Ein 5G-Netz besteht aus Endgeräten, Basisstationen mit Antennen, die für das Funknetz (Radio Access Network: RAN) sorgen, sowie dem Kernnetz, das das RAN mit den Unternehmens- und/ oder Internet-Servern verbindet. Im Kernnetz laufen die Steuerprogramme für die Kommunikation. Mit 5G werden Kernnetze virtuell, also Software-basiert, umgesetzt. Dies hat den Vorteil, dass 5G-(Campus-)Netze kundenspezifisch je nach aktueller Anforderung bezüglich der Latenz, Anzahl der zu vernetzenden Geräte und dem notwendigen Sicherheitslevel flexibel und effizient aufgebaut werden können.

Interoperabilitätstests des Berliner Forschungsinstituts FOKUS haben gezeigt, dass der Open5GCore, das 5G-Kernnetz von Fraunhofer FOKUS, reibungslos mit den Basisstationen von Huawei und Nokia funktioniert. So können nun mit dem Open5GCore erstmals Ende-zu-Ende-Tests von 5G »Standalone«-Netzen mit markt-reifen Basisstationen unterschiedlicher Hersteller durchgeführt werden. Interoperabilitätstests mit weiteren Herstellen sind geplant.

Mit dem Open5GCore und der 5G-Funktechnik der oben genannten Hersteller steht ein 5G-Netz im »Standalone« (SA)-Betrieb zur Verfügung, im Gegensatz zu »Non-Standalone«-Lösungen, die 5G-Basisstationen mit vorhandenen 4G-Kernnetzen kombinieren. Die 5G-Standalone-Architektur ist ideal für den Betrieb von Campusnetzen, da Unternehmen so eine unnötige parallele Nutzung der 4G-Infrastruktur umgehen können, wie es bei gegenwärtigen 5G-Netzen der großen Mobilfunkbetreiber üblich ist. Dies vermeidet Investitionen in auslaufende 4G-Funktechnologien und sichert, dass die volle Leistung und der volle Funktionsum-fang des neuen Mobilfunkstandards genutzt werden können.

Prof. Dr. Thomas Magedanz, Leiter des Geschäftsbereichs Software-based Networks am Fraunhofer FOKUS, betont: »Für die Sicherheit großer Produktionsanlagen oder kritischer Infrastrukturen ist es entscheidend, dass für das Kommunikationsnetz Hard- und Softwarekomponenten verschiedener Hersteller benutzt werden können und so eine technische Redundanz erzielt wird. Die Vermeidung eines ‚Vendor-Lock-ins‘, also die Unabhängigkeit von einem bestimmten Hersteller, fördert zudem ein innovatives Netz. Denn so können die aktuell leistungsstärksten Funktechnologien verschiedener Hersteller bei Bedarf kombiniert werden.«

Der Open5GCore eignet sich für diverse Netze:

• lokale und verteilte Campus- und Unternehmensnetze,
• portable, temporäre Netze, zum Beispiel für Großveranstaltungen oder einen Katastropheneinsatz,
• Integration in ein Edge-Netzwerk: Lokale Implementierung vor Ort beim Unternehmen (»On-Premise«)

Zu den Eigenschaften des Open5GCores zählen:

• trennt Steuer- und Anwendungsdaten für eine geringere Latenz und höheren Durchsatz,
• basiert auf dem 5G-Standard 3GPP Release 16 (3G PP steht für »3rd Generation Partnership Project«, einer weltweiten Kooperation von Standardisierungsgremien für die Standardisierung im Mobilfunk),
• unterstützt sowohl 3GPP-konforme Zugänge (5G SA, 5G NSA, LTE, NB-IoT LTE) als auch Nicht-3GPP-konforme Zugänge (WLAN, 60 GHz, Satellit),
• optimiert die Ende-zu-Ende-Netzwerkverwaltung mit Hilfe von Techniken des maschinellen Lernens,
• passt seine Infrastrukturanforderungen je nach Anwendungsfall flexibel an – vom Ressourcen-beschränkten Rasberry Pi bis zu Serverclustern,
• unterstützt eine Bandbreite von virtuellen Infrastrukturen: virtuelle Maschinen, Container und die am häufigsten verwendeten virtuellen Infrastrukturmanager und -orchestratoren.

Der Open5GCore ist weltweit bereits in mehr als 40 5G-Testumgebungen bei namhaften Netzbetreibern, Herstellern, Unternehmen sowie Forschungseinrichtungen im Einsatz.