Fujitsu kündigt nachhaltiges 5G vRAN an, um die CO2-Emissionen zu senken

Fujitsu gab heute bekannt, dass das Unternehmen erfolgreich eine neue softwarevirtualisierte Radio-Access-Network (vRAN)-Technologie¹ mit Unterstützung für 5G Standalone (SA) entwickelt hat und diese ab März 2022 zur Verifizierung durch Telekommunkationsanbieter anbieten wird. Durch den Einsatz von Fujitsus KI- und quanteninspirierten «Digital Annealer»-Technologien² zur Optimierung von Rechenressourcen adressiert die neu entwickelte vRAN-Technologie eine der zentralen Herausforderungen herkömmlicher vRANs: die Bereitstellung einer hohen Leistung bei geringem Energieverbrauch. Fujitsu rechnet damit, dass dieser Ansatz das Potenzial hat, die CO2-Emissionen des Gesamtsystems bis 2025 im Vergleich zu herkömmlichen Basisstationssystemen um 50 Prozent oder mehr zu senken und gleichzeitig den Nutzern eine hochwertige und stabile Kommunikation zu bieten.

Fujitsu plant, diese vRAN-Technologie weltweit einzusetzen. Telekommunikationsanbietern, die an der Reduzierung ihres CO2-Fussabdrucks arbeiten erhalten dadurch robuste und innovative Unterstützung zu der Verwirklichung einer nachhaltigeren Gesellschaft beizutragen.

In den letzten Jahren haben Fortschritte wie Leistungsverbesserungen bei Allzweck-CPUs und die Virtualisierung der drahtlosen Signalverarbeitungs- und Steuerungstechnologie (Telekommunikationsfunktion) ein breites Spektrum an neuen Möglichkeiten für technologische Innovationen in der Kommunikation eröffnet, darunter auch die vRAN-Technologie. Die Einführung von vRANs, die aus Allzweck-Servern bestehen, für die keine kostspielige Entwicklung von Spezialhardware erforderlich ist, gewinnt derzeit als attraktive Alternative zu herkömmlichen Basisstationen an Gewicht.

Trotz ihrer vielversprechenden Eigenschaften steht die bestehende vRAN-Technologie noch vor Barrieren für eine breitere Akzeptanz. So haben vRANs, die nicht mit speziellen Geräten konfiguriert sind, tendenziell eine geringere Leistungseffizienz als herkömmliche Basisstationen. Um die gleiche Leistung aufrechtzuerhalten, muss mehr Hardware eingebaut werden, was zu einer höheren Umweltbelastung in Bereichen wie dem Stromverbrauch führt. Auch in Bezug auf Stabilität und Redundanz gibt es Fälle, in denen herkömmliche vRANs keine ausreichende Kommunikationsqualität auf Carrier-Grade-Niveau garantieren können.

Die neue vRAN-Technologie von Fujitsu unterstützt 5G SA und entspricht den O-RAN-Spezifikationen. Gleichzeitig nutzt sie die folgenden proprietären Technologien, um einige der Herausforderungen im Zusammenhang mit herkömmlichen vRANs erfolgreich zu lösen. Durch die Optimierung des gesamten 5G-Mobilfunknetzes und die Verringerung des Geräteaufwands und des Stromverbrauchs bietet das vRAN von Fujitsu das Potenzial, zu einer erheblichen Verringerung der gesamten CO2-Emissionen in den 5G-Mobilfunksystemen der Betreiber beizutragen.

Verbesserte Software-Steuerungsmethoden für hohe Leistung und Kapazität in der Kommunikation erhöhen die Kommunikationsgeschwindigkeit und des Kommunikationsabdeckungsbereichs von zwei auf das Vierfache.

Fujitsu hat eine eigene dynamische Ressourcenzuweisungstechnologie zur Reduzierung überschüssiger Ressourcen und den Stromverbrauch entwickelt – Die für den Betrieb benötigten Rechenressourcen werden von Servern flexibel an den Nutzungsstatus (Verkehrsaufkommen) der Basisstationen angepasst, der je nach Region und Tageszeit variiert. Durch die Verknüpfung der intelligenten RAN-Steuerungseinheit (RIC)³ und der SMO⁴, die das gesamte Netz orchestriert und verwaltet, werden mit dieser Technologie die Bewegungen der Mobilfunknutzer und die Nutzung der Anwendungen geschätzt und eine optimale Ressourcenzuweisung erreicht.

Dieses System nutzt nicht nur KI zur Vorhersage zukünftiger Verkehrsschwankungen, sondern auch Fujitsus quanteninspirierte Digital Annealer Computing-Technologie. Es ermöglicht eine optimale Zuweisung von Rechenressourcen, indem es Probleme schnell löst, die mit den heutigen Allzweckcomputern nur schwer zu lösen sind. Durch die Nutzung der überlegenen kombinatorischen Optimierungsfähigkeiten des Digital Annealer ist es möglich, die optimalen Verbindungsziele aus den verschiedenen Kombinationen von Radio Units (RU) und vRANs (Central Unit / Distributed Unit) in Umgebungen abzuleiten, in denen sich die Funkwellen von vielen Basisstationen überschneiden.

Im März 2022 wird Fujitsu mit der Bereitstellung von Software beginnen, die auf Allzweck-Servern für die Überprüfung von Netzbetreibern läuft und verschiedene Arten der Überprüfung, einschliesslich Feldtests, unterstützen wird. Bis Ende des Geschäftsjahres 2022 plant Fujitsu, diese Technologie als Service auf globaler Basis anzubieten, mit dem Ziel, sie auf die kommerziellen Servicenetzwerke der einzelnen Betreiber auszuweiten. Fujitsu hat sich zum Ziel gesetzt, die gesamten CO2-Emissionen bis 2025 um 50 Prozent oder mehr im Vergleich zu herkömmlichen Basisstationssystemen zu reduzieren, indem die Softwarefunktionen sukzessive aktualisiert und die Technologien zur Verringerung der Umweltauswirkungen weiter verbessert werden.

¹Virtualisiertes Radio Access Network (vRAN): Eine virtualisierte Basisstation, die mit spezieller Software zur Steuerung der Basisstationsfunktionen erstellt wird, gehostet auf einem Allzweckserver.
²Digital Annealer: Die domänenspezifische Computerarchitektur von Fujitsu ist auf die Lösung von kombinatorischen Optimierungsproblemen spezialisiert, die mit Allzweckcomputern aufgrund der enormen Rechenkomplexität nur schwer zu lösen sind.
³RAN Intelligent Control Unit (RIC): Eine RAN-Steuerungseinheit, die die Verwaltung drahtloser Ressourcen optimieren und den Betrieb automatisieren kann.
⁴SMO: Service Management and Orchestration. Ein Rahmenwerk, das netzwerkweite Orchestrierungs- (Konfiguration, automatisierter Aufbau) und Verwaltungsfunktionen integriert.