Network Slicing
Network Slicing teilt ein physisch vorhandenes Mobilfunknetz in mehrere logische Netze auf, die unabhängig voneinander betrieben werden. Jedes dieser Teilnetze — ein Slice — hat eigene Eigenschaften und bedient eine bestimmte Art von Anwendung: eines für Fahrzeugkommunikation mit kurzer Reaktionszeit, eines für Videoübertragung mit hoher Datenrate, eines für Zähler und Sensoren, die selten wenige Bytes senden.
Die Teilnetze laufen über dieselben Antennen, dieselben Leitungen und dieselbe Rechentechnik. Getrennt sind sie nicht physisch, sondern in der Verwaltung: eigene Richtlinien, eigene zugesicherte Werte, eigene Abrechnung.
Warum das mehr ist als Priorisierung
Verkehrsklassen gibt es im Mobilfunk schon lange. Ein Sprachanruf wurde auch in LTE bevorzugt behandelt, und auch dort ließen sich Datenströme mit unterschiedlicher Dringlichkeit versehen.
Ein Slice geht weiter. Er umfasst die gesamte Strecke vom Gerät bis zur Anwendung — Funkschnittstelle, Transportnetz und Kernnetz — und bringt eigene Netzfunktionen mit. Zwei Slices können unterschiedliche Teilnehmerverwaltungen, unterschiedliche Datenwege und unterschiedliche Sicherheitsregeln verwenden. Ein Slice für eine Fabrik lässt sich so auslegen, dass seine Daten das Werksgelände nie verlassen, während ein Slice desselben Netzes Verkehr ins öffentliche Internet führt.
Das Gerät meldet beim Verbindungsaufbau an, welchen Slice es nutzen will. Die Kennung dafür heißt S-NSSAI und besteht aus einer Angabe zur Diensteart und einer optionalen Unterscheidung mehrerer Slices derselben Art. Ein Gerät kann mehrere Slices gleichzeitig nutzen.
Voraussetzung: eigenständiges 5G
Network Slicing in dieser Form setzt das 5G-Kernnetz und damit die Ausbaustufe Standalone voraus. Der Grund liegt im Aufbau dieses Kernnetzes: Seine Funktionen sind in einzelne Dienste zerlegt, die sich mehrfach und mit verschiedenen Einstellungen betreiben lassen. In einem Netz der Stufe Non-Standalone, das am LTE-Kernnetz hängt, fehlt diese Grundlage.
Das erklärt, warum Slicing jahrelang beworben wurde, bevor es nutzbar war — und warum es bis heute vor allem in Geschäftskundenangeboten auftaucht und kaum im Privatkundenmarkt.
Typische Zuschnitte
| Slice-Art | Eigenschaft | Anwendung |
|---|---|---|
| Hohe Datenrate | viel Bandbreite | Videoübertragung, mobiles Breitband |
| Kurze Reaktionszeit | geringe Latenz, hohe Zuverlässigkeit | Steuerung in der Produktion, Fahrzeugkommunikation |
| Massenbetrieb | viele Geräte, wenig Daten je Gerät | Zähler, Sensoren, Logistik |
Daneben entstehen Slices für einzelne Kunden: ein Rettungsdienst, der auch bei Großveranstaltungen Vorrang behält; ein Rundfunksender, der eine Übertragungsstrecke mit zugesicherter Bandbreite braucht; ein Hafenbetrieb, dessen Kräne über ein abgeschottetes Teilnetz gesteuert werden.
Grenzen
Ein Slice erzeugt keine Kapazität, er verteilt sie. Die Funkressourcen einer Funkzelle sind endlich, und was ein Slice mit Zusage erhält, steht den übrigen nicht mehr zur Verfügung. Zusagen lassen sich deshalb nur geben, solange das Netz nicht ausgelastet ist — oder indem andere Teilnehmer spürbar zurückstehen.
Hinzu kommt der Verwaltungsaufwand. Jeder Slice muss eingerichtet, überwacht und abgerechnet werden; die Netzfunktionen müssen mehrfach vorgehalten werden. Für eine Handvoll Großkunden lohnt sich das, für beliebig viele kleine nicht.
Für Unternehmen mit hohen Anforderungen an Verfügbarkeit und Datenhoheit ist deshalb oft ein eigenes lokales Mobilfunknetz die einfachere Lösung. In Deutschland lassen sich dafür Frequenzen im Bereich um 3,7 GHz bei der Bundesnetzagentur beantragen — ein solches Campusnetz ist kein Slice eines öffentlichen Netzes, sondern ein eigenständiges Netz auf dem Betriebsgelände.