Dans le contexte des réseaux mobiles de 5e génération (5G), l’Evolved Packet Core (EPC) subit une transformation en 5G Core (5GC), ce qui représente un changement fondamental dans l’architecture du réseau central. Le cœur 5G est conçu pour répondre aux exigences diverses et exigeantes des services 5G, offrant des capacités améliorées par rapport aux précédents réseaux LTE (Long-Term Evolution). Explorons le rôle et les fonctions de l’EPC au sein du 5G Core :
Evolved Packet Core (EPC) dans le noyau 5G :
- Évolution de l’EPC vers la 5G Core :
- L’évolution de l’EPC vers la 5G Core signifie un changement de paradigme dans l’architecture du réseau central pour s’aligner sur les caractéristiques et les exigences uniques de la 5G. Alors que l’EPC servait de réseau central pour les réseaux LTE et 4G, le noyau 5G introduit une architecture plus flexible et modulaire connue sous le nom d’architecture basée sur les services (SBA).
- Composants clés du noyau 5G :
- Le noyau 5G se compose de plusieurs composants clés, chacun remplissant des fonctions spécifiques pour activer des fonctionnalités et des services avancés. Les composants notables incluent la fonction de gestion de l’accès et de la mobilité (AMF), la fonction de gestion de session (SMF), la fonction de plan utilisateur (UPF), la fonction d’exposition réseau (NEF) et d’autres.
- Fonction de gestion des accès et de la mobilité (AMF) :
- L’AMF est un élément essentiel du noyau 5G chargé de gérer l’accès et la mobilité des équipements utilisateur (UE), qui comprennent des appareils tels que les smartphones et les appareils IoT. Il gère des tâches telles que l’enregistrement, l’authentification et la gestion de la mobilité pour garantir une connectivité transparente à mesure que les UE se déplacent au sein du réseau.
- Fonction de gestion de session (SMF) :
- Le SMF joue un rôle central dans la gestion des sessions au sein du noyau 5G. Il est responsable de l’établissement, de la modification et de la terminaison des sessions pour les données utilisateur, garantissant ainsi une communication efficace entre les UE et les réseaux externes. Le SMF prend également en charge la gestion dynamique de la qualité de service (QoS) pour divers services.
- Fonction du plan utilisateur (UPF) :
- L’UPF est un composant essentiel qui gère le plan de données utilisateur au sein du noyau 5G. Il est responsable du routage et de la transmission des paquets de données utilisateur entre l’UE et les réseaux externes, garantissant ainsi un transfert de données à faible latence et à haut débit. L’UPF prend en charge des fonctionnalités telles que le découpage du réseau pour répondre aux exigences de service personnalisées.
- Fonction d’exposition réseau (NEF) :
- Le NEF facilite l’exposition des capacités et des services réseau à des applications et services tiers. Il permet à des entités externes de demander des informations et d’invoquer des services au sein du noyau 5G, permettant ainsi le développement d’applications innovantes et personnalisées.
- Gestion unifiée des données (UDM) :
- L’UDM est responsable de la gestion des données relatives aux abonnés au sein du noyau 5G. Il comprend des fonctionnalités telles que la gestion des abonnements, les informations d’authentification et les informations sur les politiques. L’UDM garantit un accès sécurisé et autorisé au réseau.
- Fonction de contrôle des politiques (PCF) :
- Le PCF est responsable du contrôle des politiques au sein du noyau 5G. Il définit et applique des politiques liées à la qualité de service, à la gestion du trafic et à l’allocation des ressources réseau en fonction des exigences de service et des profils d’utilisateurs.
- Infrastructure d’authentification et d’autorisation (AAI) :
- L’AAI fournit des services d’authentification et d’autorisation au sein du noyau 5G. Il garantit l’accès sécurisé des UE au réseau, validant leur identité et autorisant leur utilisation des ressources du réseau.
- Prise en charge du découpage de réseau :
- L’une des principales caractéristiques du 5G Core est la prise en charge du découpage du réseau. Le découpage du réseau permet la création de réseaux virtualisés et isolés dotés de caractéristiques personnalisées pour répondre aux exigences uniques de différents services, applications et secteurs.
- Interfaces :
- Le noyau 5G comprend un ensemble d’interfaces bien définies, telles que N1, N2, N3 et autres, facilitant la communication entre ses composants. Ces interfaces permettent l’échange de données de signalisation et d’utilisateur, garantissant ainsi une connectivité et une prestation de services transparentes.
- Architecture basée sur les services (SBA) :
- Le SBA est un concept architectural fondamental du noyau 5G. Il s’éloigne de l’architecture traditionnelle centrée sur les nœuds de l’EPC pour adopter une approche plus flexible et modulaire dans laquelle les fonctions réseau sont implémentées sous forme de services. Cela facilite l’évolutivité, la flexibilité et la capacité de s’adapter à l’évolution des exigences de service.
Avantages et avancées :
- Capacités améliorées :
- Le noyau 5G introduit des fonctionnalités améliorées telles qu’une faible latence ultra-fiable, une communication massive de type machine et un haut débit mobile amélioré, répondant à un large éventail de cas d’utilisation et de services.
- Allocation dynamique des ressources :
- Le noyau 5G prend en charge l’allocation dynamique des ressources, permettant une utilisation efficace des ressources réseau en fonction de la demande en temps réel et des exigences de service.
- Flexibilité de découpage du réseau :
- Le découpage de réseau permet aux opérateurs de créer des réseaux virtualisés personnalisés pour répondre aux besoins spécifiques de différents secteurs, garantissant ainsi flexibilité et adaptabilité.
- Prise en charge de l’IoT et de la communication M2M :
- Le cœur 5G est conçu pour répondre aux exigences massives de connectivité de l’Internet des objets (IoT) et de la communication machine à machine (M2M), permettant ainsi une large gamme d’applications et de services.
- Interopérabilité et standardisation :
- Le 5G Core bénéficie des efforts de normalisation mondiaux menés par des organisations telles que 3GPP, garantissant l’interopérabilité entre les équipements des différents fournisseurs et promouvant un écosystème 5G unifié.
En résumé, l’Evolved Packet Core (EPC) du cœur 5G représente une évolution significative de l’architecture du réseau central, introduisant des composants et des fonctionnalités avancés pour prendre en charge les exigences diverses et exigeantes des services 5G. La transition de l’EPC vers la 5G Core s’aligne sur la vision de permettre de nouveaux cas d’utilisation, applications et industries grâce au déploiement de la technologie 5G.