Cloud-Telekommunikationsdienste: Wie Edge-Infrastruktur 5G ermöglicht

Die praktische Lücke zwischen Cloud-Telekommunikationsdiensten und 5G-Edge-Bereitstellungen

Viele der internationalen Telekommunikationsteams, mit denen ich bei 5G-Bereitstellungen zusammenarbeite, erkennen rasch, dass zentralisierte Kern-Datenzentren mit Cloud-Telekommunikationsdiensten nicht funktionieren. Die Latenz wird zur offensichtlichen Engstelle, sobald 5G-Radiozugangseinheiten intelligente Fabriken und Einzelhandelsbetriebe versorgen. Traditionelle großskalige Datenzentren befinden sich Hunderte von Kilometern entfernt von den Endnutzern, und bei jeder Paket-Rundreise entsteht Verzögerung – was Echtzeitkommunikation unterbricht, etwa bei der Fernsteuerung von Maschinen oder Fahrzeugen oder bei der Live-Verarbeitung von Medien.

Aein kürzlich durchgeführter Feldtest verdeutlicht dies: Ein regionaler 5G-Telekommunikationsanbieter benötigte Cloud-Telekommunikationsdienste für seine 5G-Abonnenten, die über städtische Randgebiete verstreut waren. Der ursprüngliche Plan sah vor, an jedem Sendemaststandort vor Ort physische Serverräume zu errichten. Langwierige und unvorhersehbare Genehmigungsverfahren für Bauvorhaben, vor-Ort-Verkabelung sowie lange Abnahmeprozesse machten das Projekt jedoch unrealistisch.

Nach einer Bewertung verschiedener Optionen wählte das Projektteam das Wizard Modular Data Center als lokalen Edge-Compute-Knoten aus. Die Einheit wird vollständig vorgefertigt mit Strom- und Kühlsystemen, Steuerungs- und Überwachungssystemen sowie Rack-Platzierungsmöglichkeiten geliefert und erfordert nach der Lieferung lediglich grundlegende Versorgungsanschlüsse. Der Aufbau von Edge-Knoten in zentralen Rechenzentren und deren Versand an Edge-Standorte erfolgt deutlich schneller als die Bereitstellung von Edge-Compute-Knoten mittels herkömmlicher Bauverfahren. Edge-Knoten, die in unterschiedlichen Umgebungen platziert werden, ermöglichen es, Cloud-Telekommunikationsdienste so nah wie möglich am 5G-Nutzer bereitzustellen.

Diese Anwendung entspricht den Thermal Guidelines for Data Processing Environments, 5th Edition  veröffentlicht von ASHRAE TC 9.9. Die in der Norm beschriebenen stabilen Umgebungsbedingungen für IT-Hardware gelten für Cloud-Telecom-Dienste an Edge-5G-Standorten und ermöglichen es Dienstanbietern, ihre Kunden am Edge besser zu bedienen. Modulare Systeme und ein systemorientiertes Design bieten im Vergleich zu herkömmlichen Systemen einen Vorteil, wenn es darum geht, die breit gefächerte und unkontrollierte Natur von Edge-Standorten zu bewältigen. .

Wie das Wizard Modular Data Center die Anforderungen an 5G-Edge-Infrastrukturen erfüllt

Die Edge-Architekturen des Wizard Modular Data Center sind werkseitig integriert und speziell für Cloud-Telecom-Edge-Szenarien konzipiert. Im Gegensatz zu maßgeschneiderten Räumen, bei denen Teilsysteme vor Ort beschafft und installiert werden, sind zentrale Komponenten wie IT-Racks, Stromversorgung, Kühlsysteme und DCIM bereits im Werk vormontiert und getestet. Jede Einheit durchläuft mehrere Werksabnahmetests, wodurch Unstimmigkeiten bei der Ausführung minimiert und die Gleichmäßigkeit verbessert werden.

Vorkonfigurierte Designs des Wizard Modular Data Center ermöglichen schnelle Bereitstellungen. Gerade 5G-Edge-Anwendungsfälle profitieren von der modularen Konstruktion. Telekommunikationsanbieter, die die unstillbare Nachfrage nach cloudbasierten Edge-Diensten befriedigen möchten, stehen typischerweise vor der Herausforderung, diese Dienste schnell genug einzuführen. Eine termingerechte Lieferung ist bei Edge-Bereitstellungen besonders wichtig, da sie die Zeit minimiert, in der Dienste für Endnutzer nicht verfügbar sind. Das Wizard Modular Data Center reduziert die üblichen Abhängigkeiten von ziviltechnischen Maßnahmen im Bauprozess, die cloudbasierte Dienste ermöglichen.

