Technologieoffene Mobilfunk-Zugangsnetze Open RAN: Neue Chips mit x86-, ARM- und RISC-V-Architektur

Von Michael Eckstein

Vodafone will mit rund 20 Firmen Chips für technologieoffene Open-RAN-Mobilfunk-Zugangsnetze entwickeln. Neben Intel sind auch Qualcomm, Broadcom, ARM und Lime Microsystems in das Projekt involviert, rund die Hälfte der Akteure stamme aus Europa. Interessant: Es sollen ARM-, RISC-V- und x86-Chips entstehen.

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Gemeinsam mit Tech-Größen wie Intel, ARM und Qualcomm will Vodafone Chips für offene Mobilfunkzugangsnetze im Sinne der O-RAN Alliance entwickeln. Dies könnte dem offenen Ansatz einen gehörigen Schub verleihen.
Gemeinsam mit Tech-Größen wie Intel, ARM und Qualcomm will Vodafone Chips für offene Mobilfunkzugangsnetze im Sinne der O-RAN Alliance entwickeln. Dies könnte dem offenen Ansatz einen gehörigen Schub verleihen.
(Bild: Clipdealer)

In der Telekommunikationsbranche verstärkt sich der Trend zur Abkehr von proprietären Mobilfunknetzwerken. An seinem Entwicklungsstandort im spanischen Málaga will der britische Mobilfunkanbieter Vodafone mit dem Halbleiterschwergewicht Intel – und anderen Tech-Konzernen – eigene Mikrochips für die Open-RAN-Technik entwickeln. Das berichtet der Nachrichtendienst Reuters. Open RAN (Open Radio Access Network, auch O-RAN) steht für anbieteroffene, softwaregestützte Zugangsnetze im Mobilfunk – also den Basisstationen inklusive ihrer Antennen. Hier herrschen bislang proprietäre Lösungen von Herstellern wie Huawei, Ericsson oder Nokia vor. Wobei Ericsson und Nokia selbst aktiv in der O-RAN Alliance sind.

Bei Open RAN müssen die Hardware-Komponenten in einer Basisstation nicht mehr von einem Anbieter stammen, was den Providern mehr Freiheiten bei der Produktwahl gibt – und somit mehr Wettbewerb ermöglicht.

Huawei-Bann als Boost für Open RAN

Die Entwicklung von Open RAN hat in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen – vor allem, nachdem die Regierungen einiger Länder den Einsatz von Produkten des chinesischen Herstellers Huawei in nationalen Netzen entweder untersagt oder zumindest davon abgeraten haben. Huawei sah sich wiederholt mit Vorwürfen konfrontiert, dass seine Produkte Spionage durch chinesische Akteure ermöglichen würden. Der Öffentlichkeit wurden bislang keine Beweise vorgelegt.

Aufsehen erregte Ende 2020 ein Bericht der „Welt am Sonntag“, demzufolge der chinesische Konzern in seinem Münchener Forschungszentrum Ingenieure dazu angehalten haben soll, Software des Konkurrenten Cisco zu analysieren und nachzubauen. Nach Informationen der WaS sei der Auftrag dazu direkt aus dem Huawei-Hauptquartier in China gekommen. In Deutschland ist Huawei seit 2001 aktiv und mit Angeboten für Geschäftskunden und einer Testumgebung für 5G-Technologien bei München gut etabliert.

Vodafone: „Europas Chipindustrie stärken“

Die Open-RAN-Chipentwicklung siedelt Vodafone in seinem Zentrum für digitale Innovation und Forschung und Entwicklung im spanischen Málaga an. Nach Ansicht des Unternehmens wird sie die Bemühungen der Europäischen Union unterstützen, die eigene Chipindustrie zu stärken. Erst Ende 2021 hatte der Bund angekündigt, die Entwicklung einer technologisch offenen Luftschnittstelle für Mobilfunknetze mit rund 300 Millionen Euro zu fördern. Auch beim 5G-Nachfolger 6G spielt Open RAN eine wichtige Rolle.

