5G-Netze testen und Leistung sichern
Heute fördern wichtige Innovationen wie selbstfahrende Autos das „Internet der Dinge“ (IoT) und die virtuelle Realität (VR), den nächsten Technologiewechsel. So wird 5G eine exponentielle Vergrößerung der Bandbreite und eine entsprechende Verringerung der Latenzzeit ermöglichen, um die zuvor genannten Innovationen zu unterstützen.
Bei Mobilfunkverbindungen erwarten die Nutzer stets eine maximale Leistung. Mit bis zu 100 Mal höheren Datenraten als bei traditionellen Mobilfunkverbindungen und Latenzzeiten im Bereich von nur 1 Millisekunde übersteigt 5G sogar die Kapazität der aktuell eingesetzten Glasfaserkabel. Um den erfolgreichen Übergang zu fördern, werden zurzeit 5G-Testverfahren entwickelt und abgestimmt, damit die von den Endnutzern geforderte unterbrechungsfreie Leistung zur Verfügung gestellt werden kann. Die Prüf- und Messtechnik, Software, Protokolle und Verfahren, die für alle 5G-Bereitstellungsphasen benötigt werden, bilden in ihrer Gesamtheit die Grundlage für die sich entwickelnde 5G-Testtechnologie
Dabei umfasst das Testen von 5G-Netzen mehr als nur die Kontrolle der schnellen Download-Raten, der äußerst kurzen Latenzzeiten und der sehr dichten Netzabdeckung. Kurz gesagt, Ende-zu-Ende-Testlösungen sind die Voraussetzung für die Entwicklung, Bereitstellung und den störungsfreien Betrieb der neuen 5G-Netze. VIAVI gewährleistet eine beispiellose Automatisierung der Testprozesse. In Verbindung mit seiner umfassenden Kompetenz, die vom Labor bis in das Feld reicht, ermöglicht das Unternehmen eine bessere Transparenz, schnellere Markteinführungen und optimierte 5G-Umsatzströme.
Jede große Veränderung erfordert ein entsprechendes Engagement und 5G macht hier keine Ausnahme. Die neuen Architekturelemente von 5G erhöhen die Komplexität sowie die Anforderungen, die an die Testausführung gestellt werden, um dem Innovationsgrad des neuen Mobilfunkstandards 5G New Radio (5G NR) gerecht zu werden. VIAVI ist ein führender Anbieter von 5G-Protokolltests und hat eine lückenlose und vollintegrierte Palette von cloudbasierten Testern, Testlösungen und softwarebasierten Automatisierungsfunktionen für 5G-Netze geschaffen. Die Entwickler und Netzbetreiber sowie deren Partner profitieren von diesem Engagement für die Sicherung der Leistung und Dienste in Form einer erfolgreichen Bereitstellung und nachhaltigen Gewährleistung des störungsfreien 5G-Netzbetriebs.
In den folgenden Abschnitten erfahren Sie mehr über die Bedeutung von 5G-Tests sowie über die Herausforderungen, die in allen Bereitstellungsphasen der Netze zu bewältigen sind.
Warum 5G-Tests wichtig sind
5G-Tests sind eine Voraussetzung, um das Leistungspotenzial dieser neuen Mobilfunkgeneration umfassend auszuschöpfen. Die Testlösungen sind in kürzester Zeit an die benötigten komplexen Nutzungsfälle und an die weiterentwickelte Architektur angepasst worden. Hierbei wurden alle Elemente des Kern-, Transport-, Funkzugangs(RAN)- und Glasfasernetzes gleichermaßen berücksichtigt. Dafür war es notwendig gewesen, eine Technologie zur Emulation und Verifikation im 5G-Testlabor zu entwickeln, die sich auf die umfassende Bereitstellung der Netze im Feldeinsatz skalieren ließ.
5G-Glasfasernetze müssen die an das Fronthaul und Backhaul gestellten Anforderungen uneingeschränkt erfüllen, wobei neue Maßstäbe an die Übertragungsgeschwindigkeit, Bandbreite, Zuverlässigkeit und Synchronisation gestellt werden. Gleichzeitig erschweren die Virtualisierung der Netzwerkfunktionen (NFV) und die dezentrale Verarbeitung der Daten am Netzrand (Edge-Computing) eine lückenlose Transparenz. Diese Zusammenführung dynamischer Systemelemente hat zur Folge, dass automatisierte Echtzeit-Plattformen zur Datenerhebung benötigt werden, um die Leistungsparameter von 5G-Netzen zu testen, zu optimieren und die jeweils geplante 5G-Lösung erfolgreich zu implementieren.
Herausforderungen beim Testen von 5G-Netzwerken
Die Infrastruktur von 5G basiert auf einer Kombination aus mmWave, MIMO und Beamforming, die in unserer sich weiter entwickelnden digitalen Welt zugleich das Tor zu einer beeindruckenden Leistungssteigerung öffnet. Die größere Komplexität, die durch diese Innovationen bedingt ist, kann jedoch 5G-Testnetze sowie den gesamten 5G-Testprozess vor erhebliche Herausforderungen stellen. MIMO bedeutet im Prinzip (viel) mehr Antennen, was die Testlast erhöht, wenn man sicherstellen möchte, dass alle integrierten Antennen voll funktionsfähig sind. Aufgrund der kompakten Architektur und der hohen Packungsdichte sind physische Messanschlüsse für jede einzelne Antenne nicht mehr realisierbar.
