5G-Standalone-Architektur erklärt

• 31. Januar 2025 , von Stephanie Burrell

• 2 min Lesezeit

Die Einführung der 5G-Standalone-Architektur (5G SA) markiert einen entscheidenden Fortschritt in der Entwicklung der mobilen Konnektivität und überwindet die Übergangsphase nicht-standaloner (NSA) Implementierungen, die auf 4G-LTE-Infrastruktur basierten. Da Industrie und Verbraucher gleichermaßen die transformativen Möglichkeiten von 5G nutzen, hat sich die Standalone-Architektur zum Rückgrat der Konnektivität der nächsten Generation entwickelt. Sie ermöglicht unübertroffene Flexibilität, Geschwindigkeit und Leistung in einer Vielzahl von Anwendungsfällen – von der industriellen Automatisierung und Smart Cities bis hin zu immersiven Video-Streaming- Erlebnissen.

Im Kern ermöglicht die 5G-Standalone-Architektur den unabhängigen Betrieb des 5G-Netzes von der bestehenden 4G-Infrastruktur. Diese Umstellung ermöglicht es Betreibern, ein vollständig natives 5G-Netz mit eigenem 5G-Funkzugangsnetz (RAN) und 5G-Kern (5GC) aufzubauen. Das Ergebnis ist ein echtes System der nächsten Generation mit drastisch reduzierter Latenz, erhöhter Bandbreite und Unterstützung für erweiterte Funktionen wie Network Slicing , Edge Computing und Massive Machine-Type Communication (mMTC) .

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Was macht 5G Standalone anders?

Im Gegensatz zu NSA 5G, das 4G LTE für die Steuerungssignalisierung nutzt, während nur der Datenpfad über 5G läuft, arbeitet 5G SA unabhängig von 4G-Systemen. Dieses eigenständige Setup ermöglicht den vollständigen Zugriff auf die 5G-Funktionen und bietet Netzbetreibern die vollständige Kontrolle über ihren Netzbetrieb sowie die Möglichkeit, Dienste effizienter bereitzustellen.

Mit einer modulareren und serviceorientierteren Architektur bietet Standalone-5G die Grundlage für neue Geschäftsmodelle und digitale Dienste. Von monatlichen Tarifen mit gestaffelten Service-Levels basierend auf Geschwindigkeit und Latenz bis hin zu Enterprise-Lösungen mit garantierter Servicequalität – 5G SA eröffnet umfassende Innovationen.

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Hauptmerkmale der 5G-Standalone-Architektur

1. Geringere Latenz und hohe Zuverlässigkeit

5G SA reduziert die Roundtrip-Latenzzeit drastisch, oft auf unter 10 Millisekunden. Dies ist unerlässlich für Echtzeitanwendungen wie medizinische Fernbehandlungen, vernetzte Robotik in intelligenten Fabriken und autonome Fahrzeuge. Die Architektur ist zudem auf Netzwerkstabilität und hohe Zuverlässigkeit ausgelegt und gewährleistet so eine konstante Leistung auch in hochdynamischen Umgebungen.

2. Massive Machine-Type Communication (mMTC)

Eine der drei primären Servicekategorien in 5G, die Massive Machine-Type Communication (MMTC) , wird nativ in der Standalone-Architektur unterstützt. Dies ermöglicht die Anbindung von Milliarden von Geräten mit geringem Stromverbrauch und niedriger Datenrate, wie Sensoren und Zählern in Smart Cities , ohne das Netzwerk zu überlasten. Ob Überwachung von Verkehrsmustern oder Verfolgung der Versorgungsnutzung – mMTC in SA-Netzwerken unterstützt den reibungslosen Betrieb riesiger IoT-Ökosysteme.

3. Network Slicing für maßgeschneiderte Dienste

Network Slicing ermöglicht Mobilfunkbetreibern die Erstellung mehrerer virtueller Netzwerke auf einer einzigen physischen Infrastruktur. Jedes Segment kann für einen anderen Anwendungsfall optimiert werden – beispielsweise ein Segment für Videostreaming mit extrem niedriger Latenz, ein anderes für die Cloud-Konnektivität von Unternehmen und ein weiteres für sicherheitskritische Kommunikation. Die Möglichkeit, Segmente mit individuell definierten Leistungsparametern zuzuordnen, bietet unübertroffene Flexibilität bei der Bereitstellung spezialisierter Dienste.

