oder unbefugtem Zugriff auf Systeme führen können.
Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass 5G-Network-Slicing weniger sicher sein wird als andere Technologien. Aufgrund seines jungen Alters dürfte 5G-Network-Slicing sogar weniger Schwachstellen aufweisen als ältere Technologien. Allerdings könnte es aufgrund seiner Eigenschaften – 5G-Network-Slicing ist für Hochgeschwindigkeitsübertragungen ausgelegt – für Hacker attraktiver sein als andere Technologien.
Chancen durch 5G-Network-Slicing
5G steht für ein neues Paradigma in der mobilen Kommunikation. Die Technologie wird neue Anwendungen unterstützen, die gewaltige Datenströme, extrem zuverlässige Kommunikation mit geringer Latenz oder eine sehr große Zahl gleichzeitig verbundener Geräte nutzen.
5G wird außerdem völlig neue Anwendungen ermöglichen, die mit der heutigen Technologie nicht realisierbar sind, etwa immersive Telemedizin oder Industrie 4.0. Darüber hinaus bringt 5G Heterogenität in Mobilfunknetze, um die Last auszugleichen und effizient auf eine nahezu unendliche Zahl verbundener Geräte zu skalieren.
Diese Heterogenität lässt sich erreichen, indem verschiedene Arten von Funkzugangstechnologien (Radio Access Technologies, RAT) auf unterschiedlichen Schichten von 5G-Netzwerken hinzugefügt und miteinander verbunden werden, um ein nahtloses RAN zu bilden. Mit anderen Worten: 5G-Network-Slicing ermöglicht eine heterogene Bereitstellung über alle Schichten eines 5G-Systems hinweg.
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