Neuartige 5G-Netzarchitektur läutet neue Ära der Bereitstellung immersiver Medien in Europa ein
Rundfunkübertragungen galten seit jeher als wesentlicher Bestandteil von 5G-Systemen. Punkt-zu-Mehrpunkt-Übertragungen (PTM), bei denen simultan Daten von einem Punkt an mehrere anderen Punkte übermittelt werden, sind wichtige technische Bestandteile des neuen 5G-Funkzugangs und der Kernnetze. Doch ungeachtet der nie dagewesenen Forschungs- und Normungsbemühungen, die weltweit in die 5G-Technologie investiert wurden, hat die Punkt-zu-Mehrpunkt-Übertragung nur wenig Beachtung gefunden.
Kapazitäten für Punkt-zu-Mehrpunkt-Übertragung in 5G-Netzen im Bereich Rundfunkt und Multicasting
Die Normungsorganisation 3rd Generation Partnership Project (3GPP), die Protokolle für Mobiltelefonie entwickelt, entschied, der Arbeit in anderen Bereichen für die ersten beiden 5G-Veröffentlichungen (15 und 16) Priorität zu geben. „Der Mangel an PTM-Charakteristika im 5G-Entwicklungsprozess könnte eine zukünftige Begrenztheit von Punkt-zu-Punkt (PTP)-Netzinfrastrukturen implizieren, da keine kosteneffektive und skalierbare Lösung für die Bereitstellung geboten wird“, sagt David Gomez-Barquero, Koordinator des EU-finanzierten Projekts 5G-Xcast. „Dies wird zu einer ineffizienten Dienstbereitstellung sowie Verwendung des Netzes und der Spektrumsressourcen führen, wenn die gleichen Daten an mehrere Benutzer und Geräte verteilt werden.“ Punkt-zu-Mehrpunkt-Übertragungen können eine effizientere Bereitstellung im Vergleich zu Punkt-zu-Punkt-Übertragungen (PTP) ermöglichen, wenn Dienste oder Anwendungen es erforderlich machen, dass die gleichen Daten gleichzeitig an mehrere Benutzergeräte übermittelt werden. „Aus diesem Grund gilt die Punkt-zu-Mehrpunkt-Übertragung als essenzielles Merkmal für 5G-Anwendungen in den Sektoren Medien und Unterhaltung, Automobil, Internet der Dinge und öffentliche Warnung“, erklärt Gomez-Barquero. „Kurz gesagt, die Einführung von PTM-Kapazitäten im 5G-Bereich wird die Effizienz in der Bereitstellung der gleichen Inhalte für mehrere Benutzer oder Geräte erhöhen.“
Zukunftsorientierte 5G-Netzarchitektur für die Bereitstellung immersiver Medien im großen Maßstab
Das 5G-Xcast-Team entwickelte eine solide technische Lösung für 5G-Punkt-zu-Mehrpunkt-Übertragungen, darunter eine Luftschnittstelle, eine Funkzugangsnetzarchitektur und ein Kernnetz, das vollständig mit Release 15 zu den 5G-Spezifikationen übereinstimmt. Das Team trug zudem zum Normungsverfahren der langfristigen evolutionsbasierten 5G-Rundfunkübertragungslösung in Release 16 von 3GPP bei. „Die im Rahmen des Projekts durchgeführte Arbeit wird als Bezugspunkt für die informative und normative Arbeit unter 3GPP fungieren“, merkt Gomez-Barquero an. 5G-Xcast hat PTM-Kapazitäten als eingebaute Bereitstellungsmerkmale in 5G integriert, die PTP- und PTM-Modi in einem gemeinsamen Framework beherbergen und eine dynamische Verwendung von Punkt-zu-Mehrpunkt-Übertragungen ermöglichen, um die Netz- und Spektrumseffizienz zu maximieren. „Dieser Ansatz wird die Tür zu einem völlig neuen Niveau des Netzmanagements und der kosteneffizienten Bereitstellung öffnen“, sagt Gomez-Barquero. Die konvergierte 5G-Netzarchitektur kombiniert Fest-, Mobil- und Bodennetze zum dynamischen und nahtlosen Umschalten zwischen den Unicast-, Multicast- und Broadcast-Modi oder zur parallelen Verwendung. „5G-Xcast liefert effiziente, skalierbare und nachhaltige Lösungen für die Verteilung von Mediendiensten im großen Maßstab, die vollständig mit den 5G-Spezifikationen übereinstimmen, und trägt somit zur Definition von 5G und zur Normung bei 3GPP bei“, lautet das Fazit von Gomez-Barquero. „Dies wird die nahtlose Integration von Fest-, Mobil- und Rundfunknetzen in eine einheitliche heterogene und flexible 5G-Infrastruktur vereinfachen.“ 5G-Xcast soll auch den zukünftigen Anforderungen des Inhaltserstellung-Sektors und der jeweiligen Zielgruppen Rechnung tragen.
Schlüsselbegriffe
5G-Xcast, 5G, PTM, Medien, 3GPP, Netzarchitektur, PTP
