5G’de kullanılan protokol yığınları nelerdir?

5G’de iki temel protokol yığını vardır: kontrol düzlemi ve kullanıcı düzlemi. Kontrol düzlemi, radyo iletişimi için NR, çekirdek ağ-RAN iletişimi için NGAP, mobilite ve güvenlik için NAS, radyo kaynağı kontrolü için RRC ve oturum yönetimi için SMF dahil olmak üzere sinyalleme ve kontrol işlevlerini yönetir.

Kullanıcı düzleminde PDCP veri paketi optimizasyonunu yönetir, RLC güvenilirliği sağlar, MAC radyo kanalı erişimini yönetir ve PHY fiziksel iletimi denetler. Bu protokol yığınları, 5G ağlarında verimli ve güvenilir iletişimi kolaylaştırarak çeşitli uygulamalar için yüksek veri hızlarını ve düşük gecikmeyi destekler.

Her birinin ayrıntılarına dalalım:

Kontrol Düzlemi Protokol Yığını:

Kontrol düzlemi, 5G ağlarında bağlantıların kurulması ve yönetilmesi için sinyalizasyon ve kontrol işlevlerini yönetir. Kimlik doğrulama, yetkilendirme, mobilite yönetimi ve oturum kurulumu gibi görevlerden sorumludur.

Kontrol düzlemi protokol yığını birkaç anahtar protokolden oluşur:

NR (Yeni Radyo): NR, 5G’deki hava arayüzü protokolüdür ve kullanıcı cihazları (UE’ler) ile baz istasyonları (gNB’ler) arasındaki radyo iletişiminden sorumludur. Verimli veri iletimi için OFDM (Ortogonal Frekans Bölmeli Çoğullama) ve gelişmiş MIMO (Çoklu Giriş, Çoklu Çıkış) tekniklerini kullanır.
NGAP (Yeni Nesil Uygulama Protokolü): NGAP, 5G çekirdek ağı ile radyo erişim ağı (RAN) arasındaki iletişim için kullanılır. Devir teslim, mobilite yönetimi ve kullanıcı düzlemi kaynaklarının kontrolü gibi işlevleri yerine getirir.
NAS (Erişimsiz Katman): NAS, UE’ler için mobilitenin, güvenliğin ve oturum kurulumunun yönetilmesinden sorumludur. Ekleme ve çıkarma prosedürleri, kimlik doğrulama ve anahtar yönetimi gibi işlevlerle ilgilenir.
RRC (Radyo Kaynağı Kontrolü): RRC, RAN’daki radyo kaynaklarının kontrolünden sorumludur. Kaynakların verimli kullanımını sağlayarak radyo bağlantılarının kurulmasını, yapılandırılmasını ve serbest bırakılmasını yönetir.
SMF (Oturum Yönetim İşlevi): SMF, kullanıcı oturumlarını yönetir ve politikanın uygulanmasından, oturumun kurulmasından ve Hizmet Kalitesi (QoS) kontrolünden sorumludur.

Kullanıcı Düzlemi Protokol Yığını:

Kullanıcı düzlemi, kullanıcı cihazları ile ağ arasındaki gerçek veri aktarımını yönetir. Önemli işlem gecikmeleri olmadan veri paketlerinin verimli bir şekilde iletilmesine odaklanır.

Kullanıcı düzlemi protokol yığını şunları içerir:

PDCP (Paket Veri Yakınsama Protokolü): PDCP, kullanıcı veri paketleri için başlık sıkıştırma, şifreleme ve bütünlük koruması sağlar. Veri iletim verimliliğini optimize etmeye yardımcı olur.
RLC (Radyo Bağlantı Kontrolü): RLC, radyo arayüzü üzerinden güvenilir iletim sağlamak için veri paketlerinin bölümlenmesinden, yeniden sıralanmasından ve hata düzeltmesinden sorumludur.
MAC (Orta Erişim Kontrolü): MAC, radyo kanalındaki veri paketlerinin planlanmasını ve çoğullanmasını yönetir. Kaynakları yönetir ve radyo spektrumuna verimli erişim sağlar.
PHY (Fiziksel Katman): PHY katmanı, verilerin radyo dalgaları üzerinden fiziksel olarak iletilmesinden sorumludur. Veri hızlarını ve kapsamını geliştirmek için modülasyon ve kodlama şemalarının yanı sıra MIMO tekniklerini de içerir.

Bu protokol yığınları, 5G ağlarında kesintisiz iletişimi mümkün kılmak, yüksek veri hızları, düşük gecikme süresi ve IoT ve ultra güvenilir iletişimler de dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalar için destek sağlamak üzere birlikte çalışır. Bu protokollerin kullanımı, 5G ağının her katmanıyla ilişkili belirli işlevlere sahip, her zaman net bir yapının olmasını sağlar.