5G kablosuz iletişimde protokol yığını, kullanıcı ekipmanı (UE), baz istasyonları (gNodeB’ler) ve çeşitli ağ elemanları arasında bilgi alışverişini sağlayan iletişim protokollerinin ve fonksiyonların hiyerarşik düzenlemesini ifade eder. 5G protokol yığını, her biri belirli görevlerden sorumlu olan birden fazla katman halinde düzenlenmiştir ve 5G ağının kusursuz çalışmasını sağlamada temel bir rol oynar.
5G’deki protokol yığınının temel yönleri şunları içerir:
- Katmanlı Mimari:
- 5G protokol yığını, her katmanın belirli işlevlerden sorumlu olduğu katmanlı bir mimariyi takip eder. Katmanlar hiyerarşik bir şekilde düzenlenir ve katmanlar arasındaki iletişim genellikle iyi tanımlanmış arayüzler tarafından yönetilir.
- OSI Referans Modeli:
- 5G protokol yığını genellikle OSI (Açık Sistemler Ara Bağlantısı) referans modeli bağlamında tanımlanır. OSI modeli, her biri iletişimin belirli yönlerini ele alan yedi katmandan oluşur. 5G bağlamında, temel katmanlar fiziksel katmanı, MAC (Orta Erişim Kontrolü) katmanını, RLC (Radyo Bağlantı Kontrolü) katmanını, PDCP (Paket Veri Yakınsama Protokolü) katmanını, RRC (Radyo Kaynak Kontrolü) katmanını ve diğerlerini içerir.
- Fiziksel katman:
- Fiziksel katman, 5G protokol yığınındaki en alt katmandır ve ham veri bitlerinin hava arayüzü üzerinden iletilmesi ve alınmasıyla ilgilenir. Modülasyonu, kodlamayı ve radyo frekansı iletimiyle ilgili hususları içerir.
- MAC Katmanı:
- MAC katmanı, paylaşılan radyo kaynaklarına erişimi yönetmekten sorumludur. Kaynak tahsisi için planlama, trafiğin önceliklendirilmesi ve kontrol sinyalleri gibi görevleri yerine getirir.
- RLC Katmanı:
- RLC katmanı, UE ile gNodeB arasında güvenilir iletişim sağlar. Veri paketlerinin bölümlenmesi ve yeniden birleştirilmesi, hata tespiti ve yeniden iletim mekanizmaları gibi işlevleri içerir.
- PDCP Katmanı:
- PDCP katmanı, başlık sıkıştırma, şifreleme ve bütünlük koruması gibi işlevlerden sorumludur. Kullanıcı verilerinin UE ile ağ arasında verimli ve güvenli aktarımını sağlar.
- RRC Katmanı:
- RRC katmanı radyo erişim ağına özeldir ve radyo kaynağı kontrolünden sorumludur. Bağlantı kurma, yeniden yapılandırma ve serbest bırakma prosedürlerini yönetir. RRC katmanı ayrıca mobiliteyle ilgili işlevleri de yönetir.
- NGAP (Yeni Nesil Uygulama Protokolü) Katmanı:
- 5G bağlamında, NGAP katmanı 5G Core (5GC) ağının bir parçasıdır ve gNodeB’ler ile 5GC arasındaki iletişimi kolaylaştırır. Mobilite yönetimi, oturum yönetimi ve diğer önemli işlevlerde çok önemli bir rol oynar.
- SMF (Oturum Yönetim İşlevi):
- SMF, 5GC’nin bir parçasıdır ve kullanıcı verilerine ilişkin oturumların yönetilmesinden sorumludur. Kullanıcı oturumlarının oluşturulmasında, değiştirilmesinde ve yayınlanmasında kritik bir rol oynar.
- AMF (Erişim ve Mobilite Yönetimi İşlevi):
- AMF, 5GC’deki bir diğer önemli unsurdur ve erişim ve mobilite ile ilgili işlevlerden sorumludur. UE’ler için ilk kayıt, kimlik doğrulama ve mobilite yönetiminde rol oynar.
- Uçtan Uca İletişim:
- Protokol yığını, uygulama katmanı arasında, çeşitli protokol katmanları boyunca, fiziksel katmana ve bunun tersi yönde bilgi akışını kolaylaştırarak uçtan uca iletişimi sağlar.
- Ağ Dilimleme Desteği:
- 5G protokol yığını, ağ dilimlemeyi destekleyecek şekilde tasarlanmıştır ve belirli hizmetlere ve kullanım durumlarına göre uyarlanmış sanal ağların oluşturulmasına olanak tanır. Her ağ diliminin kendi protokol yığını örneği vardır.
- Esneklik ve uyarlanabilirlik:
- 5G protokol yığını, gelişmiş mobil geniş bantı (eMBB), devasa makine tipi iletişimi (mMTC) ve ultra güvenilir düşük gecikmeli iletişimi (URLLC) destekleyerek esnek ve çeşitli hizmet gereksinimlerine uyarlanabilir olacak şekilde tasarlanmıştır.
Özetle 5G’deki protokol yığını, ağdaki farklı varlıklar arasındaki iletişimi yöneten katmanlı bir mimaridir. Verimli ve güvenilir bilgi alışverişini sağlar, çeşitli hizmetleri destekler ve 5G ağının yeteneklerini etkinleştirmede önemli bir rol oynar.