Zweitens bleibt die Gesamtbetriebskosten (TCO) über den gesamten Service-Lebenszyklus hinweg niedriger, da standardisierte Module die Wartungskomplexität verringern und eine schrittweise Kapazitätserweiterung unterstützen. Betreiber können neue Module hinzufügen, sobald der Nutzerverkehr steigt, anstatt in eine vollständig ausgebaute Anlage zu investieren, die in frühen Phasen unterausgelastet betrieben werden müsste.

Das Kühldesign des Wizard Modular Data Center ist so konstruiert, dass es den variablen Lastprofilen von Cloud-Telekommunikationsdiensten entspricht. Kühlgeräte im Rennstrecken-Stil reagieren auf wechselnde Wärmelasten in den IT-Modulen. Die Verwendung von Hot-Aisle-/Cold-Aisle-Containment und kontinuierlichem Luftstrom durch die Wizard Modular Data Centers hilft, Hotspots zu eliminieren und ermöglicht einen weiteren Betrieb, während Edge-Knoten Spitzenlasten bewältigen.

Standortauswahl und umweltbezogene Überlegungen für 5G-Edge-Cloud-Telekommunikationsdienste

Bei der Erstellung von Edge-Infrastruktur für Cloud-Telekommunikationsdienste verwenden Ingenieure die meiste Zeit für die Optimierung der Raum- und Energieeffizienz von Edge-Servern; dabei steht kaum im Fokus, wie lokale Standortbedingungen die langfristige Zuverlässigkeit der Infrastruktur beeinflussen können. Edge-Knoten für 5G-Dienste können an zahlreichen nicht-traditionellen Rechenzentrumsstandorten installiert werden – beispielsweise neben einem Telekommunikationsturm, in einem Industriegebäude oder in einem Technikraum eines Gewerbegebiets. Solche Standorte verfügen häufig über begrenzten Platz und weisen oft erhebliche Schwankungen der Umgebungstemperatur auf. Für Edge-Infrastrukturen ist daher Gestaltungsflexibilität erforderlich, um diese Standorte zu berücksichtigen – statt vorauszusetzen, dass ein fertig ausgestattetes Rechenzentrum zur Verfügung steht.

Unser Ingenieurteam hat zahlreiche Edge-Standorte für Cloud-Telekommunikationsdienste bewertet und dabei stets drei Faktoren priorisiert: thermische Belastbarkeit, physische Standortgröße und Servicezugang. Das Wizard Modular Data Center kann bei extremen Temperaturen betrieben werden und weist eine geringe physische Standortgröße auf, wodurch es sich besonders für den Einsatz an weniger kontrollierten Standorten eignet. Wie andere Rechenzentren kann es mit DCIM ausgestattet werden, um den Zustand der Edge-Komponenten zu überwachen und zu verwalten sowie Cloud-Telekommunikationsdienstbetreiber bei Problemen zu alarmieren. Dadurch sinken die Reisekosten für vor-Ort-Besuche und die Servicezeit bei Störungen an Edge-Standorten verkürzt sich. Die Fernüberwachung ist noch wertvoller bei Edge-Standorten, die an geografisch weit verstreuten Standorten installiert sind, da die Anfahrt zum Standort für einen vor-Ort-Service unter Umständen sehr zeitaufwendig ist.

Skalierung von Cloud-Telekommunikationsdiensten mittels gestufter modularer Erweiterung für 5G

Telekommunikationsanbieter starten ihre Cloud-Telekommunikationsdienste mit wenigen Edge-Knoten, typischerweise zur Realisierung von 5G-Anwendungsfällen, und fügen bei steigender Nachfrage und Kundenakzeptanz weitere Edge-Knoten hinzu. Die Anbieter sind an unflexible, fest vorgegebene Konzepte für ihre Rechenzentren gebunden, was häufig zu erheblichen Ressourcenverschwendungen führt. Oft müssen die Anbieter Spitzenlasten Jahre im Voraus prognostizieren – dies kann die Kosten stark erhöhen. Das Wizard Modular Data Center beispielsweise kann dank seines modularen Designs mit dem wachsenden Bedarf der Telekommunikationsanbieter mitskalieren.

Dank des modularen Designs des Wizard Modular Data Center können Anbieter klein beginnen – mit einer einzelnen Einheit – und nach Bedarf weitere Module hinzufügen. Neue Module verbinden sich über standardisierte Schnittstellen mit bestehenden Modulen, sodass der Betrieb während der Erweiterung kontinuierlich fortgesetzt werden kann. Dadurch werden Edge-Cloud-Dienste elastischer und besser an reale Anforderungen anpassbar. Zudem müssen die Anbieter keine großen Vorabinvestitionen in unflexible Rechenzentrumsinfrastruktur tätigen.

