A arquitetura gNB (Next-Generation NodeB) em 5G refere-se ao componente da estação base da rede de acesso de rádio (RAN) 5G. O gNB é um elemento crítico no ecossistema 5G responsável por estabelecer conexões sem fio com equipamentos de usuário (UE) e facilitar a transferência de dados entre UEs e a rede principal. Compreender a arquitetura gNB é essencial para compreender a implantação e funcionalidade das redes 5G.
Os principais aspectos da arquitetura gNB em 5G incluem:
- Unidade de Rádio (RU):
- A arquitetura do gNB envolve a separação da Unidade de Rádio (RU) do processamento da banda base, conhecida como Unidade Centralizada (CU). A RU é responsável pela transmissão e recepção de sinais de rádio, incluindo tarefas como modulação e demodulação, formação de feixe e processamento de radiofrequência (RF).
- Unidade Centralizada (UC):
- A Unidade Centralizada (CU) lida com as funções de processamento de banda base, como processamento de sinal digital, modulação e codificação. A separação entre RU e CU permite flexibilidade e escalabilidade em redes 5G. Diferentes RUs podem se conectar a uma UC comum, otimizando a utilização de recursos.
- Unidade Distribuída (DU):
- Em algumas arquiteturas gNB, a Unidade Centralizada (CU) pode ser dividida em Unidades Distribuídas (DUs). Esta arquitetura distribuída aumenta a flexibilidade da rede, permitindo a implantação de DUs específicas mais próximas das unidades de rádio para comunicação de baixa latência.
- Divisão funcional:
- A arquitetura gNB emprega uma divisão funcional entre RU e CU ou DU. A divisão funcional define a distribuição de tarefas entre estas unidades, otimizando a carga de processamento e aumentando a eficiência da rede geral de acesso rádio.
- Conexões dianteiras/intermediárias/traseiras:
- O gNB está conectado à rede central através de conexões backhaul. O front-haul conecta a RU e a CU/DU, facilitando a troca de sinais de rádio e o processamento de informações em banda base. O mid-haul conecta diferentes DUs, se aplicável.
- Padronização:
- A arquitetura gNB é definida pelo 3rd Generation Partnership Project (3GPP), a organização de padrões responsável por especificar tecnologias de comunicação móvel. O 3GPP garante que as arquiteturas gNB de diferentes fornecedores sigam especificações comuns, permitindo a interoperabilidade em implantações de vários fornecedores.
- Suporte para diversas bandas de frequência:
- O gNB foi projetado para suportar várias bandas de frequência, incluindo a faixa de frequência 1 (FR1) e a faixa de frequência 2 (FR2). Essa flexibilidade permite que as operadoras implantem serviços 5G em uma ampla gama de frequências de espectro, cada uma com características e casos de uso próprios.
- MIMO massivo e Beamforming:
- A arquitetura gNB suporta tecnologias avançadas de antena, como Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO) e beamforming. Estas tecnologias melhoram a eficiência espectral e permitem que o gNB comunique com vários UEs simultaneamente.
- Divisão de rede:
- A arquitetura gNB se alinha ao conceito de fatiamento de rede, permitindo que a rede seja dividida logicamente em múltiplas redes virtuais adaptadas para serviços ou casos de uso específicos. O fatiamento de rede aumenta a versatilidade das redes 5G, acomodando diversos requisitos.
Em resumo, a arquitetura gNB em 5G representa um design flexível e escalável que separa as funções de processamento de RF da unidade de rádio da unidade de processamento de banda base centralizada ou distribuída. Esta separação melhora a utilização de recursos, permite o suporte de várias bandas de frequência e facilita a implantação de tecnologias avançadas para um desempenho ideal da rede 5G.