Mobiler Backhaul der nächsten Generation

Warum Ethernet die Zukunft des mobilen Backhaul ist

| Autor / Redakteur: Ed Saba / Andreas Donner

Die LSI Axxia-Mehrkernprozessoren stellen für moderne Backhaul-Lösungen nötige Mechanismen zur Verfügung.
Die LSI Axxia-Mehrkernprozessoren stellen für moderne Backhaul-Lösungen nötige Mechanismen zur Verfügung. (Bild: LSI)

Ältere mobile Backhaul-Netzwerke sind dem steigenden Datenverkehr in Mobilfunknetzen nicht gewachsen. Eine skalierbare, kosteneffektive Lösung, die die Anforderungen der Dienstanbieter bezüglich Konnektivität, Sicherheit, Betrieb und Support erfüllt und den erforderlichen Übergang hin zu reinen IP-Netzen ermöglicht, ist Ethernet.

Der Datenverkehr in Mobilfunknetzen nimmt explosionsartig zu. Es gibt keine Anzeichen, dass sich dies in absehbarer Zeit ändern wird. Cisco prognostiziert zwischen 2011 und 2016 ein jährliches Wachstum von 78 Prozent. Ein verantwortlicher Faktor für diesen Zuwachs ist die kontinuierliche Zunahme an verbundenen Geräten. Derzeit gibt es rund zehn Milliarden Internetanbindungen. Diese Zahl wird bis zum Ende des Jahrzehnts voraussichtlich auf 50 Milliarden steigen, was auf intelligente M2M-Kommunikationen wie beispielsweise Verkehrssysteme, Fahrzeuge, intelligente Stromzähler und Haushaltsgeräte sowie auf die Anzahl an Mobilfunkgeräten pro Person zurückzuführen ist.

Es ist nicht nur so, dass die Menschen stets immer mehr Geräte dabei haben. Jedes verbundene Gerät – ob eBook-Reader, Media Player, Tablet-Computer, Smartphone, Spielkonsole oder Internet-TV-Player und andere tragbare Geräte – benötigt immer mehr Daten, insbesondere, wenn es um Video-Inhalte geht. Die Folge ist ein steigender Netzwerkdatenverkehr. Derzeit machen Videodaten ungefähr 65 Prozent des Internetdatenverkehrs aus. Dieser Anteil wird wahrscheinlich weiter ansteigen.

Dienstanbieter müssen auf diese Datenflut mit intelligenten mobilen Backhaul-Lösungen reagieren, die kosteneffektiv für die erforderliche Konnektivität und Skalierbarkeit sorgen. Die heutigen medienreichen Echtzeitdaten sind außerdem fundamental von einem Netz abhängig, das die gegenüber Verzögerungen und Jitter sensitiven Inhalte zuverlässig bereitstellt. Backhaul-Lösungen müssen also ebenso für die erforderlichen QoS- (Quality of Service) und QoE-Level (Quality of Experience) sorgen und zusätzlich einen angemessenen Betrieb und Support in Form von Datenbereitstellung, Überwachung der Service Level Agreements (SLA), Sicherheit und Störungssuche bieten.

Ältere Schnittstellen und Protokolle, die 2G-, 2.5G- und 3G-Netze unterstützen, werden heute immer noch genutzt. Diese Protokolle wie beispielsweise ATM sind jedoch nicht paketbasiert, sondern verwenden asynchrone Zeitmultiplexverfahren und kodieren Daten in kleine Zellen fester Größe. Solch alte Netzwerke, die mehrere Standards unterstützen, können die obengenannten Funktionen nicht kosteneffektiv oder effizient bereitstellen, da sie ursprünglich gar nicht auf die Beförderung von IP-Datenverkehr ausgelegt waren. Ethernet hingegen ist paketbasiert und folglich für IP-basierten mobilen Backhaul perfekt geeignet und umsetzbar.

Ethernet heißt die Lösung der nächsten Generation

Ethernet-Backhaul ist aufgrund seiner innewohnenden Netzwerkskalierbarkeit (Anzahl der Knoten) und Wirtschaftlichkeit eine kosteneffektive Antwort auf aktuelle Konnektivitätsanforderungen. Zudem kann Ethernet skalierbare Bandbreite bieten, z.B. durch die nahtlose Bereitstellung von 1- bis 100-Gbps-Links gemäß der Definition von Standardisierungs-Organisationen wie beispielsweise dem MEF (Metro Ethernet Forum).

Die Kosten sind jedoch nicht der einzige Faktor, der für die Verwendung von Ethernet als angemessenste Technologie für mobilen Backhaul spricht. Ethernet erlaubt auch zukunftsweisende Methoden für die Bereitstellung eines hohen Grades an Provisioning, Betrieb und Support mittels unabhängiger Standardorganisationen wie z.B. Metro Ethernet Forum (MEF).

Durch die Unterstützung von MEF-standardisiertem Datenverkehrsmanagement und Überwachung bringt Ethernet Intelligenz in den mobilen Backhaul ein. Diese Standards bieten Mechanismen zur Umsetzung von Layer-2/3-SLAs wie beispielsweise Ethernet Service-OAM-Implementierungen (Operations, Administration and Management) gemäß ITU-T Y.1731, IEEE 802.1ag und MEF SOAM.

Dies ist von großer Bedeutung, da Backhaul-Geräte Unterstützung auf Data-Plane-Ebene bereitstellen müssen, die für umfangreiches OAM und Datenverkehrsmanagement anpassbar und skalierbar ist. Ethernet unterstützt ebenfalls Layer 2-Traffic-Klassifizierung und -Routing, z.B. mittels MAC-Quellen- und -Zieladressierung, und bildet die Grundlage für L2/L3/L4-Paketströme.

Außerdem ermöglicht Ethernet den Übergang des Netzes von älteren Protokollen hin zu IP, indem die Zusammenarbeit von älteren Layer-2-Protokollen (z.B. ATM) mit einem paketbasierten Layer-2-Protokoll ermöglicht wird. Zudem ist Ethernet selbstverständlich wesentlich besser zur Beförderung von IP geeignet, das selbst ein paketbasiertes Layer-3-Protokoll ist.

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