20080910p Ciena Ethernet-optimierte Backhaul-Netzwerke
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Ethernet-optimierte Backhaul-Netzwerke Die Evolution mobiler NetzwerkeMobilfunkanbieter befinden sich in einer Phase grundlegender Veränderungen. Das steigende Datenaufkommen in 3G-Netzten, die wachsende Nachfrage der Endverbraucher nach mobilen Breitbanddiensten wie mobiles TV and Internet und die Verfügbarkeit neuer, leistungsstarker Endgeräte wie dem Apple iPhone bringen die derzeitigen Mobilfunknetzwerke an ihre Grenzen. Um den steigenden Anforderungen ihrer Kunden gerecht zu werden, sind die Betreiber gezwungen, ihre Netzkapazitäten aufzustocken und so den explosionsartigen Anstieg der benötigten Bandbreite aufzufangen.
ie Betriebskosten des traditionellen Mobile Backhauls, der Netzwerkabschnitt, in dem der Datenverkehr zwischen Basisstation und Gateways zum Packet Network und Voice Switched Network stattfindet, steigen rascher als die Einnahmen, die durch die neuen Datendienste generiert werden. Bis vor kurzem versuchten Netzwerkbetreiber zusätzliche Backhaul-Kapazitäten vor allem durch das teuere Anmieten weiterer TDM-basierter E1 Leitungen zu gewinnen. Weltweit ist TDM-Backhaul für 20 bis 40 Prozent der gesamten Betriebskosten mobiler Netzwerke (OPEX) verantwortlich. In einem wettbewerbsorientierten Markt mit sinkendem ARPU ein unhaltbarer Zustand. Die große Herausforderung für die Betreiber ist es nun, bei gleichzeitiger Kostensenkung die Netzwerkbandbreiten hinsichtlich ihrer Kapazität und Geschwindigkeit auszubauen und die Bruttoeinnahmen der Dienste zu erhöhen.
Engpässe im Mobilfunknetzwerk müssen überwunden werdenDie bestehenden Netzwerke wurden ursprünglich nur für den Transport von Sprachdaten ausgelegt. Diese liefen über TDM-Netze mit E1-Leitungen, um den Backhaul-Transport von der Basisstation zum Netzwerk-Controller zu gewährleisten, und über SONET/SDH-Netzwerke für Sprachverkehr vom Controller zu einem Mobile Switching Center (MSC). Mit der Einführung der 2.5G-Mobilfunknetze und den dadurch ermöglichten Datendiensten entwickelte sich das Backhaul-Netzwerk weiter, um durch Frame Relay, ATM und IP dem gesteigerten Datenfluss Rechnung zu tragen. Nach wie vor läuft jedoch ein großer Teil der Daten weiter über TDM-Leitungen, die auf ATM/IMA zurückgreifen. Das derzeitige TDM-basierte Netzwerk ist mit dem rasant gestiegenen Bedarf nach Bandbreite überfordert, der durch die Einführung von 3G (HSPA, EV-DO) und 4G (LTE, UMB, und WiMax) Datendiensten hervorgerufen wurde. Um beispielsweise sicherstellen zu können, dass alle Nutzer Zugang zu Mobile TV-Diensten haben, muss man das Netzwerk sowohl für Multi-Cast Video-Streams wie Fernsehübertragungen als auch für Uni-Cast Streams wie YouTube anpassen können. Erste Erfahrungen mit der Nutzung des neuen iPhone 3G in den USA haben gezeigt, wie ein Mobiltelefon, das hohen Daten- und Videoverkehr auslöst, das bestehenden Netzwerk-Design überfordern kann – das Nutzererlebnis wird durch solche Mängel schnell getrübt. Betreiber sind daher gezwungen, die Kosten-per-Bit für den Datentransport im Backhaul-Netzwerk zu senken und dabei gleichbleibende Sprachqualität, Carrier-grade OAM-Funktionen und hohe Ausfallsicherheit zu garantieren.
