Die Rolle der Optimierung in 5G-Netzwerken

Wie wir alle wissen, sind 4G und LTE darauf ausgelegt, Kapazität, Benutzerdatenraten, Spektrumnutzung und Latenz zu verbessern.

5G stellt mehr als nur eine Weiterentwicklung des mobilen Breitbandes dar.

Sie wird eine Schlüsselfunktion in der zukünftigen digitalen Welt einnehmen und die nächste Generation flächendeckender Ultrabreitband-Infrastrukturen ermöglichen, welche die Transformation von Prozessen in allen Wirtschaftssektoren unterstützen werden. Darüber hinaus wird es einen entscheidenden Wandel in der Bewältigung der zunehmenden Größe und Komplexität der Verbrauchermarktanforderungen darstellen.

5G befindet sich zwar noch in der Entwicklungsphase, seine Entwicklung wird jedoch deutlich von der Notwendigkeit beeinflusst, drei spezifische Anwendungsfälle zu unterstützen (die sich alle auf neu entstehende Bereiche wie autonome Fahrzeuge, Telemedizin und das Internet der Dinge auswirken werden):

• Extremes mobiles Breitband (EMB)
• Massive maschinenartige Kommunikation (mMTC)
• Ultrazuverlässige Maschinentypkommunikation (uMTC)

Um diese in die Tat umzusetzen, sind Anpassungen sowohl auf der Radio- als auch auf der Netzwerkseite erforderlich. Beispielsweise können Dienste zentralisiert und in einigen Fällen verteilt sein. Dies hängt sowohl von der Servicefunktion selbst ab (einige Servicefunktionen werden natürlich zentralisiert oder verteilt sein) als auch – aus Anwendungsfallsicht – vom Zugang zur Technologie und der Art der erforderlichen Leistung.

Durch die Nutzung einer Technologie, die potenziell in der Lage ist, vom zugrunde liegenden Protokoll unabhängige Funktionen anzuwenden, erhalten Dienstanbieter die Flexibilität, Dienste nahezu überall im Netzwerk zu implementieren.

Einen Einfluss dürfte hier Mobile Edge Computing (MEC) haben, das den Betrieb des Netzwerkrands in einer vom Rest des Netzwerks isolierten Umgebung ermöglicht und Zugriff auf lokale Ressourcen und Daten ermöglicht. Research and Markets geht sogar davon aus, dass es sich hier um ein Marktpotenzial von 80 Milliarden US-Dollar bis 2021 handelt.

Für Netzwerke, die geringe Latenzzeiten und die Fähigkeit erfordern, in kurzer Zeit eine hohe Leistung zu erreichen, wird die Optimierung und Beschleunigung von Transportprotokollen noch wichtiger. In diesem Fall empfiehlt es sich, eine TCP-Optimierungsfunktion an verschiedenen Punkten des Netzwerks auszuführen, insbesondere so nah wie möglich am Endbenutzer in Bezug auf RTT/Latenz. Dadurch sind schnellere Reaktionen bei Änderungen der Netzwerkbedingungen sowie bei Service-/Anwendungsanforderungen möglich.

Bei näherer Betrachtung könnte die TCP-Optimierung hierarchisch und verteilt werden, wobei verschiedene Proxys miteinander kommunizieren und „zuverlässige“ Punkt-zu-Punkt-Zwischenverbindungen erstellen. Der Zweck besteht darin, im Falle eines Netzwerkausfalls unabhängig von der Ursache (Überlastung, Umleitung des IP-Verkehrs, vorübergehender Verbindungsverlust bei Funk- oder Festverbindung usw.) eine schnellere erneute Übertragung zu ermöglichen.

Ein weiteres wichtiges zu berücksichtigendes Element ist die Möglichkeit, Funktionen zur Richtliniendurchsetzung und Verkehrssteuerung in verschiedenen Teilen des 5G-Netzwerks einzusetzen. Aus architektonischer Sicht gelten hier dieselben Konzepte und Möglichkeiten zur TCP-Optimierung. Mit anderen Worten: Die Funktionen können an jedem Punkt des Netzwerks und für jede Art von Datenverkehr verteilt werden. Hierzu können die Verkehrslenkung, die Videomanipulation oder die Arbeit als Gateway-Funktion für IoT-basierte Dienste gehören. Die Orchestrierung kann durch F5-Technologien erfolgen, indem vorhandene Tunnelprotokolle entfernt und erneut hinzugefügt werden.

F5 beginnt sich in diesem Bereich von der Masse abzuheben, da es den Datenverkehr von Layer 4 bis Layer 7 verwalten, analysieren und manipulieren und Inhalte einfügen, entfernen oder ändern kann. Dies umfasst sowohl den Datenverkehr auf Anwendungsebene (wie etwa HTTP, SSL usw.) als auch Netzwerkprotokolle (wie etwa den im GPRS Tunneling Protocol gekapselten Datenverkehr für den mobilen Netzwerktransport). Durch Ausführen einer virtuellen Netzwerkfunktion (VNF) wird es möglich, ein hohes Maß an Verbreitung zu erreichen und letztendlich die Netzwerke der Dienstanbieter besser zu monetarisieren, zu sichern und zu optimieren.