Telekom zeigt das erste vollständige 5G-System der Welt
- Demonstrations-Netz besticht durch Network Slicing, extrem niedrige Latenz, Rekord-Übertragungskapazität und LTE-ähnliche Konnektivität
- Telekom setzt zusammen mit Huawei, Samsung und der Stanford University neue Standards in der Entwicklung von 5G-Netzen
- Ära der digitalen Echtzeit-Kommunikation in Sicht: 5G:haus-Partner senken System-Latenz auf unter eine Millisekunde im Network Slice
Mit dem ersten, herstellerunabhängigen Ende-zu-Ende-System meistert das 5G:haus der Telekom nicht allein ein Baustein-Puzzle, das Experten in aller Welt beschäftigt. Zusammen mit seinen Partnern gelingt dem Innovationslabor auch ein gewaltiger Schritt in der Entwicklung eines leistungsstarken 5G-Netzes, das sich selbst für extremste Dienste der nächsten Generation eignet. Virtuelle Realität, ein enormes Internet der Dinge, taktiles Internet für in Echtzeit gesteuerte Roboter - Huawei, Samsung, die SoftRAN Initiative der Stanford University und die Telekom weisen beim Mobile World Congress 2016 den Weg.
Network Slicing macht’s möglich
Am Stand der Telekom in Barcelona präsentiert das 5G:haus zum ersten Mal ein voll funktionsfähiges, Ende-zu-Ende 5G-Netz. Eine neuartige, flexible Architektur ermöglicht diesem, bei Bedarf auch extrem unterschiedliche Eigenschaften annehmen zu können. Das System ist software-definiert aufgebaut. Es basiert auf offenen Schnittstellen, Hardware nach Industriestandards und Network Slicing. Die Deutsche Telekom betreibt in Barcelona drei solcher virtueller Netzabschnitte (Network Slices) im Parallelbetrieb auf derselben Hardware. Das Ende-zu-Ende-System aus Zugangs- und Kernnetz regelt sowohl die Erstellung, Orchestrierung, Bereitstellung, als auch den Einsatz und Betrieb der einzelnen Slices.
"Network Slicing ermöglicht in 5G einerseits, schnell und effizient differenzierte Zugangsmöglichkeiten für unterschiedliche Anforderungen der Industrie zu schaffen und bereitzustellen. Gleichzeitig bietet es Privatkunden nahtlos schnelle, mobile Breitbandanbindung", sagt Bruno Jacobfeuerborn, Technikchef Deutsche Telekom AG. "Unser bahnbrechendes Ende-zu-Ende-System zeigt, wie extrem leistungsfähige Services für die verschiedensten Anwendungen in einer digitalisierten Gesellschaft auf Abruf möglich sein werden."
Network Slicing sorgt über Software-Defined Networking (SDN) und Network Functions Virtualization (NFV) für Flexibilität vom Kern bis hin zum mobilen Zugang des Netzes. Im virtuellen Netzabschnitt, der auf Reaktionsschnelligkeit ausgelegt ist, gelang den 5G:haus-Partnern ein Weltrekord mit weitreichenden Folgen: Zum ersten Mal überhaupt wurde eine Netz-Latenz, Ende-zu-Ende, von unter einer Millisekunde erreicht. Das ist branchenweit ein Meilenstein im Bereich des taktilen Internets und ein Signal für die Entwicklung von Anwendungen zur extremen Echtzeit-Kommunikation.
Integrierte Funktionalität für eine digitalisierte Gesellschaft
Als Antwort auf die wachsende Nachfrage nach sehr schnellen Funknetz-Verbindungen reagiert das System des 5G:haus mit einem virtuellen Netzabschnitt für Ultra Mobile Broadband (UMBB). Mobilfunk-Technologie im 60 GHz Frequenzband und eine spezielle Richtfunk-Technik sorgen für bessere Abdeckung, Mobilität und Leistung. Dieses Konzept wurde auf einen ultramodernen Smartphone-Prototyp übertragen. In Barcelona demonstrieren das 5G:haus und seine Partner, wie man damit einen Daten-Durchsatz von mehr als 1,5 Gb/s erreichen kann.
Ultra Low Latency (ULL) eignet sich besonders für industrielle Anwendungen, die eine zuverlässige Anbindung an das Netz in absoluter Echtzeit erfordern. Dies stellen die Partner des 5G:haus mit einem Network Slice zur Verfügung, der eine Latenz von weniger als einer Millisekunde besitzt – das ist Weltrekord. Sie zeigen, wie ULL in einem 5G-System für taktile Internetanwendungen, z.B. bei Industrierobotern oder selbstfahrenden Autos, eingesetzt werden kann. Für eine optimale Abdeckung kommt dabei das 2,6-GHz-Spektrum zum Einsatz.
Bei 5G ist eine LTE-ähnliche Verbindungsdichte Programm und wird für einige Zeit den Großteil des Datenaufkommens bewältigen können. Das 5G:haus beweist, dass es möglich ist, einerseits Echtzeit-Kommunikation garantieren zu können und andererseits zur selben Zeit und mit derselben Infrastruktur große Datenmengen übertragen zu können. Dabei kommen das 2,6-GHz-Spektrum sowie die Vorteile der Network Slicing-Technologie zur Geltung.
