En el contexto de las redes móviles de quinta generación (5G), el núcleo de paquetes evolucionado (EPC) sufre una transformación en el núcleo 5G (5GC), lo que representa un cambio fundamental en la arquitectura de la red central. El 5G Core está diseñado para satisfacer los diversos y exigentes requisitos de los servicios 5G, ofreciendo capacidades mejoradas en comparación con las redes anteriores de Evolución a Largo Plazo (LTE). Exploremos el papel y las funciones del EPC dentro del 5G Core:
Núcleo de paquetes evolucionado (EPC) en 5G Core:
- Evolución de EPC a 5G Core:
- La evolución de EPC a 5G Core significa un cambio de paradigma en la arquitectura de la red central para alinearse con las características y requisitos únicos de 5G. Mientras que el EPC sirvió como red central para las redes LTE y 4G, el núcleo 5G introduce una arquitectura más flexible y modular conocida como arquitectura basada en servicios (SBA).
- Componentes clave del núcleo 5G:
- El 5G Core consta de varios componentes clave, cada uno de los cuales cumple funciones específicas para permitir funciones y servicios avanzados. Los componentes notables incluyen la función de gestión de acceso y movilidad (AMF), la función de gestión de sesiones (SMF), la función de plano de usuario (UPF), la función de exposición de red (NEF) y otras.
- Función de Gestión de Acceso y Movilidad (AMF):
- El AMF es un elemento crítico en el núcleo 5G responsable de gestionar el acceso y la movilidad del equipo de usuario (UE), que incluye dispositivos como teléfonos inteligentes y dispositivos IoT. Maneja tareas como el registro, la autenticación y la gestión de la movilidad para garantizar una conectividad perfecta a medida que los UE se mueven dentro de la red.
- Función de gestión de sesiones (SMF):
- El SMF desempeña un papel central en la gestión de sesiones dentro del 5G Core. Es responsable de establecer, modificar y finalizar sesiones para los datos del usuario, asegurando una comunicación eficiente entre los UE y las redes externas. El SMF también admite la gestión dinámica de QoS (calidad de servicio) para diversos servicios.
- Función de plano de usuario (UPF):
- El UPF es un componente crítico que maneja el plano de datos del usuario dentro del 5G Core. Es responsable de enrutar y reenviar paquetes de datos de usuario entre el UE y las redes externas, asegurando una transferencia de datos de baja latencia y alto rendimiento. La UPF admite funciones como la división de red para requisitos de servicio personalizados.
- Función de exposición de red (NEF):
- La NEF facilita la exposición de capacidades y servicios de red a aplicaciones y servicios de terceros. Permite a entidades externas solicitar información e invocar servicios dentro del 5G Core, lo que permite el desarrollo de aplicaciones innovadoras y personalizadas.
- Gestión de datos unificada (UDM):
- La UDM es responsable de gestionar los datos relacionados con los suscriptores dentro del 5G Core. Incluye funcionalidades como gestión de suscripciones, credenciales de autenticación e información de políticas. La UDM garantiza un acceso seguro y autorizado a la red.
- Función de control de políticas (PCF):
- La PCF es responsable del control de políticas dentro del 5G Core. Define y aplica políticas relacionadas con QoS, gestión del tráfico y asignación de recursos de red en función de los requisitos del servicio y los perfiles de usuario.
- Infraestructura de autenticación y autorización (AAI):
- La AAI proporciona servicios de autenticación y autorización dentro del 5G Core. Garantiza el acceso seguro de los UE a la red, validando su identidad y autorizando su uso de los recursos de la red.
- Soporte de división de red:
- Una de las características clave del 5G Core es su compatibilidad con la división de red. La división de red permite la creación de redes virtualizadas y aisladas con características personalizadas para cumplir con los requisitos únicos de diferentes servicios, aplicaciones e industrias.
- Interfaces:
- El 5G Core incluye un conjunto de interfaces bien definidas, como N1, N2, N3 y otras, que facilitan la comunicación entre sus componentes. Estas interfaces permiten el intercambio de señalización y datos de usuario, lo que garantiza una conectividad y prestación de servicios fluidas.
- Arquitectura basada en servicios (SBA):
- La SBA es un concepto arquitectónico fundamental en 5G Core. Se aleja de la arquitectura tradicional centrada en nodos de EPC hacia un enfoque más flexible y modular donde las funciones de red se implementan como servicios. Esto permite una escalabilidad más fácil, flexibilidad y la capacidad de adaptarse a los requisitos de servicio en evolución.
Beneficios y avances:
- Capacidades mejoradas:
- El núcleo 5G presenta capacidades mejoradas, como baja latencia ultraconfiable, comunicación masiva tipo máquina y banda ancha móvil mejorada, que atienden una amplia gama de casos de uso y servicios.
- Asignación dinámica de recursos:
- El núcleo 5G admite la asignación dinámica de recursos, lo que permite una utilización eficiente de los recursos de la red en función de la demanda y los requisitos de servicio en tiempo real.
- Flexibilidad de corte de red:
- La segmentación de red permite a los operadores crear redes virtualizadas y personalizadas para satisfacer las necesidades específicas de diferentes industrias, garantizando flexibilidad y adaptabilidad.
- Soporte para IoT y comunicación M2M:
- El núcleo 5G está diseñado para soportar los enormes requisitos de conectividad del Internet de las cosas (IoT) y la comunicación de máquina a máquina (M2M), lo que permite una amplia gama de aplicaciones y servicios.
- Interoperabilidad y estandarización:
- 5G Core se beneficia de los esfuerzos de estandarización global de organizaciones como 3GPP, lo que garantiza la interoperabilidad entre equipos de diferentes proveedores y promueve un ecosistema 5G unificado.
En resumen, el Evolved Packet Core (EPC) en el 5G Core representa una evolución significativa en la arquitectura de la red central, al introducir componentes y funcionalidades avanzados para soportar los diversos y exigentes requisitos de los servicios 5G. La transición de EPC a 5G Core se alinea con la visión de habilitar nuevos casos de uso, aplicaciones e industrias mediante el despliegue de tecnología 5G.