Der Aufbau eines zukunftsfähigen und wirtschaftlichen NetzwerksCarrier können den Herausforderungen im mobilen Backhaul-Netzwerk mit fortschrittlicher Ethernet-Technologie begegnen und die Abhängigkeit von kostenpflichtigen E1-Leitungen und teuren SDH-Infrastrukturen minimieren. Carrier Ethernet ist sehr viel wirtschaftlicher, da es die Kosten-per-Bit senkt und gleichzeitig hohe Ausfallsicherheit bietet. High-performance Carrier Ethernet-Lösungen bieten mehr Bandbreite, um den Anforderungen auf Verbraucherseite gerecht zu werden, senken dabei die Gesamtkosten der Infrastruktur und garantieren ein hohes Niveau der Dienstequalität. Mit Ethernet können Betreiber das Netzwerk besser den Anforderungen der mobilen Dienste und Applikationen anpassen, ohne die Kosten neu kalkulieren zu müssen. Der Aufbau eines Ethernet-basierten Backhaul-Netzwerks ermöglicht es Betreibern, bei voller Leistung dieselben Leitungen für unterschiedlichen Traffic zu nutzen. Auch wenn fortschrittliche Ethernet-Technologie eine Lösung für die Backhaul-Probleme bietet, kann sie nicht isoliert operieren. Um effizient zu arbeiten und die Betriebskosten senken zu können, muss sich auch das mobile Kernnetz weiterentwickeln, wenn das Zugangsnetzwerk auf Ethernet umgestellt wird. Der Aufbau einer Carrier Ethernet-Netzwerkinfrastruktur anhand der vom Metro Ethernet Forum definierten Standards bietet Betreibern eine nachhaltige, kostengünstige und ausfallsichere Strategie, die bestehende SDH-Infrastruktur zu ersetzen. Da jedoch die Betreiber viel Geld in ihre bestehenden Mobilfunknetzwerke investiert haben, können sie es sich nicht leisten, die ältere Infrastruktur schlicht durch eine neue zu ersetzen. Es ist entscheidend, dass ihre mobile Backhaul- und Kernnetz-Strategie alten Datenverkehr und alte Dienste weiter unterstützen und so einen allmählichen Übergang zu einer flexibleren und wirtschaftlicheren Infrastruktur der nächsten Generation gewährleistet.
Es gibt keine Patentlösung beim Aufbau eines Ethernet Backhaul-Netzwerks. Entsprechend der verfügbaren Infrastruktur, Bandbreiten-Bedarf und geographischer Lage stellt jede Station andere Anforderungen. Zumeist werden Ethernet Backhaul-Netzwerke Hybride aus Fiberglas, Mikrowellen und Kupfer sein. Es ist zudem wahrscheinlich, dass Betreiber Teile ihres Netzwerkes verpachten werden, um Investitionen und Betriebskosten auszugleichen. Da die Infrastruktur in der Übergangsphase sowohl TDM-, als auch ATM- und Ethernet-fähig sein sollte, kommt eine Vielfalt von Anforderungen auf die Betreiber zu. Sie werden sich nach Anbietern umsehen müssen, die ein umfassendes Ethernet-Portfolio bereitstellen und dieses stufenweise einrichten können, wenn Weiterentwicklungen des Netzwerks nötig werden. Festnetzanbieter profitieren bereits heute von der Umstellung weg von TDM- hin zu Ethernet-zentrierten Netzwerken. Mobilfunkbetreiber müssen den harten Übergang zu Ethernet-zentrierten Netzwerken der nächsten Generation bewerkstelligen und dabei die Investitionen in bestehende Mobil- und Netzwerkinfrastruktur maximieren, ohne ihre Kunden durch einen geringeren Quality of Service-Level zu verärgern. Dietmar Steinbrücker _____________________________________________________________________ Dietmar Steinbrücker ist Enterprise Sales Manager der Region DACH bei Ciena
Schlüsseleigenschaften eines Ethernet-optimierten Backhaul Netzwerks
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