Quais são as pilhas de protocolos usadas no 5G?

No 5G, existem duas pilhas de protocolos principais: o plano de controle e o plano do usuário. O plano de controle gerencia funções de sinalização e controle, incluindo NR para comunicação de rádio, NGAP para comunicação de rede principal-RAN, NAS para mobilidade e segurança, RRC para controle de recursos de rádio e SMF para gerenciamento de sessão.

No plano do usuário, o PDCP cuida da otimização dos pacotes de dados, o RLC garante a confiabilidade, o MAC gerencia o acesso ao canal de rádio e o PHY supervisiona a transmissão física. Juntas, essas pilhas de protocolos facilitam a comunicação eficiente e confiável em redes 5G, suportando altas taxas de dados e baixa latência para diversas aplicações.

Vamos mergulhar nos detalhes de cada um:

Pilha de protocolos do plano de controle:

O plano de controle lida com funções de sinalização e controle para configurar e gerenciar conexões em redes 5G. É responsável por tarefas como autenticação, autorização, gerenciamento de mobilidade e estabelecimento de sessão.

A pilha de protocolos do plano de controle consiste em vários protocolos principais:

NR (Novo Rádio): NR é o protocolo de interface aérea em 5G, responsável pela comunicação de rádio entre dispositivos de usuário (UEs) e estações base (gNBs). Ele usa técnicas OFDM (multiplexação por divisão de frequência ortogonal) e MIMO (entradas múltiplas, saídas múltiplas) avançadas para transmissão de dados eficiente.
NGAP (Next-Generation Application Protocol): NGAP é usado para comunicação entre a rede principal 5G e a rede de acesso de rádio (RAN). Ele lida com funções como transferências, gerenciamento de mobilidade e controle de recursos do plano do usuário.
NAS (Non-Access Stratum): NAS é responsável por gerenciar mobilidade, segurança e estabelecimento de sessão para UEs. Ele lida com funções como procedimentos de anexar e desanexar, autenticação e gerenciamento de chaves.
RRC (Controle de Recursos de Rádio): RRC é responsável por controlar os recursos de rádio na RAN. Ele gerencia o estabelecimento, configuração e liberação de conexões de rádio, garantindo a utilização eficiente dos recursos.
SMF (Função de gerenciamento de sessão): SMF gerencia sessões de usuários e é responsável pela aplicação de políticas, estabelecimento de sessões e controle de qualidade de serviço (QoS).

Pilha de protocolos do plano do usuário:

O plano do usuário lida com a transferência real de dados entre os dispositivos do usuário e a rede. Ele se concentra na transmissão eficiente de pacotes de dados sem atrasos significativos no processamento.

A pilha de protocolos do plano do usuário inclui:

PDCP (Packet Data Convergence Protocol): PDCP fornece compactação de cabeçalho, criptografia e proteção de integridade para pacotes de dados do usuário. Ajuda a otimizar a eficiência da transmissão de dados.
RLC (Controle de link de rádio): RLC é responsável pela segmentação, reordenação e correção de erros de pacotes de dados para garantir uma transmissão confiável pela interface de rádio.
MAC (Medium Access Control): o MAC lida com o agendamento e multiplexação de pacotes de dados no canal de rádio. Gerencia recursos e garante acesso eficiente ao espectro de rádio.
PHY (Camada Física): A camada PHY é responsável pela transmissão física de dados pelas ondas aéreas. Inclui esquemas de modulação e codificação, bem como técnicas MIMO para melhorar as taxas e cobertura de dados.

Essas pilhas de protocolos trabalham juntas para permitir comunicação contínua em redes 5G, proporcionando altas taxas de dados, baixa latência e suporte para uma ampla gama de aplicações, incluindo IoT e comunicações ultraconfiáveis. A utilização destes protocolos garante que exista sempre uma estrutura clara com funções específicas associadas a cada camada da rede 5G.