Jakie stosy protokołów są używane w 5G?

W sieci 5G istnieją dwa podstawowe stosy protokołów: płaszczyzna kontroli i płaszczyzna użytkownika. Płaszczyzna sterowania zarządza funkcjami sygnalizacyjnymi i kontrolnymi, w tym NR dla komunikacji radiowej, NGAP dla komunikacji sieć szkieletowa-RAN, NAS dla mobilności i bezpieczeństwa, RRC dla kontroli zasobów radiowych i SMF dla zarządzania sesjami.

Na płaszczyźnie użytkownika PDCP zajmuje się optymalizacją pakietów danych, RLC zapewnia niezawodność, MAC zarządza dostępem do kanałów radiowych, a PHY nadzoruje transmisję fizyczną. Razem te stosy protokołów ułatwiają wydajną i niezawodną komunikację w sieciach 5G, obsługując wysokie szybkości transmisji danych i niskie opóźnienia w różnych zastosowaniach.

Przyjrzyjmy się szczegółom każdego z nich:

Stos protokołów platformy sterującej:

Płaszczyzna sterująca realizuje funkcje sygnalizacyjne i kontrolne w zakresie zestawiania i zarządzania połączeniami w sieciach 5G. Odpowiada za zadania takie jak uwierzytelnianie, autoryzacja, zarządzanie mobilnością i ustanawianie sesji.

Stos protokołów płaszczyzny sterującej składa się z kilku kluczowych protokołów:

NR (Nowe Radio):NR to protokół interfejsu radiowego w 5G, odpowiedzialny za komunikację radiową pomiędzy urządzeniami użytkownika (UE) a stacjami bazowymi (gNB). Wykorzystuje OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) i zaawansowane techniki MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output) w celu zapewnienia wydajnej transmisji danych.
NGAP (protokół aplikacji nowej generacji):NGAP służy do komunikacji pomiędzy siecią rdzeniową 5G a siecią dostępu radiowego (RAN). Obsługuje takie funkcje, jak przekazywanie, zarządzanie mobilnością i kontrola zasobów płaszczyzny użytkownika.
NAS (warstwa bez dostępu):NAS jest odpowiedzialny za zarządzanie mobilnością, bezpieczeństwem i ustanawianiem sesji dla UE. Zajmuje się funkcjami takimi jak procedury dołączania i odłączania, uwierzytelnianie i zarządzanie kluczami.
RRC (kontrola zasobów radiowych):RRC jest odpowiedzialny za kontrolowanie zasobów radiowych w sieci RAN. Zarządza nawiązywaniem, konfiguracją i udostępnianiem połączeń radiowych, zapewniając efektywne wykorzystanie zasobów.
SMF (funkcja zarządzania sesją):SMF zarządza sesjami użytkowników i jest odpowiedzialny za egzekwowanie zasad, ustanawianie sesji i kontrolę jakości usług (QoS).

Stos protokołów płaszczyzny użytkownika:

Płaszczyzna użytkownika obsługuje faktyczny transfer danych pomiędzy urządzeniami użytkownika a siecią. Koncentruje się na wydajnej transmisji pakietów danych bez znaczących opóźnień przetwarzania.

Stos protokołów płaszczyzny użytkownika obejmuje:

PDCP (protokół konwergencji danych pakietowych):Protokół PDCP zapewnia kompresję nagłówków, szyfrowanie i ochronę integralności pakietów danych użytkownika. Pomaga zoptymalizować wydajność transmisji danych.
RLC (sterowanie łączem radiowym):RLC odpowiada za segmentację, zmianę kolejności i korekcję błędów pakietów danych, aby zapewnić niezawodną transmisję przez interfejs radiowy.
MAC (kontrola dostępu do nośnika):MAC obsługuje szeregowanie i multipleksowanie pakietów danych w kanale radiowym. Zarządza zasobami i zapewnia efektywny dostęp do widma radiowego.
PHY (warstwa fizyczna):Warstwa PHY odpowiedzialna jest za fizyczną transmisję danych drogą radiową. Obejmuje schematy modulacji i kodowania, a także techniki MIMO zwiększające szybkość transmisji danych i zasięg.

Te stosy protokołów współpracują ze sobą, aby umożliwić bezproblemową komunikację w sieciach 5G, zapewniając wysoką szybkość transmisji danych, małe opóźnienia i obsługę szerokiego zakresu zastosowań, w tym Internetu Rzeczy i ultraniezawodnej komunikacji. Zastosowanie tych protokołów gwarantuje, że zawsze istnieje przejrzysta struktura z określonymi funkcjami powiązanymi z każdą warstwą sieci 5G.