Architekturoptionen für 5G
Viele der Vorteile von 5G, wie geringe Latenz auf Benutzerebene, hohe Datenrate und Unterstützung hoher Funkfrequenzen, können einfach durch die Datenübertragung über 5G New Radio erreicht werden. Darüber hinaus stehen die Netzbetreiber vom Markt unter Druck, 5G-Netze so früh wie möglich einzuführen, damit diese Vorteile den Benutzern zugute kommen. Um diesen Problemen Rechnung zu tragen, ist 5G so konzipiert, dass es einen evolutionären Rollout unterstützt, bei dem die Betreiber die Funktionen von 5G schrittweise in ihre Netze einführen können, ohne dass sofort eine großflächige 5G-Abdeckung erforderlich ist. Dies wird durch eine Reihe verschiedener Architekturoptionen erreicht, die anhand eines Schemas identifiziert werden, das im Rahmen der frühen 5G-Studienberichte eingeführt wurde und im Diagramm dargestellt ist.
Option 1 ist die herkömmliche Dual-Connectivity-Architektur von LTE Release 12. Das Mobiltelefon wird von einem Master-eNB (MeNB) gesteuert, das Datenpakete an den Benutzer und vom Benutzer sendet und Signalnachrichten übermittelt, die den Betrieb des UE steuern. Optional kann das Mobiltelefon auch mit einem sekundären eNB (SeNB) kommunizieren, das hauptsächlich den Datenverkehr (sowie begrenzte Signalisierung, im Diagramm nicht dargestellt) abwickelt. Bei Option 3 wird das sekundäre eNB durch ein sekundäres gNB (SgNB) ersetzt. Dadurch können Netzbetreiber die hohen Datenraten anbieten, die vom 5G New Radio unterstützt werden, ohne dass eine großflächige 5G-Abdeckung erforderlich ist.
Die Optionen 5 und 7 führen das 5G-Kernnetz (5GC) und das Funkzugangsnetz der nächsten Generation (NG-RAN) ein. Diese umfassen neue Netzwerkfunktionen und -schnittstellen und unterstützen neue Funktionen wie Netzwerkfunktionsvirtualisierung, softwaredefinierte Vernetzung und Netzwerk-Slicing. Das Mobiltelefon wird weiterhin von einem Master-eNB gesteuert, mit einem optionalen sekundären eNB in Option 5 und einem sekundären gNB in Option 7.
Bei den Optionen 2 und 4 übernimmt das gNB die Rolle des Master-gNB, bei Option 2 mit einem optionalen sekundären gNB und bei Option 4 mit einem sekundären eNB. Durch die Verwendung dieser Optionen kann der Betreiber 5G in Teilen des Netzes ausrollen, ohne dass zuvor eine LTE-Abdeckung vorhanden ist.
Diese Optionen können innerhalb des Netzwerks eines einzelnen Betreibers koexistieren. Insbesondere können E-UTRAN und EPC mit NG-RAN und 5GC koexistieren, wobei die 3GPP-Spezifikationen die Interoperabilität unterstützen. Die Optionen 3 und 7 werden als Non Standalone (NSA)-Implementierungen des 5G New Radio bezeichnet, da das gNB nicht allein betrieben werden kann. Im Gegensatz dazu sind die Optionen 2 und 4 Standalone (SA)-Implementierungen von 5G. Allgemein wird ein Master-eNB oder gNB als Masterknoten (MN) und ein sekundäres eNB oder gNB als sekundärer Knoten (SN) bezeichnet.