¿Cuáles son las pilas de protocolos utilizadas en 5G?
En 5G, hay dos pilas de protocolos principales: el plano de control y el plano de usuario. El plano de control gestiona las funciones de señalización y control, incluido NR para comunicación por radio, NGAP para comunicación de red central-RAN, NAS para movilidad y seguridad, RRC para control de recursos de radio y SMF para gestión de sesiones.
En el plano del usuario, PDCP maneja la optimización de los paquetes de datos, RLC garantiza la confiabilidad, MAC administra el acceso al canal de radio y PHY supervisa la transmisión física. Juntas, estas pilas de protocolos facilitan una comunicación eficiente y confiable en redes 5G, admitiendo altas velocidades de datos y baja latencia para diversas aplicaciones.
Profundicemos en los detalles de cada uno:
Pila de protocolos del plano de control:
El plano de control maneja funciones de señalización y control para configurar y administrar conexiones en redes 5G. Es responsable de tareas como autenticación, autorización, gestión de movilidad y establecimiento de sesiones.
La pila de protocolos del plano de control consta de varios protocolos clave:
- NR (Nueva Radio): NR es el protocolo de interfaz aérea en 5G, responsable de la comunicación por radio entre los dispositivos de usuario (UE) y las estaciones base (gNB). Utiliza OFDM (multiplexación por división de frecuencia ortogonal) y técnicas avanzadas MIMO (entrada múltiple, salida múltiple) para una transmisión de datos eficiente.
- NGAP (Protocolo de aplicación de próxima generación): NGAP se utiliza para la comunicación entre la red central 5G y la red de acceso por radio (RAN). Maneja funciones como traspasos, gestión de movilidad y control de recursos del plano de usuario.
- NAS (estrato sin acceso): NAS es responsable de gestionar la movilidad, la seguridad y el establecimiento de sesiones para los UE. Se ocupa de funciones como adjuntar y desconectar procedimientos, autenticación y administración de claves.
- RRC (Control de recursos de radio): RRC es responsable de controlar los recursos de radio en la RAN. Gestiona el establecimiento, configuración y liberación de conexiones de radio, asegurando una utilización eficiente de los recursos.
- SMF (función de gestión de sesiones): SMF gestiona las sesiones de los usuarios y es responsable de la aplicación de políticas, el establecimiento de sesiones y el control de la calidad del servicio (QoS).
Pila de protocolos del plano de usuario:
El plano de usuario maneja la transferencia de datos real entre los dispositivos del usuario y la red. Se centra en transmitir paquetes de datos de manera eficiente sin retrasos significativos en el procesamiento.
La pila de protocolos del plano de usuario incluye:
- PDCP (Protocolo de convergencia de datos de paquetes): PDCP proporciona compresión de encabezado, cifrado y protección de integridad para los paquetes de datos del usuario. Ayuda a optimizar la eficiencia de la transmisión de datos.
- RLC (Control de enlace de radio): RLC es responsable de la segmentación, reordenamiento y corrección de errores de los paquetes de datos para garantizar una transmisión confiable a través de la interfaz de radio.
- MAC (Control de acceso al medio): MAC maneja la programación y multiplexación de paquetes de datos en el canal de radio. Gestiona los recursos y garantiza un acceso eficiente al espectro radioeléctrico.
- PHY (Capa Física): La capa PHY es responsable de la transmisión física de datos a través de las ondas de radio. Incluye esquemas de modulación y codificación, así como técnicas MIMO para mejorar la cobertura y la velocidad de datos.
Estas pilas de protocolos trabajan juntas para permitir una comunicación fluida en redes 5G, ofreciendo altas velocidades de datos, baja latencia y soporte para una amplia gama de aplicaciones, incluidas IoT y comunicaciones ultraconfiables. El uso de estos protocolos asegura que siempre haya una estructura clara con funciones específicas asociadas a cada capa de la red 5G.