Rozwiązanie 5G Core (5GC) to kluczowy element architektury sieci 5G, zapewniający funkcje sieci rdzeniowej niezbędne do obsługi zwiększonych możliwości i usług oferowanych przez technologię bezprzewodową piątej generacji. Stanowi znaczącą ewolucję w stosunku do poprzednich generacji, wprowadzając bardziej elastyczną, zorientowaną na usługi i natywną architekturę chmurową. Rdzeń 5G zaprojektowano tak, aby spełniał różnorodne wymagania różnych zastosowań, od ulepszonej mobilnej łączności szerokopasmowej (eMBB) po ultraniezawodną komunikację o niskim opóźnieniu (URLLC) i komunikację typu masowego maszynowego (mMTC).
Oto główne komponenty i funkcjonalności rozwiązania 5G Core:
- Architektura oparta na usługach (SBA): W rdzeniu 5G zastosowano architekturę opartą na usługach, kładącą nacisk na modułowe i niezależne funkcje sieciowe, które komunikują się za pośrednictwem dobrze zdefiniowanych interfejsów usług. Takie podejście zwiększa elastyczność, skalowalność oraz możliwość niezależnego wdrażania i aktualizowania usług.
- Wirtualizacja funkcji sieciowych (NFV): 5G Core wykorzystuje zasady NFV, umożliwiając implementację funkcji sieciowych w postaci aplikacji działających na sprzęcie ogólnego przeznaczenia. Ta wirtualizacja umożliwia bardziej efektywne wykorzystanie zasobów, skalowalność i możliwość szybkiego wdrażania nowych usług.
- Sterowanie i separacja płaszczyzny użytkownika (CUPS): 5GC wprowadza wyraźną separację pomiędzy płaszczyzną sterowania i funkcjami płaszczyzny użytkownika. To oddzielenie zwiększa skalowalność i elastyczność, umożliwiając operatorom optymalizację alokacji zasobów i efektywniejsze zarządzanie ruchem sieciowym.
- Zarządzanie sesją: 5G Core zawiera funkcje zarządzania sesjami, takie jak funkcja zarządzania sesją (SMF) odpowiedzialna za kontrolowanie i zarządzanie zasobami płaszczyzny użytkownika podczas sesji danych. Wspiera to dostarczanie wysokiej jakości usług o niskim opóźnieniu.
- Funkcja zarządzania dostępem i mobilnością (AMF): AMF obsługuje funkcje związane z rejestracją urządzeń, zarządzaniem mobilnością i uwierzytelnianiem. Odgrywa kluczową rolę w zapewnianiu bezproblemowej łączności i przełączania podczas przemieszczania się urządzeń w sieci.
- Funkcja uwierzytelniania i autoryzacji użytkowników (UAAF): UAAF, odpowiedzialna za uwierzytelnianie i autoryzację użytkowników, zapewnia bezpieczny dostęp do sieci i usług, obsługując różne metody uwierzytelniania.
- Funkcja ekspozycji sieci (NEF): Funkcja NEF umożliwia aplikacjom zewnętrznym dostęp do określonych funkcji i usług sieciowych, promując bardziej otwartą i programowalną architekturę. Ułatwia to rozwój innowacyjnych aplikacji i usług stron trzecich.
- Ujednolicone zarządzanie danymi (UDM): UDM zarządza informacjami związanymi z użytkownikiem, w tym danymi subskrypcji i danymi uwierzytelniającymi. Zapewnia dokładną identyfikację użytkownika i spersonalizowaną świadczenie usług.
- Funkcja Kontroli Polityki (PCF): PCF jest odpowiedzialna za definiowanie i egzekwowanie polityk związanych z jakością usług, alokacją zasobów i kontrolą dostępu użytkowników. Odgrywa kluczową rolę w optymalizacji zasobów sieciowych i dotrzymywaniu umów o poziomie usług.
- Podział sieci: 5G Core obsługuje dzielenie sieci, umożliwiając tworzenie zwirtualizowanych, kompleksowych sieci dostosowanych do konkretnych zastosowań lub branż. Dzielenie sieci umożliwia efektywną alokację zasobów i dostosowywanie usług w oparciu o indywidualne wymagania.
Podsumowując, rozwiązanie 5G Core stanowi szkielet sieci 5G, zapewniając elastyczną i skalowalną architekturę do obsługi szerokiego zakresu usług i przypadków użycia. Jego konstrukcja oparta na usługach i natywna dla chmury, wraz z wirtualizacją i oddzieleniem płaszczyzny sterowania i użytkownika, pozycjonuje 5G Core jako kluczowy czynnik umożliwiający zróżnicowany i ewoluujący krajobraz aplikacji 5G.