Zusätzliche Hürden birgt die Nutzung von mmWave und Beamforming bei ultrahohen Frequenzen. Da diese Frequenzen weitaus stärker durch umgebungsbedingte Ausbreitungsverluste beeinträchtigt werden, sind Over-The-Air(OTA)-Tests möglicherweise weniger gut reproduzierbar und auch komplizierter auszuführen. Da leitungsgebundene Tests ohne separate Anschlüsse jedoch nicht realisierbar sind, werden nun häufigere OTA-Tests benötigt, um aussagekräftige Ergebnisse zur Verfügung zu stellen.
Auch lassen sich die Kanäle bei 5G komplizierter emulieren, da sich die Anzahl der benötigten HF-Kanäle exponentiell erhöht, während bei 3G und 4G lediglich ein linearer Anstieg zu verzeichnen war. Damit die Prüf- und Messtechnik für 5G einsetzbar ist, muss sich die Elektronik rasant weiterentwickeln, um dieser kritischen Anforderung gerecht zu werden. Kreative Lösungen, die den Einsatz von Prüfkammern und anderer kostenintensiver Testelemente weitestgehend vermeiden, ohne den Testumfang und die Genauigkeit zu beeinträchtigen, sollten auf dem Markt weiter untersucht werden.
Bereitstellungsphasen von 5G
Die Bereitstellung von 5G ist ein komplexer und anspruchsvoller Prozess, der eine sorgfältige Planung, zahlreiche 5G-Test- und Messzyklen sowie eine anschließende reibungslose praktische Umsetzung erfordert. In jeder einzelnen Phase sind optimierte 5G-Testsysteme die beste Voraussetzung für eine erfolgreiche Bereitstellung. In vielen Fällen werden diese Phasen auch verdichtet werden und sich überlappen.
Beste Testverfahren für 5G
Obgleich das 3GPP-Projekt den vorläufigen Standard für 5G NR bereits veröffentlicht hat, gibt es noch viele Bereiche, die einer genaueren Abstimmung bedürfen. Das Release von 2017 hat sich mit dem Non-Standalone(NSA)-Modus befasst, wobei die einzelnen Spezifikationen des 5G-Standalone(SA)-Modus noch ausgearbeitet werden müssen, da bisher keine Einigkeit über die LTE-Abdeckung als Basistechnologie erzielt wurde.
Letztendlich ist die Standardisierung die Voraussetzung, um präzise 5G-Testmodelle zu entwickeln, die wiederum einheitlichere Testverfahren ermöglichen. Da der LTE-Standard heute weltweit für Telefone und andere Mobilgeräte anerkannt ist, sollte man bei den besten Testverfahren für 5G eine ähnliche Entwicklung erwarten.
Angesichts des sehr großen Frequenzbereichs und der bandbreitenintensiven Dienste der 5G-Technologie werden sich auch diese besten Testverfahren mit der Technologie, den Tools und den Anwendungen weiter entwickeln.
Führender Anbieter von 5G-Testlösungen
Die technologischen Fortschritte, die 5G erst möglich machen, galten einst als reine Science-Fiction. Selbstfahrende Autos, VR-Spiele, die „Smart City“ und das IoT sind nur einige wenige der futuristischen Innovationen, die einen erheblichen Vorsprung haben, da sie bereits die große Bandbreite und die kurzen Latenzzeiten der 5G-Technologie ausnutzen. Wie bei allen funktionellen Verbesserungen wird das grenzenlose Potenzial von 5G eine große Kreativität freisetzen und einen kontinuierlichen Strom neuer Anwendungen zur Folge haben.
Diese innovative Energie wird sicherstellen, dass 5G-Netze mit dem weiteren Übergang zum Standalone-Modus (SA) kontinuierlich weiter eingeführt werden. Die vor uns liegenden Herausforderungen bedeuten, dass die Nachfrage nach innovativer und wirtschaftlicher 5G-Messtechnik unvermindert anhalten wird.
Seit 2013 fördert VIAVI die Einführung von 5G. Hierbei arbeitet das Unternehmen mit den weltweit größten Kommunikationsanbietern und Netzausrüstern zusammen, um seinen Kunden Jahr für Jahr branchenführende Lösungen zur Verfügung stellen zu können. Sein umfassendes Portfolio an 5G-Testern unterstützt alle Phasen der 5G-Bereitstellung. Dabei ist es flexibel an alle Aspekte der 5G-Architektur anpassbar, um unter allen Einsatzbedingungen die geforderte Qualität und Leistung sicherzustellen. In dieser Hinsicht unterscheidet sich VIAVI von anderen Anbietern von 5G-Tests. Diese leistungsstarken und doch vielseitigen Testlösungen werden auch künftig die größte technologische Revolution des 21. Jahrhunderts im Hintergrund begleiten.
Informationen zum Testen von 5G
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