Simplificada, la arquitectura 5G comprende tres componentes principales: el equipo de usuario (UE), la red de acceso por radio (RAN) y la red central 5G. Estos elementos trabajan en conjunto para ofrecer banda ancha móvil mejorada, comunicaciones ultra confiables de baja latencia y comunicaciones masivas tipo máquina. Aquí hay un desglose simplificado:
1. Equipo de usuario (UE):
- Definición: El UE es el dispositivo del usuario final, como teléfonos inteligentes, tabletas u otros dispositivos conectados.
- Función: Interactúa con la red 5G para enviar y recibir datos y servicios.
- Ejemplos: teléfonos inteligentes, dispositivos IoT, portátiles.
2. Red de acceso radioeléctrico (RAN):
- Componentes: RAN incluye gNB (5G New Radio) y NG-RAN (red de acceso de radio de próxima generación).
- Función: RAN facilita la comunicación inalámbrica entre el UE y la red central 5G.
- gNB: El gNB es responsable de la transmisión y recepción inalámbrica, y admite funciones como Massive MIMO y formación de haces.
- NG-RAN: Comprende los gNB y las funciones de control asociadas.
3. Red central 5G:
- Componentes: 5G Core incluye varias funciones y entidades de red.
- Funciones:
- AMF (Función de gestión de acceso y movilidad): Gestiona la movilidad, el acceso y los traspasos.
- SMF (Función de gestión de sesiones): Controla el establecimiento, modificación y terminación de sesiones.
- UPF (función de plano de usuario): maneja los datos del usuario en el plano de datos.
- UDM (Gestión de datos unificada): Gestiona los datos y la autenticación del suscriptor.
- AUSF (Función de servidor de autenticación): Maneja la autenticación del usuario.
- PCF (función de control de políticas): aplica políticas de QoS y control de acceso.
- Interacciones: estas funciones funcionan juntas para proporcionar conectividad, administrar sesiones y garantizar la seguridad.
4. Consideraciones clave:
- División de red: 5G admite la división de red, lo que permite la creación de redes virtualizadas para diversos casos de uso.
- Arquitectura basada en servicios: Adopta una arquitectura basada en servicios, promoviendo la flexibilidad y la escalabilidad.
- Enfoque nativo de la nube: la arquitectura 5G adopta un enfoque nativo de la nube para lograr agilidad y eficiencia de recursos.
- Conectividad de extremo a extremo: la arquitectura permite conectividad y servicios de extremo a extremo en toda la red.
5. Casos de uso:
- Banda ancha móvil mejorada (eMBB): proporciona altas velocidades de datos para aplicaciones como transmisión de vídeo y descargas de archivos de gran tamaño.
- Comunicaciones ultrafiables de baja latencia (URLLC): admite aplicaciones de misión crítica con baja latencia y alta confiabilidad.
- Comunicaciones masivas de tipo máquina (mMTC): permite la conectividad para una gran cantidad de dispositivos IoT.
6. Evolución desde generaciones anteriores:
- Basado en 4G LTE: 5G se basa en los cimientos de 4G LTE e introduce nuevas características y capacidades.
- Compatibilidad con versiones anteriores: las redes 5G están diseñadas para coexistir y proporcionar compatibilidad con versiones anteriores de las redes 4G LTE.
7. Adaptación dinámica:
- Modulación adaptativa: el sistema ajusta dinámicamente los esquemas de modulación y otros parámetros en función de las condiciones en tiempo real.
- Compartición dinámica del espectro: permite el uso flexible de los recursos de espectro disponibles.
8. Estandarización global:
- UIT y 3GPP: La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) y el Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP) contribuyen a los estándares globales para 5G.
9. Conectividad de extremo a extremo:
- De la UE al núcleo: la arquitectura 5G garantiza una conectividad perfecta desde el dispositivo del usuario a través de la red de acceso de radio hasta la red central.
En resumen, la arquitectura 5G simplificada consta del equipo de usuario, la red de acceso de radio (que comprende gNB y NG-RAN) y la red central 5G (con varias funciones). Juntos, estos componentes permiten diversos casos de uso y ofrecen banda ancha móvil mejorada, comunicaciones ultraconfiables de baja latencia y comunicaciones masivas tipo máquina en un marco dinámicamente adaptable y globalmente estandarizado.