MME, czyli jednostka zarządzająca mobilnością, jest kluczowym elementem architektury sieci bezprzewodowych 5G (piątej generacji). Jako część sieci szkieletowej MME odgrywa kluczową rolę w zarządzaniu mobilnością sprzętu użytkownika (UE) i obsłudze kluczowych procedur sygnalizacyjnych. Jego funkcje są różnorodne i przyczyniają się do wydajnego i niezawodnego działania sieci 5G. Oto szczegółowe wyjaśnienie funkcji MME w 5G:
- Zarządzanie mobilnością:
- Śledzenie i zarządzanie ruchami UE:
- Jedną z głównych funkcji MME jest śledzenie mobilności UE w sieci 5G i zarządzanie nią. Śledzi lokalizację i status urządzeń UE podczas ich przemieszczania się pomiędzy różnymi komórkami lub obszarami, zapewniając bezproblemową łączność podczas przekazywania.
- Podejmowanie decyzji o przekazaniu:
- MME bierze udział w podejmowaniu decyzji związanych z przełączeniami, określając, kiedy UE powinno przejść z jednej komórki do drugiej, aby zapewnić optymalną wydajność sieci. Obejmuje to decyzje dotyczące przekazywania technologii dostępu wewnątrzczęstotliwościowego, międzyczęstotliwościowego i międzyradiowego (RAT).
- Współpraca z RAN:
- MME ściśle współpracuje z siecią dostępu radiowego (RAN), w tym z gNB (gNodeB) i E-UTRAN (rozwiniętą uniwersalną naziemną sieć dostępu radiowego), aby koordynować przekazania i zarządzać sygnalizacją związaną z mobilnością.
- Śledzenie i zarządzanie ruchami UE:
- Zarządzanie sesją:
- Utworzenie i wydanie sesji UE:
- MME jest odpowiedzialny za ustanawianie i udostępnianie sesji dla UE. Obejmuje to procedury związane z inicjowaniem sesji komunikacyjnych, zapewniając przydział niezbędnych zasobów na transmisję i odbiór danych.
- Zarządzanie nośnikami:
- MME zarządza ustanawianiem, modyfikacją i wydawaniem nośników powiązanych z sesjami UE. Nośniki to kanały logiczne, które obsługują określone wymagania QoS i umożliwiają transmisję danych użytkownika.
- Wsparcie dla różnych usług:
- MME wspiera ustanawianie sesji i nośników dostosowanych do różnych usług, w tym ulepszonego mobilnego Internetu szerokopasmowego (eMBB), masowej komunikacji typu maszynowego (mMTC) i ultraniezawodnej komunikacji o niskim opóźnieniu (URLLC).
- Utworzenie i wydanie sesji UE:
- Kontrola bezpieczeństwa:
- Uwierzytelnianie i zarządzanie kluczami:
- MME bierze udział w procedurach uwierzytelniania i zarządzania kluczami, aby zapewnić bezpieczeństwo komunikacji pomiędzy UE a siecią rdzeniową. Odgrywa kluczową rolę w ustanawianiu bezpiecznych kanałów komunikacji.
- Ochrona integralności i szyfrowanie:
- MME wymusza ochronę integralności i mechanizmy szyfrowania, aby chronić dane użytkownika i sygnalizować informacje podczas ich przechodzenia przez sieć. Chroni to przed nieautoryzowanym dostępem i potencjalnymi zagrożeniami bezpieczeństwa.
- Obsługa tożsamości subskrybenta:
- MME zarządza tożsamościami abonentów i informacjami uwierzytelniającymi, zapewniając, że tylko autoryzowane UE mogą uzyskać dostęp do sieci 5G. Obsługa tożsamości abonenta jest niezbędna do zapobiegania nieautoryzowanemu dostępowi i ochrony prywatności użytkowników.
- Uwierzytelnianie i zarządzanie kluczami:
- Sygnalizacja trybu bezczynności:
- Przywoływanie i rejestracja:
- W trybie bezczynności, gdy UE nie są aktywnie zaangażowane w komunikację, MME obsługuje procedury związane z przywoływaniem i rejestracją. Inicjuje stronicowanie w celu zlokalizowania UE i zarządza procesem rejestracji, gdy UE ponownie wejdzie do sieci.
- Śledzenie lokalizacji:
- MME jest odpowiedzialny za śledzenie lokalizacji UE w trybie bezczynności, ułatwiając wydajne procedury stronicowania i sygnalizacji, gdy nadchodzi komunikacja dla określonego UE.
- Przywoływanie i rejestracja:
- Współpraca z innymi elementami sieci:
- Połączenie z bramą obsługującą (SGW) i bramą sieci danych pakietowych (PGW):
- MME łączy się z bramą obsługującą (SGW) i bramą sieci danych pakietowych (PGW) w sieci rdzeniowej. Ta współpraca zapewnia efektywne przekazywanie danych użytkownika i ustanawianie nośników obsługujących sesje komunikacyjne.
- Interakcja z domowym serwerem abonenckim (HSS):
- MME współdziała z domowym serwerem subskrybentów (HSS), który przechowuje profile abonentów i informacje uwierzytelniające. Ta interakcja ma kluczowe znaczenie dla zarządzania subskrybentami, uwierzytelniania i kontroli dostępu.
- Połączenie z bramą obsługującą (SGW) i bramą sieci danych pakietowych (PGW):
- Egzekwowanie zasad:
- Egzekwowanie jakości usług (QoS):
- MME egzekwuje zasady związane z jakością usług (QoS) dla sesji użytkowników. Zapewnia, że przydzielone zasoby i parametry komunikacji spełniają określone wymagania QoS dla różnych usług.
- Zróżnicowanie usług:
- MME wspiera różnicowanie usług poprzez egzekwowanie zasad, które nadają priorytet określonym typom ruchu lub zapewniają ulepszone usługi w oparciu o plany subskrypcji użytkowników i wymagania usług.
- Egzekwowanie jakości usług (QoS):
- Obsługa służb ratunkowych:
- Połączenie alarmowe:
- MME odgrywa rolę we wspieraniu służb ratunkowych, ułatwiając ustanawianie sesji priorytetowych dla połączeń alarmowych. Zapewnia preferencyjne traktowanie połączeń alarmowych i terminową alokację zasobów.
- Informacje o lokalizacji dla służb ratunkowych:
- MME zapewnia informacje o lokalizacji UE wykonującym połączenia alarmowe, pomagając służbom ratunkowym w szybkim lokalizowaniu incydentów i reagowaniu na nie.
- Połączenie alarmowe:
Podsumowując, MME w 5G pełni funkcję centralnego podmiotu w sieci szkieletowej, zarządzając mobilnością UE, obsługując kluczowe procedury sygnalizacyjne, zapewniając bezpieczną i wydajną komunikację oraz wspierając różnorodne usługi o różnych wymaganiach QoS. Jego funkcje przyczyniają się do niezawodności, bezpieczeństwa i elastyczności architektury sieci 5G.