Eine ähnliche modulare Edge-Infrastruktur auf Basis der Wizard Modular Data Centers ist für Telekommunikations-Systemintegratoren nützlich, da sie ein besseres Risikomanagement ermöglicht. Betreiber können Edge-Cloud-Funktionen für 5G-Dienste zunächst in wenigen Rechenzentren einführen, bevor sie sich für eine großflächige, regionale Einführung verpflichten. Falls Edge-Dienste nicht erfolgreich sind, entstehen dem Betreiber keine hohen Sunk Costs. Falls die Dienste jedoch erfolgreich sind, können weitere Module schnell hinzugefügt werden, um die steigende Nachfrage zu erfüllen.

Betrieb und Lebenszyklus-Wartung der Edge-Infrastruktur für Cloud-Telekommunikationsdienste

Viele Cloud-Telekommunikationsdienste erfüllen Service-Level-Agreements nicht aufgrund von Hardwarefehlern, sondern aufgrund einer unzureichenden langfristigen Wartungsplanung an 5G-Edge-Standorten. Entfernte Edge-Standorte verfügen üblicherweise über weniger Techniker vor Ort; daher muss die Infrastruktur einfache, wiederholbare Wartungsabläufe sowie eine klare Fehlerisolierung unterstützen. Die Wizard Modular Data Center ist genau auf diese betriebliche Realität ausgelegt.

Alle Kern-Subsysteme sind standardisiert und werkseitig vorgeprüft. Die Ersatzteillisten und Wartungsverfahren bleiben bei jeder eingesetzten Einheit unverändert, wodurch der Schulungsaufwand für Außendienstteams, die Cloud-Telekommunikationsdienste unterstützen, reduziert wird. Das DCIM-System protokolliert sämtliche thermischen und Stromversorgungsereignisse, sodass Ingenieurteams intermittierende Leistungsprobleme fernüberwachen und beheben können, bevor sie zu Dienstunterbrechungen führen. Das Kühlsystem verfügt über leicht zugängliche Wartungspunkte, und kritische Komponenten können ersetzt werden, ohne das gesamte Modul vollständig zu zerlegen.

Wir arbeiten außerdem eng mit Kunden zusammen, um während der Projektabwicklung Betriebsübergabedokumente zu definieren. Für jede Wizard-Modular-Data-Center-Einheit werden Werksprüfberichte, Sensorkalibrierungsprotokolle und Bedienungsanleitungen bereitgestellt. Diese transparente Dokumentation hilft Telekommunikationsbetreibern, die Einhaltung interner Betriebsstandards sicherzustellen, und erleichtert den reibungslosen Übergang zwischen Bau- und Betriebsteams. Wenn Betreiber Cloud-Telekommunikationsdienste auf diesen Edge-Knoten betreiben, können sie eine stabile 5G-Nutzererfahrung aufrechterhalten, ohne ständig umfangreiche Vor-Ort-Interventionen vornehmen zu müssen.

Häufig gestellte Fragen

F1: Wie verbessert Edge-Infrastruktur Cloud-Telekommunikationsdienste für 5G-Netzwerke?

A1: Edge-Infrastruktur bringt Rechenressourcen näher an die Endnutzer heran, wodurch die Latenz für Cloud-Telekommunikationsdienste sinkt. Edge-Rechenzentren tragen zudem dazu bei, die Rechenlast an Standorten zu verteilen, die näher an den Endnutzern liegen. Lokale Verarbeitung unterstützt Echtzeitanwendungen von 5G.

Q2: Was macht das Wizard Modular Data Center für Telekommunikations-Edge-Einsätze geeignet?

A2: Die Vorintegration und kompakte Bauweise des Wizard Modular Data Center machen es für entfernte 5G-Standorte geeignet. Es verfügt zudem über integrierte Kühlung und Überwachung, die Edge-Einsätze unterstützen. Es ermöglicht eine schrittweise Einführung cloudbasierter Telekommunikationsdienste und reduziert Bauarbeiten vor Ort.

Q3: Erfüllt das Design globale thermische Standards für IT-Hardware?

A4: Das thermische Design folgt den ASHRAE TC 9.9 Thermal Guidelines for Data Processing Environments, 5th Edition, und gewährleistet stabile Einlassbedingungen für Edge-IT-Ausrüstung.

Q4: Ist die Kapazität nach dem ersten Start eines 5G-Edge-Dienstes erweiterbar?

A4: Ja, die Kapazität ist erweiterbar. Cloudbasierte Telekommunikationsdienste unterstützen eine große Anzahl von Diensten und Nutzern, wodurch die Datenverkehrslast steigt. In diesem Fall können weitere Wizard Modular Data Center-Module an Edge-Standorten hinzugefügt werden.

Q5: Welche Art von Wartung steht für entfernte Edge-Knoten zur Verfügung?

A5: Remote Edge-Knoten enthalten DCIM, das die Fernüberwachung und -warnung bei Problemen unterstützt. Andere Komponenten sind standardisiert. Fabriktestdokumente und -informationen erleichtern die vor-Ort-Fehlerbehebung.