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Long-Term-Evolution

Herausforderung LTE-Backhauling

18. März 2013, 16:17 Uhr | Andreas Zimmermann, Technischer Direktor, Gründer und Mitinhaber von Arcutronix

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Neue Struktur – Neue Anforderungen ans Backhaul

Die größere Bandbreite, die mit der Einführung von LTE notwendig ist beziehungsweise in den nächsten Jahren notwendig wird, stellt für die Zuführung kein Hindernis dar. Die Versorgung mit Glasfaserleitungen ist für die leitungsvermittelnden Techniken bereits fast überall notwendig gewesen, so dass breitbandige Infrastruktur vorhanden ist. Bei einem sternförmigen Aufbau des Versorgungsnetzes kann diese ohne Einschränkungen auch von einer paketvermittelten Technik genutzt werden. Wurde die leitungsvermittelnde Technik in Ringstruktur mit Hilfe von Add-Drop-Multiplexern (ADM) aufgebaut, so können diese problemlos durch Ethernet L2-Switche oder Aggregation-Units ersetzt werden. Diese sollten aus Sicherheitsgründen die Norm IEEE802.1ad (Provider-Bridging) unterstützen, um die Daten der möglicherweise unterschiedlichen mobilen Netzbetreiber zu separieren. Auf PON- oder GPON-Strukturen (Passive-Optical-Network/Gigabit-Passive-Optical-Network) trifft man in Deutschland im Bereich des Mobile-Backhauling äußerst selten, da die verfügbare Bandbreite in einem GPON zu einem Problem werden kann. Im Normalfall ist eine Anbindung der Basisstationen mit optischem Gigabit-Ethernet ausreichend. Selbst für die erwartete Erhöhung der Bandbreite mit der Einführung von LTE-Advanced ist die Bereitstellung von symmetrischen 1GBit/s ausreichend. Sollte dies nicht ausreichend sein, können mit Mitteln der Kanalbün-delung (Link-Aggregation) sehr leicht doppelte (n-fache) Bandbreiten erreicht werden.

Die neue Mobilfunktechnologie ist allerdings nicht nur hungriger nach Bandbreite als ihre Vorgänger, sie benötigt da-rüber hinaus eine hochwertige Versorgung mit Takt- und Phaseninformation. Die bisher eingesetzten Techniken wie PDH- und SDH-Übertragung konnten sich noch auf eine inhärent vorhandene Taktübertragung abstützen, da hier die unterste Übertragungsschicht eine durchgängige Beziehung zur Taktquelle (PRC) besitzt. Eine solche „harte“ Synchronisierung war für Ethernet nicht angedacht und bisher auch nicht notwendig, da bei einem paketvermittelnden Verfahren auf eine Synchronisation der einzelnen Knoten verzichtet werden kann. Der Ethernetstandard der IEEE sah lediglich vor, dass die einzelnen Knoten mit einer (Un-)Genauigkeit von +/-100ppm arbeiten müssen. Dieses kann zwischen zwei Knoten zu einem Phasenunterschied von fast zwei Stunden innerhalb eines Jahres führen. Eine Möglichkeit dies zu erreichen, ist sicherlich ein Beilauf- oder Overlay-Netzwerk nur für die Taktinformation aufzubauen, das alle Basisstationen versorgt. Ein solches Netz kann auf einer 2MHz-Taktverteilung beruhen, wie es einige Netzbetreiber bereits haben; es kann durch GPS-Empfänger, oder durch Installation hochgenauer (Rubidium-)Uhren an jedem Standort erzeugt werden.

Dieses Overlay-Netz gehört quasi auch zum LTE-Backhaul. Durch ein Overlay-Netzwerk gehen aber zum Teil die Vorteile einer einheitlichen Netzplattform wieder verloren und es werden zusätzliche Übertragungskapazitäten benötigt. Deshalb wird im Folgenden auf Techniken eingegangen, die im PSN die Taktübertragung gewährleisten und kein zusätzliches Overlay-Netz verwenden.