Chancen und Probleme durch Cloud-native und Edge Computing 5G-Standalone-Netze werden weltweit ausgebaut

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Die Einführung von 5G Standalone schreitet weiter voran und Cloud-native-Funktionen sind bereits verfügbar – dies ergab eine u.a. von F5 unterstützte globale Umfrage von Heavy Reading. Allerdings gebe es noch Probleme zu lösen, z.B. bei der Kubernetes-Skalierung und beim Edge Computing.

Die Telekommunikationsbranche befasst sich ernsthaft mit der Bereitstellung von 5G-Standalone-Netzen und läutet damit eine neue Ära für Anbieter und ihre Kunden ein. Zu diesem Ergebnis kommt die von AMD, F5, Oracle und Red Hat unterstützte „Heavy Reading Cloud Native 5G Core Operator Survey“. Fast zwei Drittel (64 %) der Mobilfunkbetreiber erwarten, dass ein 5G-Kernnetz innerhalb der nächsten drei Jahre deutliche Vorteile für das Kundenerlebnis bringt.

Mit einem 5G-Kernnetz können Mobilfunkbetreiber die Agilität, Flexibilität und automatische Skalierbarkeit einer Cloud-native-Architektur nutzen. Fast die Hälfte der Befragten sagt, dass die Cloud-native-Funktionen des 5G-Kernnetzes für einen hochskalierten Betrieb bereit sind. Weitere 28 Prozent glauben, sie seien „fast bereit“. Darüber hinaus sehen fast zwei Drittel (65 %) auch einen Mehrwert im Network Slicing für Unternehmensdienste. Damit können Betreiber einzelnen Kunden und Anwendungsfällen dynamisch geeignete Ressourcen zuweisen.

Das Problem Kubernetes

Die Umfrage zeigt auch, dass die Implementierung einer Cloud-native-IT-Architektur in einer komplexen Telekommunikationsumgebung herausfordernd sein kann. Vor allem treten unvorhergesehene betriebliche Probleme durch funktionale Lücken bei der Skalierung von Kubernetes auf. Diese liegen an branchenspezifischen Protokollen, die von TK-Betreibern verwendet werden. Für fast die Hälfte (49 %) der Befragten gehört die „Notwendigkeit, neue Kubernetes-Cluster außerhalb der Legacy-Sicherheit zu schützen“, zu den drei wichtigsten Problemen bei der Implementierung von Containern für einen Cloud-native-5G-Kern.

In der IT-Welt ist das Kubernetes-Framework weitverbreitet, um die Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung von Microservices in Containern zu automatisieren. Für die TK-Branche ist Kubernetes jedoch neu. Etwa 31 Prozent der Befragten sehen die Unreife von Kubernetes in Bezug auf Telekommunikationsprotokolle als eines der drei größten Probleme beim Übergang zu einem Cloud-native-5G-Kern.

„Da Kubernetes ursprünglich für die Bereitstellung und Verwaltung von Unternehmens- und Web-Apps entwickelt wurde, muss es durch einen Kubernetes-Ingress ergänzt werden“, erklärt Phil Klatte, Principal Product Manager für Service Provider bei F5. „Dieser sollte z.B. verbreitete TK-Protokolle unterstützen, Ingress und Egress verbinden sowie sich in das breitere TK-Netzwerk integrieren. Daher wurde die BIG-IP-Next-SPK-Lösung von F5 entwickelt, die einen Kubernetes-Ingress enthält, der neben HTTP auch TK-Protokolle unterstützt. Sie nutzt außerdem Network Address Translation und Routing, um einen Kubernetes-Egress zu ermöglichen. Dieser bietet nach außen eine feste IP-Adresse, ohne die interne Dynamik des Clusters zu beeinträchtigen.“

Den Stromverbrauch reduzieren

Die Befragten nannten auch die drei wichtigsten Änderungen an der 5G-Kerninfrastruktur, um Umweltziele zu erreichen und den Stromverbrauch zu senken. 52 Prozent verlagern dazu so viele Funktionen wie möglich auf eine gemeinsame Infrastrukturplattform. 45 Prozent wollen die CPU-/Stromeffizienz an Edge-Standorten verbessern und 40 Prozent Funktionen und Anbieter konsolidieren. Mit anderen Worten: Telekommunikationsunternehmen rationalisieren ihre Netzwerkarchitekturen.

Lösungen am Edge

Im Rahmen der 5G-Einführung beginnen viele Mobilfunkbetreiber mit dem Einsatz von Server-Ressourcen am Rande ihres Netzes (Edge). Damit unterstützen sie Anwendungen und Einsatzszenarien, die eine reaktionsschnelle Konnektivität erfordern. Mehr als die Hälfte (54 %) der Befragten planen, die 5G-Datenebene (die Funktionen, welche Daten zwischen Nutzern und dem Internet weiterleiten) innerhalb von zwölf Monaten am Rand ihres Netzes einzusetzen. Weitere 39 Prozent beabsichtigen dies innerhalb von 24 Monaten.

Die Netzsteuerungsfunktionen werden ebenfalls an den Edge verlagert, allerdings etwas langsamer. 45 Prozent der Befragten installieren voraussichtlich innerhalb von zwölf Monaten die gesamte Steuerungsebene am Netzrand des Service-Providers. Diese Betreiber beabsichtigen auch, Sicherheitsfunktionen am Rand ihrer Netze einzusetzen: Zwischen 45 und 50 Prozent der Befragten werden innerhalb von zwölf Monaten wahrscheinlich eine Internet-Firewall, ein RAN-Sicherheits-Gateway und N6-Anwendungen am Service-Provider-Edge nutzen.

„Während die Bereitstellung einer App in der Public Cloud relativ einfach sein kann, ist die Bereitstellung von TK-Apps an potenziell Hunderten oder Tausenden von Standorten und deren anschließende Aktualisierung und Sicherung ein ganz anderes Unterfangen, das komplexe operative Tools erfordert“, so Alix Leconte, VP for Service Providers (EMEA) bei F5. „Betreiber sollten es vermeiden, die Anwendungslogik sowie die Bereitstellungs- und Sicherheitstechnologien in diesen Umgebungen manuell zusammenzufügen. Denn dies kann zu neuen Sicherheitsrisiken und einer erheblichen betrieblichen Komplexität führen.“

Über die Umfrage

Die „Heavy Reading Cloud Native 5G Core Operator Survey“ wurde im September 2022 online durchgeführt. Heavy Reading hat den Fragebogen mit Unterstützung der Projektsponsoren AMD, F5, Oracle und Red Hat erstellt. Er wurde an die Service-Provider-Datenbank von Light Reading weitergeleitet und erhielt 83 Antworten von Personen, die bei Betreibern mobiler Netzwerke tätig sind.

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