Das 5G-Funknetz benötigt Glasfaserverbindungen... viele Glasfaserverbindungen

Brian Lavallée

Im Zusammenhang mit dem 5G-Wireless-Standard denkt man vermutlich nicht spontan an unterirdische Glasfasernetze. Hierzu erklärt Brian Lavallée von Ciena: 5G-Mobilfunknetze haben weitreichende Auswirkungen – und zwar sowohl auf den Funkbereich (was nicht weiter überraschend ist), sondern auch auf den Festnetzbereich der globalen Netzinfrastruktur. Die beachtlichen Leistungsziele des 5G-Netzes sind stark davon abhängig, dass an den Basisstationen eine große Menge an Glasfaserverbindungen zur Verfügung steht. Weitere Informationen finden Sie im Beitrag von Brian Lavallée.
Brian Lavallée ist Director of Technology & Solutions Marketing für Paketnetzlösungen von Ciena.

Der kürzlich von der ITU (International Telecommunications Union) veröffentlichte Bericht „Trends in Telecommunication Reform 2016“ bestätigt, dass bei Kapitalinvestitionen in die Glasfaserinfrastruktur zwischen 2014 und 2019 ein gigantisches Volumen von 144,2 Mrd. USD erwartet wird. Einer der Hauptgründe für diese umfangreichen Investitionen in Glasfaserinfrastrukturen sind die 5G-Funkstationen von morgen.
5G-Mobilfunknetze haben weitreichende Auswirkungen – und zwar nicht nur auf den Funkbereich (was nicht weiter überraschend ist), sondern auch auf den Festnetzbereich der globalen Netzinfrastruktur, da per Funk übertragene Bits auch terrestrische Festnetze durchlaufen. In einem anderen Beitrag habe ich die zentralen Leistungsziele1 von 5G zusammengefasst, die hier im Anschluss noch einmal aufgeführt sind. Diese beachtlichen Leistungsziele hängen stark von der Verfügbarkeit zahlreicher Glasfaserverbindungen an den Basisstationen ab.- Bis zu 1000-fache Bandbreite pro Einheitenbereich
- Bis zu 100x mehr verbundene Geräte
- Verbindungsraten von bis zu 10 Gbit/s für mobile Geräte in der Praxis
- Als 99,999 Prozent wahrgenommene Netzverfügbarkeit
- Als 100 Prozent wahrgenommene Netzabdeckung
- Maximale End-to-End-Roundtrip-Verzögerung (Latenz) von 1 ms
- Bis zu 90 Prozent weniger Energieverbrauch des Netzes
Bei 2G- und 3G-Mobilfunknetzen wurden traditionell üblicherweise kupferbasierte Time Division Multiplexing(TDM)-Leitungen (beispielsweise mehrere gebündelte T1- oder E1-Leitungen) verwendet, um Basisstationen über das Mobile Backhaul(MBH)-Netz mit einem nahegelegenen Mobile Switching Center zu verbinden. Diese MBH-Architektur hat der Branche zwar jahrzehntelang gute Dienste geleistet, angesichts der Verbreitung von 4G wird aber schnell deutlich, dass sie inzwischen nicht mehr zeitgemäß ist. Aus diesem Grund werden MBH-Systeme auf der ganzen Welt modernisiert. Hierbei wird die veraltete kupferbasierte MBH-Architektur zur Versorgung von Basisstationen durch eine paketbasierte Übertragung per Glasfaser ersetzt, um deutlich höhere Kapazitäten zu erhalten und die Zukunftssicherheit von MBH-Netzen zu gewährleisten. Diese MBH-Glasfaserupgrades werden durch die verstärkte Nutzung der 4G LTE- und LTE-Advanced-Technologie für Mobilfunknetze beschleunigt, wovon angesichts der nahezu unbegrenzten Bandbreite glasfaserbasierter Netze auch zukünftige 5G-Netze profitieren werden. Informationen zu möglichen Optionen für die zukünftige Entwicklung finden Sie in unserem Essentials Series-Leitfaden: Mobile Backhaul.

Zur Verbesserung der Abdeckung, Kapazität und allgemein der Benutzererfahrung (Quality of Experience, QoE) für mobile Benutzer setzen Mobilfunkbetreiber (Mobile Network Operators, MNOs) auf kleine Zellen, um Funkeinheiten strategisch näher beim Benutzer zu platzieren. Bei kleinen Zellen kann das Backhaul über Kupferleitungen (xDSL, HFC-basierte Kabelmodems…), per Funk (Mikrowellen, Millimeterwellen…) oder per Glasfaser (Ethernet, PON…) erfolgen. Alle drei Medienoptionen werden heute in unterschiedlicher Ausprägung verwendet. Die Wahl der Technologie hängt von wirtschaftlichen, umgebungsbezogenen und gesetzlichen Aspekten sowie von der Produkteinführungszeit ab. Hierbei handelt es sich häufig um spezifische Kriterien für den geografischen Zielort und die gewünschte Applikation. Glasfaserbasiertes MBH mit kleinen Zellen ist, soweit möglich, in jedem Fall die bevorzugte Option. Die Technologie ist skalierbar, sicher, ausgereift und zumeist auch die kostengünstigste Lösung. Es gibt jedoch Fälle, in denen sich die Bereitstellung von Glasfaser nicht realisieren lässt.

Die maximale theoretische Downloadgeschwindigkeit von LTE-Advanced (Version 8) beträgt 300 Mbit/s. (In der Praxis werden allerdings deutlich geringere Downloadgeschwindigkeiten von etwa 40 Mbit/s erreicht, sofern der Dienst in Ihrer Region überhaupt verfügbar ist.) Da immer mehr mobile Benutzer mit immer leistungsfähigeren Smartphones auf videobasierte Inhalte zugreifen, wird auch der Bedarf an Radio Access Network(RAN)-Bandbreite unvermindert zunehmen.