Was ist Open RAN?

Basierend auf offenen Industriestandards und Spezifikationen ist Open RAN (Open Radio Access Network) eine Telekommunikationsnetzwerkarchitektur, die die Verwendung offener, standardisierter Schnittstellen und interoperabler Hardware- und Softwarekomponenten innerhalb des Funkzugangsnetzes (RAN) fördert. Traditionell sind RAN-Komponenten wie die Funkeinheit (RU), die verteilte Einheit (DU) und die zentralisierte Einheit (CU) eng integriert und werden von einem einzigen Anbieter geliefert, was die Flexibilität einschränken und die Kosten erhöhen kann. Open RAN trennt diese Elemente voneinander, sodass Betreiber Komponenten von mehreren Anbietern beziehen können, was Innovationen fördert und die Abhängigkeit von proprietären Lösungen verringert.

Durch die Entkopplung von Hardware und Software und die Unterstützung offener Schnittstellen ermöglicht Open RAN Mobilfunknetzbetreibern den Aufbau skalierbarer, flexibler und kosteneffizienter 4G-, 5G- und Netzwerke der nächsten Generation. Diese Architektur ist besonders wertvoll, um die Bereitstellung zu beschleunigen, den Wettbewerb zu fördern und die Netzwerkleistung zu optimieren, indem die besten Technologien verschiedener Anbieter von Telekommunikationslösungen genutzt werden.

Wie Open RAN funktioniert

Open RAN basiert auf einer modularen Architektur, die das Funkzugangsnetzwerk in einzelne Komponenten mit jeweils definierten, offenen Schnittstellen unterteilt. Dieser Ansatz ersetzt monolithische, herstellerspezifische Systeme durch ein flexibles Framework, das die Interoperabilität der Komponenten unabhängig vom Anbieter ermöglicht.

Die Open-RAN-Architektur umfasst in der Regel drei primäre Funktionselemente: die bereits erwähnten RU, DU und CU. Diese Komponenten sind über standardisierte Schnittstellen miteinander verbunden, beispielsweise über die offene Fronthaul-Schnittstelle zwischen RU und DU, wie sie von der O-RAN Alliance definiert wurde. Diese Trennung ermöglicht es Betreibern, Hardware und Software unabhängig voneinander zu beschaffen und Konfigurationen einzusetzen, die einer Vielzahl von Leistungs- und Abdeckungsanforderungen gerecht werden.

Darüber hinaus nutzt Open RAN häufig Virtualisierung und Containerisierung, sodass Netzwerkfunktionen auf handelsüblichen Servern (COTS) ausgeführt werden können. Dies ermöglicht eine dynamische Zuweisung von Ressourcen, eine effiziente Skalierung und die Integration in umfassendere Cloud-native Netzwerkarchitekturen.

Vorteile von Open RAN

Einer der wichtigsten Vorteile von Open RAN ist die Möglichkeit, Hardware und Software voneinander zu entkoppeln, sodass Mobilfunknetzbetreiber die besten Komponenten von verschiedenen Anbietern beziehen können. Diese Vielfalt an Anbietern fördert den Wettbewerb, treibt Innovationen voran und verringert die Abhängigkeit von proprietären Lösungen. Open RAN ermöglicht außerdem flexiblere und kostengünstigere Netzwerkeinrichtungen, insbesondere in Bereichen, in denen herkömmliche RAN-Infrastrukturen aus finanziellen oder technischen Gründen nicht realisierbar sind.

Neben der Senkung der Kapital- und Betriebsausgaben unterstützt Open RAN cloudnative und virtualisierte Netzwerkfunktionen, die die Skalierbarkeit und Anpassungsfähigkeit verbessern. Betreiber können Ressourcen dynamisch skalieren und die Leistung je nach Bedarf optimieren, wodurch sich das System sowohl für dicht besiedelte städtische Umgebungen als auch für abgelegene ländliche Gebiete eignet. Darüber hinaus beschleunigt die offene Architektur die Einführung neuer Dienste und erleichtert die Integration KI Automatisierung für eine verbesserte Netzwerkeffizienz und Dienstqualität.

Anwendungsfälle und Einsatzszenarien

Open RAN bietet ein hohes Maß an Flexibilität und eignet sich daher für eine Vielzahl von Einsatzumgebungen und betrieblichen Anforderungen. Im Folgenden werden einige wichtige Szenarien aufgeführt, in denen Open RAN erfolgreich implementiert wird.

Ländliche und unterversorgte Gebiete

Einer der prominentesten Anwendungsfälle ist in ländlichen und unterversorgten Regionen, wo Betreiber die Abdeckung mit minimalen Investitionen in die Infrastruktur ausbauen möchten. Die Unterstützung von COTS-Hardware durch Open RAN und sein herstellerunabhängiges Modell machen es zu einer kostengünstigen Lösung für die Bereitstellung von Konnektivität in Gebieten, in denen herkömmliche RAN-Systeme wirtschaftlich nicht realisierbar sind.

