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 waren, kamen bei 5G weitere Anwendungsszenarien hinzu. So sollen nicht nur Smartphones der Endkunden mit schnellem Internet versorgt werden. Ziel war immer 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 - heute und in 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 an das 5G-Smartphone eines Mobilfunkkunden, ist z.B. Stabilität nicht lebenswichtig und Latenz spielt auch kaum eine Rolle. Anders sieht das aus bei einer Drohnen- oder Robotersteuerungen in Fabriken aus bzw. bei 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.

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.

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. Im Oktober 2024 startete die Telekom dann auf Basis von 5G+ erstmals einen Gaming-Dienst, der explizit auch für Privatkunden von Network-Slicing profitieren lässt.

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.

Stand der Dinge beim "Scheibchen Netz"

Mittlerweile (2024) setzen alle Mobilfunkanbieter teilweise schon Networkslicing bei 5G ein. Voraussetzung ist dabei allerdings standalone 5G und kompatible Endgeräte. Beides ist längst noch nicht überall gegeben und daher wird wohl noch einige Jahre dauern, bis die 5G Netzwerkteilung auch für Privat- und Geschäftskunden zum Alltag wird. Vodafone kündigte zumindest Ende 2022 an, sogar NS für 4G zu nutzen. Den Einsatz der Dt. Telekom für ihr 5G+ Gaming Angebot hatten wir ja bereits erwähnt.

Weiterführendes

» Argumente für die Virtualisierung
» Whitepaper: 5G & the Cloud
» GSMA Report zum Thema 5G Network Slicing