¿Qué son las interfaces N2 y N3 en 5G?
En la arquitectura del núcleo 5G (5G Core o 5GC), las interfaces N2 y N3 son elementos fundamentales que permiten la comunicación eficiente entre la red de acceso (RAN) y el núcleo de la red (Core). Estas interfaces forman parte de la especificación definida por 3GPP para garantizar la interoperabilidad entre equipos de distintos fabricantes y la modularidad de los componentes de red.
Ambas interfaces están involucradas en la conexión entre la función de red llamada gNB (nodo de acceso 5G) y la función de red del núcleo llamada AMF (Access and Mobility Management Function) y UPF (User Plane Function), respectivamente. Mientras que N2 se encarga de la señalización (plano de control), la interfaz N3 maneja los datos del usuario (plano de usuario).
Interface N2
La interfaz N2 conecta el gNB con el componente AMF del núcleo 5G. Es responsable de toda la señalización relacionada con la gestión de acceso y movilidad. Esta interfaz opera en el plano de control (Control Plane, CP) y utiliza el protocolo NGAP (Next Generation Application Protocol) sobre SCTP.
Funciones clave de la interfaz N2:
- Establecimiento, modificación y liberación de sesiones de señalización
- Gestión del registro del UE (User Equipment) en la red 5G
- Gestión de movilidad (handover, tracking area updates)
- Transferencia de parámetros de QoS y políticas entre el núcleo y el gNB
- Coordinación de la seguridad entre el gNB y el núcleo
La interfaz N2 también es fundamental en el mecanismo de separación entre el plano de usuario y el de control (arquitectura SBA – Service-Based Architecture), que es una característica clave del núcleo 5G.
Interface N3
La interfaz N3 conecta el gNB directamente con el componente UPF (User Plane Function) del núcleo. Esta interfaz es parte del plano de usuario (User Plane, UP) y se encarga de transportar los datos del usuario (por ejemplo, tráfico de Internet, llamadas VoNR, streaming de video, etc.).
Características principales de N3:
- Utiliza el protocolo GTP-U (GPRS Tunneling Protocol – User plane)
- Transporta paquetes de usuario encapsulados entre el gNB y el UPF
- Admite túneles GTP con identificadores únicos para cada sesión PDU
- Permite políticas de QoS aplicadas a nivel de flujo de datos
- Puede funcionar de forma independiente del plano de control, permitiendo arquitectura distribuida
La interfaz N3 permite separar los flujos de datos del usuario de la señalización, lo cual es fundamental para soportar arquitecturas como MEC (Multi-access Edge Computing) donde el procesamiento de datos puede hacerse cerca del usuario final.
Comparación entre N2 y N3
| Característica | Interface N2 | Interface N3 |
|---|---|---|
| Plano | Plano de Control (Control Plane) | Plano de Usuario (User Plane) |
| Función de red destino | AMF | UPF |
| Protocolo | NGAP sobre SCTP/IP | GTP-U sobre UDP/IP |
| Función | Señalización, movilidad, registro | Transporte de datos del usuario |
| Dependencia del tráfico de usuario | No transporta datos de usuario | Sí, exclusivamente tráfico de usuario |
¿Qué sucede si N2 falla?
Si la interfaz N2 falla, el gNB pierde comunicación con la AMF, lo que implica que no puede registrar nuevos usuarios, realizar handovers o actualizar el estado de los dispositivos. Aunque las sesiones de datos activas pueden mantenerse momentáneamente mediante N3, el control de red se verá afectado.
¿Es posible tener múltiples N3 hacia varios UPF?
Sí, la arquitectura 5G permite que un mismo gNB tenga múltiples conexiones N3 hacia diferentes UPF. Esto se utiliza para distribuir la carga, aplicar políticas de red basadas en servicios, y permitir escenarios como offloading local mediante MEC.
¿Se puede compartir la misma conexión física para N2 y N3?
A nivel físico sí, ambas interfaces pueden operar sobre la misma infraestructura Ethernet/IP. Sin embargo, a nivel lógico, se trata de conexiones completamente separadas y aisladas según el plano de red al que pertenecen (CP y UP).
¿Qué relación tienen N2 y N3 con la arquitectura CU-DU?
En arquitecturas desagregadas donde el gNB se divide en DU (Distributed Unit) y CU (Central Unit), la interfaz N2 se origina generalmente desde la CU-CP, mientras que N3 proviene de la CU-UP. Esto permite una gestión más flexible del tráfico y facilita la implementación de redes virtualizadas.