Funkzugangsnetze (RANs) sind entscheidend für die Funktionsweise von Mobilfunknetzen. Während des größten Teils der Geschichte von RANs haben wenige Anbieter den RAN-Markt monopolisiert, die Gesamtkosten erhöht und gleichzeitig die Auswahlmöglichkeiten der Netzbetreiber eingeschränkt.
Besonders da 5G sowohl im Unternehmensumfeld als auch in öffentlichen und unternehmensinternen 5G-Instanzen weltweit immer konkreter wird, unterstützt ein wachsender Teil der 5G-Infrastrukturanbieter sowie einige RAN-Anbieter eine Open-RAN-Bewegung, von der viele glauben, dass sie 5G zugänglicher, erschwinglicher und besser auf branchenspezifische Anforderungen zugeschnitten machen wird. Während Netzbetreiber weiterhin auf offene RAN-Standards und Best Practices drängen, wird es zunehmend wichtiger, Open RAN und seine Rolle bei der Verbreitung von 5G zu verstehen.
Was ist RAN?
Das Funkzugangsnetz (RAN) ist einer von zwei zentralen Bereichen eines mobilen Mobilfunknetzes; der andere ist das Kernnetz. Das RAN nutzt sowohl Antennen als auch Basisstationen, um Signale und Dienste zu verwalten. Während die Antenne sowohl den Signalempfang als auch die Signalübertragung für Mobilgeräte übernimmt, wird das Signal anschließend von Basisstationen so umgewandelt, dass es digital interpretiert und mit dem übrigen Netz verbunden werden kann.
Traditionell konnten Netzbetreiber für jede benötigte Komponente nur mit einem einzigen RAN-Anbieter arbeiten, insbesondere weil die Interoperabilität der RAN-Produkte verschiedener Anbieter nie im Mittelpunkt stand. Da sich RAN im Laufe der Zeit weiterentwickelt hat, um den Anforderungen von 5G und anderen mobilen Netzwerken gerecht zu werden, sind neue RAN-Arten wie Open RAN und CloudRAN (oder vRAN) verfügbar geworden.
Was ist Open RAN?
Open RAN bezeichnet die Aufteilung des RAN in verschiedene Komponenten – die Funkeinheit (RU), die verteilte Einheit (DU) und die zentrale Einheit (CU) – sowie die Gewährleistung, dass die Schnittstellen und Protokolle zwischen diesen drei Komponenten offen sind und ihre Kommunikation und Zusammenarbeit ermöglichen. Durch die Öffnung des RAN in diesen drei Bereichen der Interoperabilität können verschiedene Anbieter Produkte und Dienste für die einzelnen Teile des RAN anbieten. Das eröffnet sowohl Anbietern als auch Netzbetreibern neue Möglichkeiten, da Netzbetreiber für jede Einheit die Anbieter ihrer Wahl auswählen können.
Die Idee hinter Open RAN nahm durch O-RAN Gestalt an – einer von Netzbetreibern geführten Allianz, die einen offeneren Wettbewerb und mehr Interoperabilität zwischen RAN-Anbietern und ihren Produkten fördert. Die Organisation hat außerdem stark darauf hingewirkt, die Anforderungen an die RAN-Infrastruktur von traditioneller Hardware hin zu Software zu verlagern. Das ist ein wesentlicher Grund dafür, dass CloudRAN und Open RAN häufig gemeinsam thematisiert werden.
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Zentrale Merkmale einer Open-RAN-Infrastruktur
Eine Open-RAN-Infrastruktur basiert auf zentralen Funktionen wie einem Framework für Servicemanagement und Orchestrierung und bietet unter anderem Unterstützung für die Entwicklung und Sicherheit von Cloud-Anwendungen, Automatisierung mit KI und ML sowie von 3GPP definierte Schnittstellen.
Weitere zentrale Merkmale einer Open-RAN-Infrastruktur sind:
- Funkeinheit (RU): Die RU ist typischerweise Bestandteil der Antenne und der Ort, an dem Funkfrequenzen übertragen und anderweitig verwaltet werden.
- Verteilte Einheit (DU): eine Recheneinheit innerhalb der Basisstation, die sich typischerweise in der Nähe der RU befindet.
- Zentrale Einheit (CU): eine Recheneinheit innerhalb der Basisstation, die sich typischerweise in der Nähe des Kernnetzes befindet.
- Fronthaul: Schnittstellen, die zwischen RU und DU geöffnet wurden.
- Midhaul: Schnittstellen, die zwischen DU und CU geöffnet wurden.
