Breitband-Mobilfunk
Seite 7: Netzarchitektur
Netzarchitektur
LTE liegt eine völlig neue Systemarchitektur zugrunde, in der vor allem durch die Reduktion der Netzknoten und damit auch der Schnittstellen eine Vereinfachung erzielt wurde – beides verkürzt die Durchgangszeit von Signalen durch das Netz. Bei UMTS gibt es neben den Basisstationen noch den Radio Network Controller (RNC). Dieser stellt für HSPA die zentrale Instanz im Funkzugangsnetz dar und ist vor allem für den Wechsel zwischen den Funkzellen wichtig (Handover, Mobilität).
Die LTE-Architektur, die auch als Evolved Packet System (EPS) bezeichnet wird, kommt ohne einen solchen Knoten aus. In LTE gewährleistet eine zusätzliche Schnittstelle zwischen den Basisstationen die Mobilität zwischen den Zellen, das X2-Interface. Über diese Schnittstelle läuft das Handover schneller ab als über den RNC bei UMTS. Die Unterbrechung der Datenübertragung beträgt dabei nur etwa 20 ms.
Im Kernnetz (Evolved Packet Core, EPC) gibt es sowohl bei UMTS als auch bei LTE/EPS zwei Netzknoten. Bei UMTS sind dies der Serving GPRS Support Node und der Gateway GPRS Support Node, wobei Nutzerdaten beide Knoten durchlaufen. In der EPC-Architektur gibt es den Mobility Management Node und den Packet Gateway Node. Die Nutzerdaten passieren aber nur das Gateway. Hierdurch ist die Anzahl der Knoten, die an der Übertragung von Nutzerdaten beteiligt sind, halbiert worden.
Die Latenzverringerung auf der Luftschnittstelle und auch die verschlankte Architektur, die die Anzahl der erforderlichen Signalisierungsmeldungen reduziert, haben zusammen auch den Verbindungsaufbau beschleunigt. LTE stellt die Verbindung innerhalb von 100 ms her. Damit ist die Verzögerung zwischen dem Initiieren einer Anfrage und dem Beginn des Nutzdatentransfers gegenüber HSPA (1 bis 2 s) spürbar gesunken.
Doch die schiere Leistungsfähigkeit der LTE-Basisstationen stellt erhebliche Anforderungen bezüglich ihrer Anbindung an das Kernnetz, den Backhaul. Wenn zum Beispiel eine Basisstation drei Zellen mit jeweils 2 x 2 MIMO versorgen soll, würde sie schon bis zu 500 MBit/s befördern. Die wenigsten Basisstationen sind jedoch derart leistungsfähig angebunden, sodass parallel zum LTE-Netzaufbau auch das Transportnetz erweitert werden muss. Dafür setzt man wie bisher Richtfunkstrecken und Glasfaserleitungen ein, allerdings für LTE mit noch höherer Kapazität als ohnehin schon.
