Het 5G Core en Radio Access Network (RAN) zijn twee fundamentele componenten van een mobiel netwerk van de 5e generatie (5G). Deze elementen werken samen om de geavanceerde mogelijkheden en diensten van 5G mogelijk te maken. Hier is een diepgaande uitleg van zowel de 5G Core als RAN:
1.5G-kernnetwerk:
- Definitie:De 5G Core, ook bekend als de Next-Generation Core (NGC), is een belangrijk architectonisch onderdeel dat dient als de centrale intelligentie van het 5G-netwerk.
- Functies en componenten:
- AMF (Toegangs- en Mobiliteitsbeheerfunctie):Beheert mobiliteit, toegang en overdrachten voor gebruikersapparatuur (UE).
- SMF (sessiebeheerfunctie):Beheert het opzetten, wijzigen en beëindigen van sessies.
- UPF (Gebruikersvlakfunctie):Verwerkt gebruikersgegevens op het datavlak, inclusief pakketroutering en doorsturen.
- UDM (Unified Data Management):Beheert abonneegegevens en authenticatie.
- AUSF (authenticatieserverfunctie):Voert gebruikersauthenticatie en sleuteldistributie uit.
- PCF (beleidscontrolefunctie):Dwingt beleid af voor Quality of Service (QoS) en toegangscontrole.
- Servicegebaseerde architectuur:De 5G Core maakt gebruik van een servicegebaseerde architectuur en biedt een modulaire en flexibele benadering van de dienstverlening.
- Ondersteuning voor netwerkslicing:Maakt de creatie van gevirtualiseerde netwerken (netwerkplakken) mogelijk voor specifieke gebruiksscenario’s met unieke vereisten.
- Connectiviteitsdiensten:De 5G Core biedt end-to-end connectiviteitsdiensten, waardoor naadloze communicatie tussen EU’s wordt gegarandeerd.
2.Radiotoegangsnetwerk (RAN):
- Definitie:Het RAN is het deel van het netwerk dat UE’s verbindt met de 5G Core. Het omvat zowel de 5G New Radio (gNB) als het NG-RAN (Next-Generation Radio Access Network).
- Componenten:
- gNB (5G nieuwe radio):gNB is het belangrijkste onderdeel dat verantwoordelijk is voor draadloze communicatie en ondersteunt functies zoals Massive MIMO en beamforming.
- NG-RAN (RAN van de volgende generatie):NG-RAN omvat de gNB’s en de bijbehorende controlefuncties.
- Belangrijkste functies:
- Draadloze transmissie:De gNB verzorgt de verzending en ontvangst van draadloze signalen en ondersteunt diverse frequentiebanden.
- Beamforming:Maakt gebruik van geavanceerde antennetechnologieën zoals beamforming om de signaalkwaliteit en dekking te verbeteren.
- Enorme MIMO:Bevat Massive Multiple Input Multiple Output-technologie om de spectrale efficiëntie en capaciteit te verbeteren.
- Communicatie met lage latentie:RAN draagt bij aan het bereiken van ultra-lage latentie voor toepassingen als URLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communications).
- Backhaul-connectiviteit:Het RAN is via backhaul-links verbonden met de 5G Core en andere netwerkcomponenten, waardoor connectiviteit en gegevensuitwisseling worden gegarandeerd.
- Dynamisch spectrum delen:Maakt de dynamische toewijzing en het delen van beschikbare spectrumbronnen mogelijk om de netwerkprestaties te optimaliseren.
3.Interacties tussen 5G Core en RAN:
- Scheiding van besturings- en gebruikersvlak:De 5G-architectuur scheidt het besturingsvlak (verwerkt door de 5G Core) en het gebruikersvlak (verwerkt door het RAN), waardoor flexibiliteit en schaalbaarheid worden bevorderd.
- Orkestratie:De 5G Core orkestreert de algehele netwerkfuncties en -diensten en instrueert het RAN over hoe om te gaan met gebruikerssessies en connectiviteit.
- Beleidshandhaving:De PCF in de 5G Core handhaaft beleid met betrekking tot QoS en toegangscontrole, waardoor het gedrag van het RAN wordt beïnvloed.
4.Gebruiksscenario’s en services:
- Verbeterd mobiel breedband (eMBB):De 5G Core en RAN werken samen om hoge datasnelheden te leveren voor toepassingen zoals videostreaming en het downloaden van grote bestanden.
- Ultrabetrouwbare communicatie met lage latentie (URLLC):Het RAN ondersteunt, in combinatie met de 5G Core, URLLC-applicaties die een lage latentie en hoge betrouwbaarheid vereisen.
- Massale machinetypecommunicatie (mMTC):Het RAN vergemakkelijkt de connectiviteit voor een groot aantal IoT-apparaten als onderdeel van mMTC-services.
5.Beveiligingsoverwegingen:
- Beveiligingsfuncties:Zowel de 5G Core als het RAN bevatten robuuste beveiligingsmechanismen om gebruikersgegevens te beschermen, ongeautoriseerde toegang te voorkomen en de integriteit van de communicatie te waarborgen.
- Authenticatie en authorisatie:De AUSF in de 5G Core zorgt voor gebruikersauthenticatie, terwijl de RAN veilige toegang garandeert op basis van de authenticatiestatus.
6.Mondiale standaardisatie:
- ITU en 3GPP:De International Telecommunication Union (ITU) en het 3rd Generation Partnership Project (3GPP) dragen bij aan mondiale standaarden voor zowel de 5G Core als het RAN, waardoor interoperabiliteit en compatibiliteit worden gegarandeerd.
7.Netwerkevolutie:
- Voortdurende vooruitgang:Naarmate 5G-netwerken evolueren, kunnen er voortdurende verbeteringen plaatsvinden in zowel de 5G Core als het RAN om nieuwe functies te introduceren, de prestaties te verbeteren en opkomende gebruiksscenario’s te ondersteunen.
Samenvattend zijn de 5G Core en RAN integrale componenten van een 5G-netwerk, die samenwerken om verbeterde mobiele breedband, ultrabetrouwbare communicatie met lage latentie en enorme machine-achtige communicatie te leveren. De 5G Core zorgt voor de centrale intelligentie en serviceorkestratie, terwijl het RAN de draadloze connectiviteits- en transmissieaspecten afhandelt, waardoor gezamenlijk de mogelijkheden en diensten mogelijk worden gemaakt die verband houden met 5G.