Ðиколай ÐаÑаев - st

Private 5G-Netze: Tipps zum Aufbau der Netzwerkarchitektur

Private 5G-Netzwerke könnten Organisationen eine größere Kontrolle über ihre Wireless-Umgebungen ermöglichen. Kosten und Komplexität hingegen wirken zunächst abschreckend.

Genauso wie frühere Generationen der Mobilfunktechnologie anfangs euphorisierten, wird auch 5G-Networking derzeit für eine Vielzahl von potenziellen Interessenten mit großem Tamtam vorgestellt. Die Mobilfunkanbieter machen 5G ihrer riesigen Kundenbasis vorzeitig schmackhaft, aber im Hintergrund köchelt noch eine ganz andere 5G-Story.

Eine wachsende Zahl von Anbietern und potenziellen Unternehmenskunden beobachten, wie private 5G-Netze die Wireless-Konnektivität von Organisationen in Zukunft neu gestalten könnten. Im Folgenden betrachten wir einige zentrale Aspekte der Architektur von privaten 5G-Netzwerken. Hierbei geht es um das Warum und das Wie.

Definieren Sie Ihre 5G-Anforderungen

5G-Netze werden sowohl evolutionär als auch revolutionär sein. 5G folgt 4G/LTE und führt zu vergleichsweise deutlichen Performance-Verbesserungen. Das Versprechen von 5G klingt beeindruckend. Doch jeder, der an der Implementierung einer privaten 5G-Netzwerkarchitektur interessiert ist, sollte verstehen, welche Kompromisse er dazu eingehen muss.

Bei privaten 5G-Netzwerken kann es durchaus zu einer schnelleren Rollout-Rate kommen, wenn deren ROI-Modelle sich konkretisieren und mehr Unternehmen mitmachen.

Kleinere Zellen, und oft auch noch mehr von ihnen, können das potenzielle Inhouse-Deployment von privatem 5G verkomplizieren. Gleichzeitig dürften die Kontrolle und Leistungsfähigkeit eines privaten 5G-Netzwerks einen überzeugenden Mehrwert bieten.

Doch warum sollte man in privates 5G-Networking investieren? Die Technologie ist teuer und wird in den meisten Umgebungen wahrscheinlich weder Wi-Fi noch LAN vollständig ersetzen. Damit dürfte es ein weiteres System sein, das im Budget untergebracht werden muss.

Wie bei WLAN bestimmen Ihre Anforderungen das Netzwerkdesign. Aber bevor Sie die Designphase in Angriff nehmen, gilt es zu verstehen, was Sie von einem 5G-Netzwerk erwarten, das Sie kontrollieren. Wenn Sie private 5G-Wireless-Netzwerke in Erwägung ziehen, sollten Sie sich die folgenden Fragen stellen:

  • Benötigen Sie eine umfassende Abdeckung für Geräte oder nur eine neue Art von Wireless Backhaul?
  • 5G wird häufig mit atemberaubenden Geschwindigkeiten gleichgesetzt. Doch können Sie größere Zellen und niedrigere Frequenzen gegen nicht ganz so tolle Geschwindigkeiten tauschen?
  • Wird der Großteil Ihres Traffics innerhalb Ihres eigenen Netzwerks bleiben oder über das Internet übertragen?
  • Um welche Gerätetypen, -funktionen und -dichte geht es?

Diese und andere Fragen müssen vor dem nächsten Schritt beantwortet werden, da unterschiedliche Organisationen verschiedene Anforderungen haben. So haben Branchen wie Fertigung, Bergbau, Hafenbetriebe und Erdölverarbeitung höchstwahrscheinlich andere Anforderungen an ihre privaten 5G-Netze als Lagerverwaltung, Stadien oder kommunale Sensornetzwerke.

Privates 5G: Deployment-Aspekte

Nachdem Sie das Warum für privates 5G geklärt haben, kommt jetzt das Wie ins Spiel. Für die meisten Umgebungen wird externe Hilfe notwendig sein, um alles richtig zu machen. Wie bei jedem Netzwerkdesign – das gilt insbesondere für Wireless-Netzwerke – können verschiedene Netzwerkstandorte sehr unterschiedliche Anforderungen haben. Während private Netzwerke sich mitunter auf einfache Liniendiagramme reduzieren lassen, können sie auch extrem kompliziert sein. Das hängt von einer Vielzahl an Faktoren ab.

Abbildung 1: Private 5G-Netzwerkarchitektur – eine vereinfachte Darstellung eines komplizierten Sachverhalts.
Abbildung 1: Private 5G-Netzwerkarchitektur – eine vereinfachte Darstellung eines komplizierten Sachverhalts.

Kleinzellenhardware – zum Beispiel gNodeB-Geräte und Remote Radio Heads (komplette Basisstation inklusive Antenne) zusammen mit ihrer Interconnect-Verkabelung – bildet den Access Edge des privaten 5G-Netzwerks. Diese Geräte benötigen eine starke Upstream-Konnektivität zum LAN und wahrscheinlich ebenso ins Internet. Clients greifen natürlich als 5G-Funkeinheiten auf das Netzwerk zu. Wie es aber upstream aussieht, hängt entscheidend davon ab, ob Glasfaser-, Kupfer-, Mikrowellen- oder Satellitenverbindungen (beziehungsweise ein Mix daraus) zum Einsatz kommen.

Um auch die umfangreichsten 5G-Netze zu unterstützen, muss die Upstream-Konnektivität entsprechend skaliert werden – üblicherweise gemessen in Dutzenden von Gigabyte für Schnittstellen. Das gesamte Modell muss exakt in Ihr bestehendes Netzwerk eingepasst werden. Infolgedessen spielen Switching, Routing, Sicherheit und Core-Services wie das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) und Domain Name System (DNS), die pro Organisation maßgeschneidert sind, alle eine Rolle.

Privates 5G ist Teil Ihres Netzwerks, während die Carrier-Versionen von 5G auf deren eigenen Core-Services basieren. Außerdem gibt es noch Hybridtopologien, die privates und öffentliches 5G miteinander kombinieren. Das führt sowohl zu mehr Flexibilität als auch Komplexität.

Öffentliche 5G-Netze werden sich mit 4G viele Jahre lang großflächig überschneiden. Angesichts der Größe und Unterschiedlichkeit der abzudeckenden Gebiete, die berücksichtigt werden müssen, kann 5G in großem Umfang einfach nicht so schnell ausgerollt werden. Dagegen kann es bei privaten 5G-Netzwerken durchaus zu einer schnelleren Rollout-Rate kommen, wenn deren ROI-Modelle sich konkretisieren und mehr Unternehmen mitmachen.

Denken Sie daran, dass es sich hierbei nicht um ein universelles Modell handelt. Es wird zahllose Änderungen an den aktuellen Konstrukten von privaten 5G-Netzen geben, abhängig davon, welchem Zweck sie dienen und um welche Frequenzen es geht.

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