Quelles sont les piles de protocoles utilisées dans la 5G ?
Dans la 5G, il existe deux piles de protocoles principales : le plan de contrôle et le plan utilisateur. Le plan de contrôle gère les fonctions de signalisation et de contrôle, notamment NR pour les communications radio, NGAP pour la communication réseau central-RAN, NAS pour la mobilité et la sécurité, RRC pour le contrôle des ressources radio et SMF pour la gestion de session.
Sur le plan utilisateur, PDCP gère l’optimisation des paquets de données, RLC garantit la fiabilité, MAC gère l’accès aux canaux radio et PHY supervise la transmission physique. Ensemble, ces piles de protocoles facilitent une communication efficace et fiable dans les réseaux 5G, prenant en charge des débits de données élevés et une faible latence pour diverses applications.
Entrons dans les détails de chacun :
Pile de protocoles du plan de contrôle :
Le plan de contrôle gère les fonctions de signalisation et de contrôle pour la configuration et la gestion des connexions dans les réseaux 5G. Il est responsable de tâches telles que l’authentification, l’autorisation, la gestion de la mobilité et l’établissement de session.
La pile de protocoles du plan de contrôle se compose de plusieurs protocoles clés :
- NR (New Radio) : NR est le protocole d’interface aérienne de la 5G, responsable de la communication radio entre les appareils utilisateur (UE) et les stations de base (gNB). Il utilise des techniques OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) et MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output) avancées pour une transmission de données efficace.
- NGAP (Next-Generation Application Protocol) : NGAP est utilisé pour la communication entre le réseau central 5G et le réseau d’accès radio (RAN). Il gère des fonctions telles que les transferts, la gestion de la mobilité et le contrôle des ressources du plan utilisateur.
- NAS (Non-Access Stratum) : le NAS est responsable de la gestion de la mobilité, de la sécurité et de l’établissement de sessions pour les UE. Il traite des fonctions telles que les procédures d’attache et de détachement, l’authentification et la gestion des clés.
- RRC (Radio Resource Control) : RRC est responsable du contrôle des ressources radio dans le RAN. Il gère l’établissement, la configuration et la libération des connexions radio, garantissant une utilisation efficace des ressources.
- SMF (fonction de gestion de session) : SMF gère les sessions utilisateur et est responsable de l’application des politiques, de l’établissement des sessions et du contrôle de la qualité de service (QoS).
Pile de protocoles du plan utilisateur :
Le plan utilisateur gère le transfert de données réel entre les appareils utilisateur et le réseau. Il se concentre sur la transmission efficace des paquets de données sans retards de traitement importants.
La pile de protocoles du plan utilisateur comprend :
- PDCP (Packet Data Convergence Protocol) : PDCP assure la compression d’en-tête, le chiffrement et la protection de l’intégrité des paquets de données utilisateur. Il permet d’optimiser l’efficacité de la transmission des données.
- RLC (Radio Link Control) : RLC est responsable de la segmentation, de la réorganisation et de la correction des erreurs des paquets de données afin de garantir une transmission fiable sur l’interface radio.
- MAC (Medium Access Control) : MAC gère la planification et le multiplexage des paquets de données sur le canal radio. Il gère les ressources et garantit un accès efficace au spectre radio.
- PHY (Physical Layer) : la couche PHY est responsable de la transmission physique des données sur les ondes. Il comprend des schémas de modulation et de codage, ainsi que des techniques MIMO pour améliorer les débits de données et la couverture.
Ces piles de protocoles fonctionnent ensemble pour permettre une communication transparente dans les réseaux 5G, offrant des débits de données élevés, une faible latence et la prise en charge d’un large éventail d’applications, notamment l’IoT et les communications ultra-fiables. L’utilisation de ces protocoles garantit qu’il existe toujours une structure claire avec des fonctions spécifiques associées à chaque couche du réseau 5G.