Wat is de interface tussen CU en DU?

In de context van 5G wordt de interface tussen de centrale eenheid (CU) en de gedistribueerde eenheid (DU) de F1-interface genoemd. De F1-interface speelt een cruciale rol bij het mogelijk maken van communicatie en coördinatie tussen deze twee belangrijke componenten van het 5G Radio Access Network (RAN). De CU en DU vormen samen de gNodeB (gNB), die verantwoordelijk is voor de radiocommunicatie met gebruikersapparatuur (UE) en het beheer van radiobronnen. Hier is een gedetailleerde uitleg van de F1-interface tussen CU en DU:

1. CU en DU Overzicht:
   • De Central Unit (CU) en Distributed Unit (DU) zijn componenten van de gNodeB in de 5G-netwerkarchitectuur.
   • De CU is verantwoordelijk voor functies op een hoger niveau, zoals het beheer van radiobronnen, planning en afhandeling van verbindingsmobiliteit.
   • De DU daarentegen is verantwoordelijk voor functies op de lagere lagen, waaronder radiotransmissie en -ontvangst, golfvormverwerking en bundelvorming.
2. F1-interfacefunctionaliteit:
   • De F1-interface vergemakkelijkt de communicatie en coördinatie tussen de CU en DU om een ​​efficiënte en gesynchroniseerde werking van de gNodeB te garanderen.
3. Gesplitste architectuur:
   • De CU-DU-architectuur in 5G volgt een gesplitst architectuurmodel waarbij de functies van de hogere lagen gecentraliseerd zijn in de CU, terwijl de functies van de lagere lagen over meerdere DU’s worden verdeeld. Deze splitsing zorgt voor schaalbaarheid, flexibiliteit en efficiënt gebruik van hulpbronnen.
4. Controlevlak en gebruikersvlak splitsen:
   • De F1-interface ondersteunt de scheiding van de functies op het besturingsvlak en het gebruikersvlak tussen de CU en DU. Het besturingsvlak verzorgt de signalerings- en beheerfuncties, terwijl het gebruikersvlak de daadwerkelijke overdracht van gebruikersgegevens verzorgt.
5. Protocolstapel:
   • De F1-interface gebruikt een protocolstack voor communicatie tussen de CU en DU. De protocolstapel omvat verschillende protocollen voor signalering op het besturingsvlak, gegevensoverdracht op gebruikersvlak en synchronisatie.
6. CU-DU Protocolstapellagen:
   • De protocolstapel voor de F1-interface omvat lagen zoals:
     • PHY (fysieke laag):Beheert de fysieke overdracht van signalen via de luchtinterface.
     • MAC (gemiddelde toegangscontrole):Beheert de toegang tot de gedeelde radiobronnen en verzorgt de planning.
     • RLC (Radioverbindingscontrole):Beheert de segmentatie en het opnieuw samenstellen van datapakketten.
     • PDCP (Packet Data Convergence Protocol):Verwerkt compressie en decompressie van datapakketten.
     • RRC (Radiobroncontrole):Beheert radiobronnen en besturingssignalering.
7. Functies van de F1-interface:
   • Synchronisatie:De F1-interface ondersteunt synchronisatiemechanismen om ervoor te zorgen dat de CU en DU op één lijn liggen qua timing en frequentie. Dit is van cruciaal belang voor het behoud van de integriteit van de communicatieverbinding.
   • Coördinatie:Dankzij de F1-interface kunnen de CU en DU verschillende functies coördineren, zoals overdrachten, beamforming en beheer van radiobronnen, om optimale prestaties en servicekwaliteit te bieden.
   • Dynamische toewijzing van middelen:De F1-interface maakt dynamische toewijzing van radiobronnen mogelijk op basis van de vereisten en omstandigheden van het netwerk, waardoor een efficiënt gebruik van de beschikbare bronnen wordt gegarandeerd.
   • Mobiliteitsmanagement:De F1-interface vergemakkelijkt mobiliteitsbeheerfuncties, waardoor de gNodeB UE-bewegingen tussen cellen kan verwerken en overdrachten naadloos kan beheren.
8. Interoperabiliteit en leveranciersneutraliteit:
   • Standaardisatie van de F1-interface bevordert de interoperabiliteit tussen apparatuur van verschillende leveranciers. Hierdoor kunnen netwerkexploitanten oplossingen van meerdere leveranciers inzetten, waardoor een diverser en competitiever ecosysteem wordt bevorderd.
9. Schaalbaarheid en flexibiliteit:
   • Het ontwerp van de F1-interface maakt schaalbaarheid mogelijk omdat het aantal DU’s kan worden verhoogd om aan de eisen van een groeiend netwerk te voldoen. Het biedt ook flexibiliteit op het gebied van implementatieopties en toewijzing van middelen.
10. F1-C en F1-U gesplitst:
    • De F1-interface ondersteunt verder een splitsing tussen de functies F1-C (Control Plane) en F1-U (User Plane). Deze splitsing vergroot de flexibiliteit en maakt een geoptimaliseerde toewijzing van middelen mogelijk op basis van de specifieke vereisten van besturings- en gebruikersvlakverkeer.

Samenvattend is de F1-interface tussen de centrale eenheid (CU) en de gedistribueerde eenheid (DU) in 5G een cruciaal element dat communicatie, coördinatie en efficiënte werking van de gNodeB mogelijk maakt. Het ondersteunt de gesplitste architectuur, scheidt besturings- en gebruikersvlakfuncties, maakt gebruik van een protocolstack en vergemakkelijkt synchronisatie, coördinatie en dynamische toewijzing van bronnen tussen de CU- en DU-componenten.