Städtische und hochdichte Netzwerke

In städtischen und dicht besiedelten Umgebungen ermöglicht Open RAN den Betreibern den Einsatz agilerer und skalierbarerer Netzwerkarchitekturen. Durch die Unterstützung dynamischer Frequenzzuweisungen und softwaredefinierter Funkfunktionen ermöglicht es eine effizientere Netzwerknutzung. Open RAN kann auch in Edge-Computing-Plattformen integriert werden, um die Reaktionsfähigkeit für datenintensive Anwendungen wie Video-Streaming, Augmented Reality und intelligente Transportsysteme zu verbessern.

Private 5G-Netzwerke

Private 5G-Netzwerke bieten wachsende Chancen für die Einführung von Open RAN, insbesondere in Branchen wie Fertigung, Logistik und Energie. Unternehmen nutzen Open RAN, um maßgeschneiderte lokale Funknetze aufzubauen, die spezifische Anforderungen an Latenz, Sicherheit und Durchsatz erfüllen. Die modulare Architektur ermöglicht maßgeschneiderte Implementierungen, unterstützt industrielle IoT-Anwendungen (IIoT) und ermöglicht Echtzeit-Steuerungssysteme in intelligenten Fabriken oder bei Fernfeldoperationen.

Alternativen zu Open RAN

Die wichtigste Alternative zu Open RAN ist die traditionelle, integrierte RAN-Architektur, bei der alle Hardware- und Softwarekomponenten von einem einzigen Anbieter bereitgestellt werden. In diesem Modell sind die Funkeinheit, die Basisbandverarbeitung und die Managementsysteme eng miteinander verbunden, was zu einer optimierten Integration und konsistenter Leistung führt. Dieser Ansatz führt jedoch häufig zu einer Bindung an einen bestimmten Anbieter, eingeschränkter Flexibilität und höheren langfristigen Kosten aufgrund proprietärer Systeme.

Eine weitere sich abzeichnende Alternative ist das virtualisierte RAN (vRAN), das Software von Hardware entkoppelt und es ermöglicht, einige RAN-Funktionen auf allgemeinen Computerplattformen auszuführen. Obwohl vRAN einige Prinzipien mit Open RAN teilt, wie beispielsweise Virtualisierung und Zentralisierung, erfordert es nicht unbedingt offene oder standardisierte Schnittstellen zwischen den Komponenten. Daher kann vRAN weiterhin auf das Ökosystem eines einzelnen Anbieters angewiesen sein und bietet weniger Interoperabilität als Open RAN, aber potenziell eine bessere Leistungskontrolle.

In einigen Bereitstellungen können Betreiber hybride Modelle wählen, die traditionelle und offene Elemente kombinieren, um eine einfache Integration mit erhöhter Flexibilität in Einklang zu bringen. Diese Übergangsarchitekturen werden häufig bei groß angelegten, schrittweisen Einführungen verwendet, bei denen Open RAN schrittweise neben der bestehenden Infrastruktur eingeführt wird.

FAQs

1. Was ist der Unterschied zwischen Open RAN und RAN?
   Herkömmliche RAN-Architekturen verwenden proprietäre, vertikal integrierte Systeme, bei denen Hardware- und Softwarekomponenten von einem einzigen Anbieter bereitgestellt werden. Open RAN basiert dagegen auf offenen Schnittstellen und disaggregierten Komponenten, sodass Betreiber Geräte verschiedener Anbieter miteinander kombinieren können. Dies fördert die Flexibilität, verringert die Bindung an einen bestimmten Anbieter und fördert Innovationen.
2. Wie schnell ist Open RAN?
   Die Geschwindigkeit eines Open-RAN-Netzwerks hängt von der Bereitstellungsumgebung, der Hardwarekonfiguration und dem verwendeten zugrunde liegenden Frequenzspektrum ab. In gut optimierten 5G-Open-RAN-Bereitstellungen können Benutzer eine Leistung erwarten, die mit herkömmlichen RAN-Netzwerken vergleichbar ist, einschließlich eines Durchsatzes im Gigabit-Bereich. Die tatsächlichen Geschwindigkeiten können jedoch je nach Netzwerkdesign und -integration variieren.
3. Wer nutzt Open RAN heute?
   Große Telekommunikationsbetreiber, Cloud-Anbieter und Regierungen setzen Open RAN weltweit ein. Unternehmen wie Vodafone, Rakuten Mobile, Dish Wireless und Telefónica haben bereits Open-RAN-Netzwerke eingeführt oder testen diese derzeit. Die Technologie wird sowohl in städtischen als auch in ländlichen Gebieten sowie in privaten Unternehmensnetzwerken eingesetzt.