Jakie są podstawowe elementy architektury 5G?
Architektura 5G obejmuje sprzęt użytkownika (urządzenia), sieć dostępu radiowego (stacje bazowe), sieć rdzeniową (z różnymi funkcjami, takimi jak zarządzanie mobilnością i kontrola sesji), dzielenie sieci na potrzeby niestandardowych usług, przetwarzanie brzegowe w celu zmniejszenia opóźnień, architektura oparta na usługach zapewniający elastyczność i solidne funkcje bezpieczeństwa, wszystkie współpracujące ze sobą, aby zapewnić szybką łączność o niskim opóźnieniu dla szerokiej gamy aplikacji i urządzeń.
Architekturę 5G zaprojektowano tak, aby zapewnić większą prędkość transmisji danych, mniejsze opóźnienia i lepszą łączność w porównaniu z sieciami komórkowymi poprzednich generacji.
Składa się z kilku kluczowych elementów:
Sprzęt użytkownika (UE):
To urządzenie, z którego korzysta użytkownik końcowy, np. smartfon, tablet czy urządzenie IoT (Internet of Things), które komunikuje się z siecią 5G.
Sieć dostępu radiowego (RAN):
Sieć RAN obejmuje stacje bazowe (gNodeB w 5G) i anteny podłączane do sprzętu użytkownika. Odpowiada za bezprzewodową komunikację z urządzeniami, zarządzanie zasobami radiowymi oraz obsługę transmisji danych.
Sieć rdzeniowa (CN):
Sieć rdzeniowa jest kluczową częścią architektury 5G. Zawiera różne elementy:
- AMF (funkcja zarządzania dostępem i mobilnością): zarządza mobilnością, uwierzytelnianiem dostępu i bezpieczeństwem.
- SMF (Funkcja zarządzania sesją): Kontroluje ustanawianie, zarządzanie i kończenie sesji.
- UPF (Funkcja płaszczyzny użytkownika): Obsługuje routing i przekazywanie pakietów danych użytkownika.
- UDM (Unified Data Management): zarządza danymi użytkowników i zasadami sieciowymi.
- AUSF (Funkcja serwera uwierzytelniania): Obsługuje uwierzytelnianie i bezpieczeństwo użytkowników.
- NSSF (Funkcja wyboru segmentu sieci): Zarządza podziałem sieci, umożliwiając dostosowywanie usług sieciowych do różnych aplikacji i użytkowników.
- PCF (Funkcja kontroli zasad): Egzekwuje zasady dotyczące routingu ruchu i jakości usług (QoS).
Podział sieci:
5G wprowadza dzielenie sieci, które umożliwia podzielenie sieci na wiele zwirtualizowanych sieci w celu obsługi różnych przypadków użycia, takich jak IoT, rzeczywistość rozszerzona lub pojazdy autonomiczne. Każdy plasterek ma swoje własne zasoby i można go dostosować do konkretnych wymagań.
Przetwarzanie brzegowe:
Przetwarzanie brzegowe jest zintegrowane z architekturą 5G, aby zmniejszyć opóźnienia i skrócić czas reakcji. Polega na rozmieszczeniu zasobów obliczeniowych bliżej brzegu sieci, gdzie generowane i wykorzystywane są dane. Ma to kluczowe znaczenie w zastosowaniach takich jak gry w czasie rzeczywistym i pojazdy autonomiczne.
Architektura oparta na usługach (SBA):
Sieć 5G wykorzystuje architekturę opartą na usługach, która zapewnia większą elastyczność i skalowalność we wdrażaniu funkcji sieciowych i zarządzaniu nimi. Usługi są świadczone jako niezależnie wdrażalne funkcje sieciowe.
Funkcjonalność związana z bezpieczeństwem:
Architektura 5G obejmuje ulepszone funkcje zabezpieczeń chroniące przed ewoluującymi zagrożeniami, w tym bezpieczeństwo podziału sieci, mechanizmy uwierzytelniania i szyfrowanie.
Są to podstawowe elementy architektury 5G, które współpracują ze sobą, aby zapewnić szybką łączność o małych opóźnieniach i wspierać szeroką gamę aplikacji i usług.