Die EU-Kommission hat das – sehr sportliche – Ziel verkündet, bis zum Ende des Jahrzehnts den Anteil der eigenen Chipproduktion am Weltmarkt von jetzt rund 9 % auf dann 20 % steigern zu wollen und neben den Leistungs-ICS auch bei Logikchips wieder eine gewichtigere Rolle einzunehmen. Seit gut 30 Jahren hat die europäische Halbleiterindustrie gegenüber US-amerikanischen und asiatischen Herstellern stetig an Boden verloren.

Optimieren von Mobilfunkdiensten mithilfe Künstlicher Intelligenz

Santiago Tenorio, Direktor für Netzwerkarchitektur bei Vodafone, erklärte gegenüber Reuters, dass Open RAN es dem Mobilfunkbetreiber ermöglichen wird, schnell neue digitale Dienste hinzuzufügen und Netzwerke mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI) zu optimieren. „Es wird disruptive Innovation in das Netz zurückbringen“, ist er überzeugt.

Das am Montag eröffnete Vodafone-Forschungs- und Entwicklungszentrum wird 50 Mitarbeiter, die sich mit OpenRAN beschäftigen, sowie 650 Software-Ingenieure, Architekten und Techniker in der spanischen Stadt zusammenbringen. Über fünf Jahre will das britische Unternehmen rund 225 Millionen Euro (251 Millionen US-Dollar) investieren.

Neben x86- sollen auch ARM- und RISC-V-Chips entwickelt werden

Laut Tenorio wird Vodafone Silizium für ARM- und RISC-V-Befehlssätze sowie für Intels x86 entwickeln. Seiner Einschätzung nach hat Intels x86-Architektur derzeit die Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Open-RAN-Systemen inne und sei seinen Konkurrenten bis zu drei Jahre voraus.

Bislang haben sich etwa 20 weitere Anbieter dem Projekt angeschlossen, darunter Qualcomm, Broadcom, ARM und Lime Microsystems, wobei die Hälfte der Teilnehmer aus Europa stammt, so das Unternehmen.

Funktionsweise von Open RAN

Ein Mobilfunknetz besteht grundsätzlich aus zwei Hauptbereichen: dem Zugangsnetzwerk (Radio Access Network) und dem Kernnetzwerk (Core). In einer Open-RAN-Umgebung ist das RAN in drei Hauptbausteine unterteilt: die Funkeinheit (Radio Unit, RU), die verteilte Einheit (Distributed Unit, DU) und die Zentraleinheit (Centralised Unit, CU).

In der RU werden die Funksignale gesendet, empfangen, verstärkt und digitalisiert. Die RU befindet sich in der Nähe der Antenne oder ist darin integriert. Die DU und die CU sind die Recheneinheiten der Basisstation, die das digitalisierte Funksignal in das Netz senden. Die DU befindet sich physisch am oder in der Nähe des RU, während die CU näher am Core platziert sein kann.

Das Schlüsselkonzept von Open RAN ist die „Öffnung“ der Protokolle und Schnittstellen zwischen diesen verschiedenen Bausteinen (Funkgeräte, Hardware und Software) im RAN. Die O-RAN Alliance hat elf verschiedene Schnittstellen innerhalb des RAN definiert, darunter:

- Fronthaul zwischen der Radio Unit und der Distributed Unit
- Midhaul zwischen der Distributed Unit und der Centralised Unit
- Backhaul zur Verbindung des RAN mit dem Core

Ein weiteres Merkmal von Open RAN ist der RAN Intelligent Controller (RIC), der die Programmierbarkeit des RAN verbessert. Mithilfe von Künstlicher Intelligenz soll sich darüber zum Beispiel das Mobilfunknetz in der Nähe eines Großereignisses – etwa eines Fußballspiels – für das erwartete höhere Datenaufkommen zeitlich begrenzt optimieren lassen.

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