Schwerpunkte

Siemens

Die Realität des Industrial 5G

29. Juli 2020, 09:30 Uhr   |  Meinrad Happacher


Fortsetzung des Artikels von Teil 2 .

Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC)

Die Latenz- und Zykluszeiten des Funkverkehrs über 5G.
© Siemens

Die Latenz- und Zykluszeiten des Funkverkehrs über 5G.

Die Latenz ist definiert als die Zeit, die ein Datenpaket benötigt, um das User Equipment (UE, Endgerät) zu erreichen und von der User Plane Function (UPF) an ein externes Netzwerk oder eine externe Anwendung übermittelt zu werden.  Es handelt sich um die End-to-End-Verzögerung des gesamten 5G-Systems.

Bei 5G kann die flexible Numerologie (µ) die Luftübertragungslatenz verringern. Dazu wird ein Informations-Slot in kürzerer Zeit gesendet. Es werden Self-Contained-Slots und innerhalb der Slots Mini-Slots verwendet. Das Funkschnittstellenprotokoll von 5G ist in Frames von 10 ms strukturiert. Jeder Frame umfasst 10 Subframes von je 1 ms, die wiederum in Slots unterteilt sind, welche 14 OFDM-Symbole enthalten. Ein Slot kann, abhängig von der gewählten Numerologie, von 1 ms bis zu einem Mindestwert von 125 µs dauern. In sämtlichen Fällen beträgt die Anzahl der Symbole pro Slot stets 14. Das bedeutet, dass in einem Subframe mit einem SCS von 30 kHz innerhalb von 1 ms insgesamt 28 Symbole übertragen werden. In einem 60-kHz-SCS-Slot lassen sich 56 Symbole übertragen und so weiter.

Diese Werte gelten für die Theorie. Reale Werte müssen in einem echten Stand-alone-5G-Netz gemessen werden und betreffen nur den physikalischen Teil der Funkübertragung. Diese Verzögerung gilt es zu allen Verzögerungen durch die Verarbeitung des Funkprotokolls und der Verzögerung im Core-Netzwerk hinzuzurechnen. 
Das 5G-Core-Netzwerk basiert – im Gegensatz zu den Netzknoten in älteren Mobilfunktechnologien – auf virtuellen Funktionen. Die virtuellen Funktionen haben den Vorteil, dass sie einfach auf einem Edge Device eingesetzt werden können, zum Beispiel der Software des RAN (Radio Access Network), der UPF und eventuell auch als Anwendung auf derselben Maschine, was zu einer geringeren Latenz führt. 

Sub-Carrier-Spacing und Slot-Dauer: Die genannten Werte sind Theorie-Werte. Reale Werte  müssen in einem echten Stand-alone-5G-Netz gemessen werden und betreffen nur den physikalischen Teil der Funküber­tragung.
© Siemens

Sub-Carrier-Spacing und Slot-Dauer: Die genannten Werte sind Theorie-Werte. Reale Werte müssen in einem echten Stand-alone-5G-Netz gemessen werden und betreffen nur den physikalischen Teil der Funküber­tragung.

Industrielle Anwendungen erfordern eine möglichst niedrige Latenz bei der Kommunikation. Eine Verzögerung der Kommunikation führt nämlich zu höheren Zykluszeiten bei den Anwendungen. Die Zykluszeit ist die Zeit, die von einer Client-Anwendung oder einem Gerät benötigt wird, um eine Anfrage an eine Controller-Anwendung zu senden und die Antwort zurück-zuliefern. Für deterministische und betriebskritische industrielle Anwendungen ist es daher unerlässlich, die Zykluszeit auf ein Minimum zu beschränken. Das 5G-Netz bringt sowohl beim Uplink als auch beim Downlink eine Verzögerung ein, die nicht notwendigerweise gleich sein muss. Die Anwendungen benötigen ebenfalls eine gewisse Bearbeitungs- und Antwortzeit. Die Summe all dieser Faktoren ergibt die Zykluszeit. 

Seite 3 von 4

1. Die Realität des Industrial 5G
2. Enhanced Mobile Broadband (eMBB)
3. Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC)
4. Latenzzeiten und Zyklen

Auf Facebook teilenAuf Twitter teilenAuf Linkedin teilenVia Mail teilen

Das könnte Sie auch interessieren

5G oder Wi-Fi 6?
5G jetzt umsetzen!
Private 5G-Netze
Das E-Paper der Sommer-Ausgabe 7/8 für Sie

Verwandte Artikel

Siemens AG IIA+DT