Funkzugangsnetz

Ein Funkzugangsnetz (auch Radio Access Network, RAN) ist der Teil eines Mobilfunknetzes, der für die Funkverbindung zwischen den Endgeräten und dem dazugehörigen Kernnetz sorgt. Es besteht aus den im Sendebereich des Netzes verteilten Netzwerkelementen, darunter Basisstationen und den Antennen für die Funkverbindung zu den mobilen Endgeräten (Smartphones).

Funktionen

Das Funkzugangsnetz verbindet Benutzer mit dem Kernnetz und steuert die Verbindungen, indem Übergaben (Handovers) durchgeführt werden, wenn ein Nutzer vom Sendebereich einer Antenne zur nächsten wechselt.

Interoperabilität

Durch die Standardisierung (siehe 3GPP) war es Mobilfunknetzbetreibern möglich, einen Anbieter für ihr Kernnetz und einen separaten Anbieter für das Funkzugangsnetz zu wählen. Die Interoperabilität zwischen Netzwerkelementen verschiedener Anbieter wurde auf Kosten zusätzlicher Funktionsfähigkeit bevorzugt. Trotzdem ist es schwierig, innerhalb eines Funkzugangsnetzes die Basisstationen und Antennen verschiedener Anbieter zu mischen, in den meisten Fällen stammen diese von demselben Lieferanten. Zu den großen Anbietern zählen unter anderem Ericsson, Huawei, Samsung und Nokia.

Technische Entwicklung

Mehrere Generationen des Mobilfunks ab der Digitalisierung wurden standardisiert, beginnend mit 2G (GSM), 3G (UMTS), 4G (LTE), 5G (seit 2025) und 6G (ab 2030). Die Standards waren zunächst wie Vermittlungsstellen auf die Sprachübertragung zugeschnitten, Daten wurden wie mit Modems über Sprachkanäle übertragen (WAP, CSD). Weitere Generationen orientieren sich mehr und mehr an der Datenübertragung, sodass schließlich umgekehrt Sprache in Form von Daten übertragen wird.

Das Funkzugangsnetz bildet

• in 2G (GSM) das Base Station Subsystem im GSM/EDGE Radio Access Network ("GERAN"),
• in 3G (UMTS) die Radio Network Subsysteme im UMTS Terrestrial Radio Access Network ("UTRAN"),
• in 4G (LTE, LTE+) die eNodeB im evolved UMTS Terrestrial Radio Access ("E-UTRA"),
• in 5G die gNodeB im 5G New Radio, in dem auch Open RAN vorgesehen ist.

Technologieoffenheit

Seit 2020 wird Open RAN (Open Radio Access Network) intensiv diskutiert. Der Standard stellt sicher, dass Hard- und Software von unterschiedlichen Lieferanten zueinander passen und gemeinsam eingesetzt werden können. Das soll die Kosten beim Aufbau und Betrieb von Mobilfunknetzen reduzieren. An den strukturellen und operativen Vorteilen von Open RAN gibt es Zweifel.

Motiviert durch die Problematik der fehlenden Interoperabilität formierte sich eine Industrieallianz, deren Ziel eine zukünftige Interoperabilität der verschiedenen Komponenten des Funkzugangsnetzes ist. Durch die Unabhängigkeit von Open RAN (unabhängige Funkzugangsnetze durch den Einsatz nicht proprietärer Technik) entsteht eine offene, cloud-native Netzarchitektur. Mobilfunkanbieter sind dadurch nicht mehr so stark von den großen Herstellern abhängig. Anfang Mai 2019 gab es in Prag eine internationale Konferenz zur Sicherheit bei der 5G-Technik, die vor dem "Einfluss eines Drittlands" warnte. 2020 führte Telefónica Deutschland als erster Netzbetreiber Open RAN in Deutschland ein. Im Juni 2021 schaltete die Deutsche Telekom ihre ersten Standorte auf Basis von Open RAN aktiv. Im selben Jahr veröffentlichte die Vodafone Group ihre Partner für den Aufbau ihres Open-RAN-Netzwerkes. Vodafone Deutschland nahm Ende 2022 die ersten Mobilfunksendemasten auf Basis von Open RAN in Betrieb und will bis 2030 an einem Drittel der Standorte den Open-RAN-Standard unterstützen.

Ab 2022 ließ die United-Internet-Tochter 1&1 von Rakuten das erste 5G-Mobilfunknetz auf Open-RAN-Technologie in Deutschland aufbauen. Anfang Dezember 2023 startete 1&1 ein Viertes Mobilfunknetz: mit 500 Masten. Es handelt sich um die bisher größte Implementierung dieses Standards.

Anfang Dezember 2023 kündigte der größte Mobilfunker der USA AT&T an, den Großteil seines 5G-Mobilfunknetzes durch den schwedischen Ausrüster Ericsson auf Open RAN umrüsten zu lassen.

Kritik

Seit 2020 läuft ein Verfahren der Deutschen Bundesregierung gegen den chinesischen Hardwarehersteller Huawei. Das Unternehmen steht im Verdacht, Spionage zu ermöglichen. Aus diesem Grund haben bereits andere G20-Staaten inländischen Mobilfunkanbietern verboten, Huawei-Komponenten zu verbauen.

2021 veröffentlichte das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) eine Risikoanalyse von Open RAN. Diese legte in Schnittstellen und Komponenten mittlere bis hohe Sicherheitslücken offen, die von den Netzbetreibern beachtet werden müssen.