4. Edge-Computing-Integration

Edge Computing ist eng mit 5G SA verknüpft und bringt die Datenverarbeitung näher an den Nutzer oder das Gerät. Dadurch wird die Datendistanz drastisch reduziert, was die Latenz verringert und die Reaktionsfähigkeit für latenzempfindliche Anwendungen wie Echtzeit-AR/VR, Gaming und Drohnenfernsteuerung verbessert. Durch die Integration von Edge Computing in den Netzwerkbetrieb können Betreiber zudem den Backbone-Verkehr reduzieren und die Effizienz der Servicebereitstellung verbessern.

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Gerätekompatibilität und -akzeptanz

Um die Vorteile von 5G SA voll auszuschöpfen, benötigen Nutzer ein kompatibles Gerät – ein Smartphone oder ein vernetztes Gerät, das speziell für den Standalone-Modus entwickelt wurde. Während viele Geräte zu Beginn der 5G-Ära nur NSA-Konfigurationen unterstützten, werden moderne Mobiltelefone zunehmend mit voller SA-Kompatibilität ausgeliefert.

Die Wahl des richtigen kompatiblen Geräts stellt sicher, dass Nutzer die neuen 5G-Funktionen optimal nutzen können, darunter ultraschnelle Downloads, erstklassiges Video-Streaming und reduzierte Latenzzeiten für Cloud-Anwendungen. Einige monatliche Tarife weisen nun deutlich darauf hin, ob sie Zugang zu eigenständigen 5G-Diensten beinhalten, da die Netzbetreiber beginnen, zwischen NSA- und SA-basierten Angeboten zu unterscheiden.

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Anwendungen in Smart Cities und aufstrebenden Sektoren

Die eigenständige 5G-Architektur ermöglicht Smart Cities , in denen Echtzeit-Datenaustausch und -analyse für Dienste wie Verkehrsmanagement, Umweltüberwachung und die Koordination der öffentlichen Sicherheit von grundlegender Bedeutung sind. Mit mMTC und hochzuverlässigen Kommunikationsfunktionen ermöglichen SA-Netzwerke eine effizientere, automatisiertere und bürgerorientiertere städtische Infrastruktur.

Weitere Sektoren, die von 5G SA profitieren, sind:

• Gesundheitswesen : Fernchirurgie und -diagnose mit einer Reaktion im Millisekundenbereich

• Automobilindustrie : Vehicle-to-Everything (V2X)-Kommunikation für Verkehrssicherheit und Automatisierung

• Logistik : Echtzeit-Tracking und Lagerautomatisierung

• Unterhaltung : Video-Streaming mit geringer Latenz, Cloud-Gaming und immersive VR/AR-Erlebnisse

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Eine Änderung des Netzwerkbetriebs und der Netzwerkstrategie

Die Implementierung einer eigenständigen 5G-Architektur stellt auch eine bedeutende Weiterentwicklung des Netzwerkbetriebs dar. Betreiber verwalten nun vollständig virtualisierte Netzwerkfunktionen, automatisierte Service-Orchestrierung und KI-gesteuerte Leistungsoptimierung. Diese Flexibilität ermöglicht ihnen eine schnelle Skalierung, schnellere Einführung von Diensten und eine bedarfsgerechte Anpassung des Netzwerkverhaltens in Echtzeit.

Darüber hinaus ermöglicht die SA-Bereitstellung Monetarisierungsstrategien auf Slicing-Basis, bei denen Unternehmen für dedizierte, SLA-gestützte Netzwerk-Slices bezahlen können – und läutet damit eine völlig neue Ära anpassbarer mobiler Dienste ein.

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Abschluss

Die eigenständige 5G-Architektur ist mehr als nur die nächste Phase der mobilen Evolution – sie ist ein bahnbrechender Schritt hin zu einer hypervernetzten Welt. Mit Unterstützung für Edge Computing , Network Slicing , Massive Machine-Type Communication und extrem niedriger Latenz liefert 5G SA die Infrastruktur, die für die Anwendungen und Dienste von morgen benötigt wird.

Für Verbraucher bedeutet dies flüssigeres Video-Streaming , reaktionsschnellere Anwendungen und Zugriff auf leistungsstarke Dienste mit einem kompatiblen Gerät . Für Unternehmen und Städte bedeutet es intelligentere Abläufe, besseres Ressourcenmanagement und innovative Servicebereitstellung.

Mit zunehmender Akzeptanz und dem Angebot monatlicher Zahlungspläne mit Zugriff auf SA-Funktionen wird die eigenständige 5G-Architektur zum Goldstandard. Sie definiert neu, was wir von mobiler Konnektivität erwarten, und schafft die Voraussetzungen für eine intelligente, vernetzte Zukunft.