Nächster Schritt: Den Kunden stärker einbeziehen
Die Verschmelzung aller nötigen Technologie-Bausteine zu einem 5G-Gesamtkonzept - in einer zudem herstellerunabhängigen Umgebung - liefert der Deutschen Telekom und ihren Partnern wichtige Erkenntnisse. Dabei ist klar geworden, wie die Anforderungen an die Schnittstellen-Spezifikationen aussehen und welche Eigenschaften durch den Einsatz der Slicing-Technologie in einem 5G-Netz unabhängig realisiert werden können. Die Entwicklung eines Konzepts für ein solches Ende-zu-Ende 5G-Netz ist ein branchenweites Ziel. Deshalb lassen die Partner ihre Erfahrung auf dem Gebiet der herstellerunabhängigen System-Integration in den Standardisierungsprozess für die Entwicklung einer wirklich globalen 5G-Lösung einfließen.
"Wir zeigen, dass die Entwicklung der 5G-Technologie eine wirklich aufregende Phase erreicht hat. Als Nächstes wird das 5G:haus die Kunden in den Entwicklungsprozess einbeziehen, um ihnen diese Technologien näher zu bringen und sicherzustellen, dass sie ihren Erwartungen entsprechen", so Bruno Jacobfeuerborn.
Über die Deutsche Telekom
Die Deutsche Telekom ist mit rund 151 Millionen Mobilfunkkunden sowie 30 Millionen Festnetz- und über 17 Millionen Breitband-Anschlüssen eines der führenden integrierten Telekommunikationsunternehmen weltweit (Stand 31. Dezember 2014). Der Konzern bietet Produkte und Dienstleistungen aus den Bereichen Festnetz, Mobilfunk, Internet und IPTV für Privatkunden sowie ICT-Lösungen für Groß- und Geschäftskunden. Die Deutsche Telekom ist in mehr als 50 Ländern vertreten und beschäftigt weltweit rund 228.000 Mitarbeiter. Im Geschäftsjahr 2014 erzielte der Konzern einen Umsatz in Höhe von 62,7 Milliarden Euro, davon mehr als 60 % außerhalb Deutschlands.
Wichtige Fakten zu den angewendeten Technologien
Das gezeigte Konzept basiert auf diversen Funktechnologien, einem vereinheitlichten Kernnetz und der Technik des Network Slicing. All das wurde herstellerunabhängig in ein Ende-zu-Ende-System integriert.
Das Kernnetz beruht auf der serviceorientierten Architektur von Huawei (SOA) und eignet sich für die Anwendung von Network Slicing-Technologie von Ende-zu-Ende. Topologie, Protokolle und Ressourcenzuordnung erfolgen Software-definiert. Damit handelt es sich um ein komplett programmierbares Netzwerk.
Die serviceorientierte Architektur erlaubt die Entkopplung von Nutzerebene und Kontrollebene, so dass das Netz einfacher zu handhaben ist. Grundlegende, modulare Services sind On-Demand bereitzustellen und schnell als Produkt verfügbar. Kernnetz- und Funknetz-Interface-Funktionen dürfen je nach Anwendung unterschiedlich kombiniert werden, um die Network Slicing-Technologie von Ende-zu-Ende einsetzen zu können. Für Lifecycle-Management und Monitoring der virtuellen Netzabschnitte wird ein Slice Manager eingesetzt, der sowohl für das Zugangsnetz als auch für das Kundennetz zuständig ist.
Herzstück des 5G-Netzes ist das von der Stanford University entwickelte SoftRAN für agile, programmierbare Funknetze. SoftRAN basiert auf standardisierter, marktüblicher Hardware und ist softwaredefiniert. Es wird in diesem System beim Mobile World Congress genutzt, um auf ein und derselben Infrastruktur zwei Network Slices parallel betreiben zu können. Dabei kann der eine extrem reaktionsschnell sein, während der andere Slice bequem große Mengen Daten in kurzer Zeit transportieren kann. Beide virtuelle Netzabschnitte nutzen dabei 2,6-GHz-Spektrum. Dennoch bieten beide Network Slices im jeweiligen Einsatz-Szenario gleichbleibend gute Qualität.
Die Deutsche Telekom und Samsung präsentieren 60 GHz-Funkzugangstechnologie für ultraschnelle mobile Breitbandkonnektivität (UMBB). Samsung setzt auf spezielle Richtfunktechnik sowie Intra- und Intersystem-Mobilität, um allgegenwärtige Abdeckung mit 5G und eine konsistente Nutzererfahrung bei 1 Gb/s zu gewährleisten. Auf der Messe wird gezeigt, dass das Konzept in ein Smartphone passt. Die Technik ist in der Lage, in weniger als 100 Millisekunden zwischen Kleinst-Funkzellen (Small Cells) im Millimeterwellenbereich und Funkzellen im Millimeterwellen oder LTE-Bereich zu wechseln. In das verwendete Smartphone sind 16 Antennenelemente mit Richtfunk-Funktionalität integriert. Diese ist auf Abruf sofort einsatzbereit.