- Backhaul: Schnittstellen, die zwischen CU und Kernnetz geöffnet wurden.
- Intelligenter RAN-Controller (RIC): ein Controller, der angepasst werden kann, um andere Bereiche des RAN zu programmieren und um zusätzliche Programmierbarkeit zu schaffen.
Wie Open RAN 5G unterstützt
5G-Netze bieten die extrem niedrige Latenz, Bandbreite und Geschwindigkeit, die für neue Technologien wie das Internet der Dinge (IoT) und intelligente Geräte mit künstlicher Intelligenz (KI) erforderlich sind. Allerdings ist 5G bei herkömmlichen Funkzugangsnetzen, die die Infrastrukturkosten in die Höhe treiben, die allgemeine Dienstqualität senken und die Innovationsfähigkeit der Netzbetreiber einschränken, längst nicht so zugänglich und leistungsfähig. Viele Experten halten Open RAN aus folgenden Gründen für entscheidend, damit sich 5G-Netze breiter durchsetzen:
Open RAN verringert Anbietermonopole und fördert den Wettbewerb
Herkömmliches RAN hat es kleineren oder weniger bekannten RAN-Anbietern erschwert, ihre Zielgruppen zu erreichen – insbesondere weil die fehlende Interoperabilität von RAN Kunden dazu zwang, sich auf große Anbieter zu verlassen, die all ihre Anforderungen erfüllen konnten. Open RAN hat begonnen, die Infrastruktur des Netzes zu öffnen. Dadurch können sich RAN-Anbieter darauf konzentrieren, eine begrenzte Auswahl an RAN-Produkten, -Diensten und Anwendungsfällen anzubieten.
Der offene Ansatz führt letztlich zu weniger Monopolen, wodurch die Wettbewerbsbedingungen für Anbieter ausgeglichener werden und sie zu höheren Standards gezwungen sind, wenn sie ihre Kunden halten wollen. Diese höheren Standards dienen dazu, RAN für die aktuellen und künftigen Anforderungen an 5G-Netze zu optimieren.
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Open RAN vermeidet die Abhängigkeit von einem Anbieter
Kunden können außerdem je nach Bedarf und Preisvorstellung verschiedene Anbieter auswählen, da Open-RAN-Komponenten für den Einsatz in einem Multi-Vendor-Ökosystem konzipiert sind. Kosteneinsparungen sind bei der Entwicklung von 5G wichtig, weil 5G mehr und näher bei den Nutzern gelegene Funkmasten benötigt, um effektiv zu funktionieren. Die durch Open RAN ermöglichten niedrigeren Kosten werden es Netzbetreibern wahrscheinlich ermöglichen, mit erschwinglicherer Infrastruktur mehr ländliche und weltweite Zielgruppen zu erreichen.
Die freie Auswahl kann Netzbetreibern nicht nur dabei helfen, Geld bei der RAN-Infrastruktur zu sparen, sondern eröffnet ihnen auch neue Möglichkeiten für Integration und Aufbau und erweitert damit das Potenzial für Innovationen auf Basis von 5G.
Open RAN bietet spezialisierte Unterstützung für Branchen und Veranstaltungen
Die Unterstützung mehrerer Anbieter bündelt die Stärken aller verfügbaren Anbieter. Das kann insbesondere für Nutzer in einer spezialisierten Branche wertvoll sein, die in einem bestimmten Bereich des RAN mehr Unterstützung oder zusätzliche Funktionen benötigen. Sie können sich für diesen Teil auf einen hochwertigen Anbieter verlassen, ohne ihn für alle Komponenten einsetzen zu müssen. Open RAN unterstützt außerdem erwartete Zunahmen des Netzwerkverkehrs.
Ein hervorragendes Beispiel für Open RAN im Einsatz in einem 5G-Netz ist die ereignisbasierte Netzwerkoptimierung. Wenn ein Konzertveranstalter, ein Flughafen oder ein anderer großer Veranstaltungsort die Netzwerkdienste für einen bestimmten Zeitraum verbessern oder mithilfe von KI erweitern möchte, ermöglicht die Flexibilität mehrerer Anbieter, ereignisbezogene Anforderungen zu erfüllen und während Verkehrsspitzen im Netz spezialisierte Dienste in Echtzeit bereitzustellen. Da viele 5G-basierte Technologien situationsabhängige Funktionen und eine Erweiterung der Dienste erfordern, bewegt dieser besondere Vorteil von Open RAN viele Netzbetreiber dazu, sich der O-RAN-Bewegung anzuschließen.
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