Was sind die Grundkomponenten der 5G-Architektur?
Die 5G-Architektur umfasst Benutzergeräte (Geräte), ein Funkzugangsnetzwerk (Basisstationen), ein Kernnetzwerk (mit verschiedenen Funktionen wie Mobilitätsmanagement und Sitzungssteuerung), Netzwerk-Slicing für maßgeschneiderte Dienste, Edge Computing für geringere Latenzzeiten und eine dienstbasierte Architektur für Flexibilität und robuste Sicherheitsfunktionen, die alle zusammenarbeiten, um schnelle Konnektivität mit geringer Latenz für eine Vielzahl von Anwendungen und Geräten bereitzustellen.
Die 5G-Architektur ist darauf ausgelegt, im Vergleich zu früheren Generationen von Mobilfunknetzen schnellere Datengeschwindigkeiten, geringere Latenzzeiten und eine bessere Konnektivität zu bieten.
Es besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten:
Benutzerausrüstung (UE):
Hierbei handelt es sich um das vom Endbenutzer verwendete Gerät, beispielsweise ein Smartphone, Tablet oder IoT-Gerät (Internet of Things), das mit dem 5G-Netzwerk kommuniziert.
Radio Access Network (RAN):
Das RAN umfasst die Basisstationen (gNodeBs in 5G) und Antennen, die eine Verbindung zu den Benutzergeräten herstellen. Es ist für die drahtlose Kommunikation mit den Geräten, die Verwaltung der Funkressourcen und die Abwicklung der Datenübertragung verantwortlich.
Kernnetzwerk (CN):
Das Kernnetzwerk ist ein wichtiger Teil der 5G-Architektur. Es umfasst verschiedene Elemente:
- AMF (Access and Mobility Management Function): Verwaltet Mobilität, Zugriffsauthentifizierung und Sicherheit.
- SMF (Session Management Function): Steuert den Aufbau, die Verwaltung und die Beendigung von Sitzungen.
- UPF (User Plane Function): Verwaltet das Routing und die Weiterleitung von Benutzerdatenpaketen.
- UDM (Unified Data Management): Verwaltet Benutzerdaten und Netzwerkrichtlinien.
- AUSF (Authentication Server Function): Verwaltet Benutzerauthentifizierung und Sicherheit.
- NSSF (Network Slice Selection Function): Verwaltet Netzwerk-Slice und ermöglicht die Anpassung von Netzwerkdiensten für verschiedene Anwendungen und Benutzer.
- PCF (Policy Control Function): Setzt Richtlinien für Verkehrsrouting und Quality of Service (QoS) durch.
Netzwerk-Slicing:
5G führt Network Slicing ein, das die Aufteilung des Netzwerks in mehrere virtualisierte Netzwerke ermöglicht, um verschiedene Anwendungsfälle wie IoT, Augmented Reality oder autonome Fahrzeuge zu unterstützen. Jedes Slice verfügt über eigene Ressourcen und kann an spezifische Anforderungen angepasst werden.
Edge Computing:
Edge Computing ist in die 5G-Architektur integriert, um die Latenz zu reduzieren und die Reaktionszeiten zu verbessern. Dabei werden Rechenressourcen näher am Rand des Netzwerks bereitgestellt, wo Daten generiert und verbraucht werden. Dies ist für Anwendungen wie Echtzeitspiele und autonome Fahrzeuge von entscheidender Bedeutung.
Servicebasierte Architektur (SBA):
5G übernimmt eine servicebasierte Architektur, die mehr Flexibilität und Skalierbarkeit bei der Bereitstellung und Verwaltung von Netzwerkfunktionen ermöglicht. Dienste werden als unabhängig einsetzbare Netzwerkfunktionen bereitgestellt.
Sicherheitsfunktionen:
Die 5G-Architektur umfasst erweiterte Sicherheitsfunktionen zum Schutz vor sich entwickelnden Bedrohungen, einschließlich Netzwerk-Slicing-Sicherheit, Authentifizierungsmechanismen und Verschlüsselung.
Dies sind die Grundkomponenten der 5G-Architektur, die zusammenarbeiten, um schnelle Konnektivität mit geringer Latenz bereitzustellen und eine breite Palette von Anwendungen und Diensten zu unterstützen.