Simplifiée, l’architecture 5G comprend trois composants principaux : l’équipement utilisateur (UE), le réseau d’accès radio (RAN) et le réseau central 5G. Ces éléments fonctionnent en tandem pour offrir un haut débit mobile amélioré, des communications ultra-fiables à faible latence et des communications massives de type machine. Voici une répartition simplifiée :
1. Équipement utilisateur (UE) :
- Définition : l’UE est l’appareil de l’utilisateur final, tel qu’un smartphone, une tablette ou d’autres appareils connectés.
- Fonction : Il interagit avec le réseau 5G pour envoyer et recevoir des données et des services.
- Exemples : smartphones, appareils IoT, ordinateurs portables.
2. Réseau d’accès radio (RAN) :
- Composants : le RAN comprend gNB (5G New Radio) et NG-RAN (Next-Generation Radio Access Network).
- Fonction : le RAN facilite la communication sans fil entre l’UE et le réseau central 5G.
- gNB : le gNB est responsable de la transmission et de la réception sans fil, prenant en charge des fonctionnalités telles que Massive MIMO et la formation de faisceaux.
- NG-RAN : Il comprend les gNB et les fonctions de contrôle associées.
3. Réseau central 5G :
- Composants : le cœur 5G comprend diverses fonctions et entités réseau.
- Fonctions :
- AMF (Fonction de gestion de l’accès et de la mobilité) : gère la mobilité, l’accès et les transferts.
- SMF (fonction de gestion de session) : contrôle l’établissement, la modification et la terminaison d’une session.
- UPF (User Plane Function) : gère les données utilisateur dans le plan de données.
- UDM (Unified Data Management) : gère les données et l’authentification des abonnés.
- AUSF (fonction de serveur d’authentification) : gère l’authentification des utilisateurs.
- PCF (fonction de contrôle des politiques) : applique les politiques de QoS et de contrôle d’accès.
- Interactions : ces fonctions fonctionnent ensemble pour fournir la connectivité, gérer les sessions et garantir la sécurité.
4. Considérations clés :
- Découpage de réseau : la 5G prend en charge le découpage de réseau, permettant la création de réseaux virtualisés pour divers cas d’utilisation.
- Architecture basée sur les services : elle adopte une architecture basée sur les services, favorisant la flexibilité et l’évolutivité.
- Approche cloud native : l’architecture 5G adopte une approche cloud native pour l’agilité et l’efficacité des ressources.
- Connectivité de bout en bout : l’architecture permet une connectivité et des services de bout en bout sur le réseau.
5. Cas d’utilisation :
- Haut débit mobile amélioré (eMBB) : fournit des débits de données élevés pour des applications telles que le streaming vidéo et le téléchargement de fichiers volumineux.
- Communications ultra-fiables à faible latence (URLLC) : prend en charge les applications critiques avec une faible latence et une fiabilité élevée.
- Massive Machine-Type Communications (mMTC) : permet la connectivité pour un grand nombre d’appareils IoT.
6. Évolution par rapport aux générations précédentes :
- S’appuyer sur la 4G LTE : la 5G s’appuie sur les bases de la 4G LTE, en introduisant de nouvelles fonctionnalités et capacités.
- Compatibilité ascendante : les réseaux 5G sont conçus pour coexister avec les réseaux 4G LTE et offrir une compatibilité ascendante.
7. Adaptation dynamique :
- Modulation adaptative : le système ajuste dynamiquement les schémas de modulation et d’autres paramètres en fonction des conditions en temps réel.
- Partage dynamique du spectre : permet une utilisation flexible des ressources de spectre disponibles.
8. Normalisation mondiale :
- L’UIT et 3GPP : l’Union internationale des télécommunications (UIT) et le Projet de partenariat de 3e génération (3GPP) contribuent aux normes mondiales pour la 5G.
9. Connectivité de bout en bout :
- De l’UE au cœur : l’architecture 5G garantit une connectivité transparente depuis l’appareil de l’utilisateur via le réseau d’accès radio jusqu’au réseau central.
En résumé, l’architecture 5G simplifiée comprend l’équipement utilisateur, le réseau d’accès radio (comprenant gNB et NG-RAN) et le réseau central 5G (avec diverses fonctions). Ensemble, ces composants permettent divers cas d’utilisation et offrent un haut débit mobile amélioré, des communications ultra-fiables à faible latence et des communications massives de type machine dans un cadre dynamiquement adaptatif et standardisé à l’échelle mondiale.