Semplificata, l’architettura 5G comprende tre componenti principali: l’apparecchiatura utente (UE), la rete di accesso radio (RAN) e la rete centrale 5G. Questi elementi lavorano in tandem per fornire una banda larga mobile avanzata, comunicazioni ultra affidabili a bassa latenza e comunicazioni massicce di tipo macchina. Ecco una ripartizione semplificata:
1. Apparecchiatura utente (UE):
- Definizione: L’UE è il dispositivo dell’utente finale, come smartphone, tablet o altri dispositivi connessi.
- Funzione: Interagisce con la rete 5G per inviare e ricevere dati e servizi.
- Esempi: Smartphone, dispositivi IoT, laptop.
2. Rete di accesso radio (RAN):
- Componenti: RAN include gNB (5G New Radio) e NG-RAN (Next-Generation Radio Access Network).
- Funzione: La RAN facilita la comunicazione wireless tra l’UE e la rete centrale 5G.
- gNB: gNB è responsabile della trasmissione e della ricezione wireless e supporta funzionalità come Massive MIMO e beamforming.
- NG-RAN: Comprende i gNB e le funzioni di controllo associate.
3. Rete principale 5G:
- Componenti: Il 5G Core include varie funzioni ed entità di rete.
- Funzioni:
- AMF (Funzione di gestione degli accessi e della mobilità): Gestisce la mobilità, gli accessi e i trasferimenti.
- SMF (Funzione di gestione della sessione): Controlla l’istituzione, la modifica e la terminazione della sessione.
- UPF (Funzione piano utente): Gestisce i dati utente nel piano dati.
- UDM (Unified Data Management): Gestisce i dati e l’autenticazione degli abbonati.
- AUSF (Funzione server di autenticazione): Gestisce l’autenticazione dell’utente.
- PCF (Funzione di controllo delle politiche): Applica le politiche per QoS e controllo degli accessi.
- Interazioni: queste funzioni lavorano insieme per fornire connettività, gestire sessioni e garantire la sicurezza.
4. Considerazioni chiave:
- Network Slicing: 5G supporta il network slicing, consentendo la creazione di reti virtualizzate per diversi casi d’uso.
- Architettura basata sui servizi: Adotta un’architettura basata sui servizi, promuovendo flessibilità e scalabilità.
- Approccio cloud-native: L’architettura 5G abbraccia un approccio cloud-native per l’agilità e l’efficienza delle risorse.
- Connettività end-to-end: L’architettura consente connettività e servizi end-to-end attraverso la rete.
5. Casi d’uso:
- Enhanced Mobile Broadband (eMBB): Fornisce velocità dati elevate per applicazioni come streaming video e download di file di grandi dimensioni.
- Comunicazioni a bassa latenza ultra affidabili (URLLC): Supporta applicazioni mission-critical con bassa latenza e alta affidabilità.
- Massive Machine-Type Communications (mMTC): Abilita la connettività per un numero enorme di dispositivi IoT.
6. Evoluzione dalle generazioni precedenti:
- Basandosi sul 4G LTE: Il 5G si basa sul 4G LTE, introducendo nuove funzionalità e funzionalità.
- Compatibilità con le versioni precedenti: le reti 5G sono progettate per coesistere e fornire compatibilità con le versioni precedenti per le reti 4G LTE.
7. Adattamento dinamico:
- Modulazione adattiva: Il sistema regola dinamicamente gli schemi di modulazione e altri parametri in base alle condizioni in tempo reale.
- Condivisione dinamica dello spettro: Consente l’uso flessibile delle risorse dello spettro disponibili.
8. Standardizzazione globale:
- ITU e 3GPP: L’Unione internazionale delle telecomunicazioni (ITU) e il progetto di partenariato di terza generazione (3GPP) contribuiscono agli standard globali per il 5G.
9. Connettività end-to-end:
- Da UE a Core: L’architettura 5G garantisce una connettività continua dal dispositivo dell’utente attraverso la rete di accesso radio alla rete core.
In sintesi, l’architettura 5G semplificata è costituita dall’apparecchiatura utente, dalla rete di accesso radio (che comprende gNB e NG-RAN) e dalla rete centrale 5G (con varie funzioni). Insieme, questi componenti consentono diversi casi d’uso e forniscono banda larga mobile avanzata, comunicazioni ultra affidabili a bassa latenza e comunicazioni massicce di tipo macchina in un quadro dinamicamente adattivo e standardizzato a livello globale.