Was ist ein Funkträger in 5G?
In 5G-Netzwerken ist ein Funkträger ein grundlegendes Konzept, das eine entscheidende Rolle bei der Ermöglichung einer effizienten und zuverlässigen Kommunikation zwischen Benutzergeräten (User Equipment, UE) und dem Kernnetzwerk spielt. Funkträger sind im Wesentlichen Kommunikationskanäle, die zwischen dem UE und der Basisstation (bekannt als gNodeB oder gNB) eingerichtet und verwaltet werden, um Daten und Steuerinformationen zu übertragen. Um dieses Konzept im Detail zu erklären, unterteilen wir es in mehrere Schlüsselaspekte:
Einführung in 5G-Netzwerke: 5G steht für die fünfte Generation der drahtlosen Kommunikationstechnologie und stellt im Hinblick auf Datenraten, Latenz, Kapazität und Gesamtnetzwerkleistung einen erheblichen Fortschritt gegenüber seinen Vorgängern (2G, 3G und 4G) dar . Es ist für die Unterstützung einer Vielzahl von Anwendungen konzipiert, darunter Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Massive Machine-Type Communications (mMTC) und Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC).
Kommunikation in 5G: Die Kommunikation in 5G-Netzwerken umfasst die Übertragung von Daten und Steuerinformationen zwischen dem UE und dem gNodeB. Diese Kommunikation erfolgt über die Luftschnittstelle und wird durch die Einrichtung von Funkträgern erleichtert.
Arten von Funkträgern: In 5G gibt es zwei Haupttypen von Funkträgern:
- Data Radio Bearer (DRB): Diese Träger werden für die Übertragung von Benutzerdaten verwendet, z. B. beim Surfen im Internet, beim Video-Streaming und beim Herunterladen von Dateien. DRBs werden normalerweise für die Dauer der Sitzung eines Benutzers eingerichtet und aufrechterhalten.
- Control Radio Bearers (CRB): CRBs dienen dem Austausch von Kontrollebeneninformationen zwischen dem UE und dem Netzwerk. Dazu gehört die Signalisierung für Anrufaufbau, Übergaben und andere netzwerkbezogene Vorgänge.
Trägereinrichtung: Die Einrichtung von Funkträgern ist ein dynamischer Prozess, der stattfindet, wenn das UE die Kommunikation mit dem Netzwerk initiiert. Hier ist eine vereinfachte Übersicht darüber, wie Funkträger eingerichtet werden:
- Anfrage: Wenn das UE Daten senden oder empfangen muss, sendet es eine Anfrage an den gNodeB, um einen oder mehrere Funkträger einzurichten.
- Setup: Der gNodeB wertet die Anfrage aus und weist den Trägern Funkressourcen wie Frequenzbänder und Zeitschlitze zu.
- Bestätigung: Sobald die Ressourcen zugewiesen sind, bestätigt der gNodeB dem UE die Einrichtung der Funkträger.
QoS und Funkträger: Quality of Service (QoS) ist ein entscheidender Aspekt von 5G-Netzwerken und stellt sicher, dass verschiedene Arten von Datenverkehr das entsprechende Serviceniveau erhalten. Funkträger sind bestimmten QoS-Profilen zugeordnet, die Parameter wie Latenz, Paketverlust und Durchsatz definieren. Durch die Zuweisung der entsprechenden QoS zu jedem Funkträger können 5G-Netzwerke die unterschiedlichen Anforderungen verschiedener Anwendungen erfüllen.
Dynamisches Management: 5G-Netze sind auf hohe Dynamik und Flexibilität ausgelegt. Dies bedeutet, dass Funkträger basierend auf den sich ändernden Anforderungen des UE und des Netzwerks dynamisch hinzugefügt, geändert oder freigegeben werden können. Wenn sich beispielsweise ein UE von einer Zelle in eine andere bewegt, müssen möglicherweise die vorhandenen Funkträger geändert oder an einen neuen gNodeB übergeben werden.
Sicherheit und Funkträger: Funkträger spielen auch eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Sicherheit der 5G-Kommunikation. Verschlüsselungs- und Authentifizierungsmechanismen werden sowohl auf Daten- als auch auf Kontrollfunkträger angewendet, um sensible Informationen vor Abhören und unbefugtem Zugriff zu schützen.
End-to-End-Kommunikation: Es ist wichtig zu beachten, dass die Kommunikation in 5G-Netzwerken mehrere Komponenten umfasst, darunter das UE, gNodeB und das Kernnetzwerk (das verschiedene Elemente wie MME und SGW umfasst). Funkträger dienen als Brücke zwischen dem UE und dem gNodeB und ermöglichen den nahtlosen Daten- und Steuerinformationenfluss zwischen diesen Komponenten.
Trägerfreigabe und -optimierung: Wenn eine Kommunikationssitzung abgeschlossen ist oder nicht mehr benötigt wird, können Funkträger freigegeben werden, um wertvolle Funkressourcen freizugeben. Dies ist wichtig, um die Netzwerkeffizienz zu optimieren und sicherzustellen, dass Ressourcen für andere Benutzer und Dienste verfügbar sind.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Funkträger ein grundlegendes Konzept in 5G-Netzwerken sind und als Kommunikationskanäle dienen, die den Daten- und Steuerinformationsaustausch zwischen dem Benutzergerät und der Basisstation ermöglichen. Sie werden dynamisch eingerichtet, verwaltet und optimiert, um den unterschiedlichen Kommunikationsanforderungen verschiedener Anwendungen und Benutzer gerecht zu werden und gleichzeitig ein hohes Maß an QoS und Sicherheit zu gewährleisten. Diese dynamische und flexible Natur von Funkträgern ist ein wesentlicher Faktor für die erweiterten Fähigkeiten und Leistungsverbesserungen, die 5G-Netze im Vergleich zu ihren Vorgängern bieten.