5G bağlamında Merkezi Birim (CU) ile Dağıtılmış Birim (DU) arasındaki arayüze F1 arayüzü adı verilir. F1 arayüzü, 5G Radyo Erişim Ağının (RAN) bu iki temel bileşeni arasındaki iletişim ve koordinasyonun sağlanmasında çok önemli bir rol oynuyor. CU ve DU birlikte Kullanıcı Ekipmanı (UE) ile radyo iletişiminden ve radyo kaynaklarının yönetiminden sorumlu olan gNodeB’yi (gNB) oluşturur. CU ve DU arasındaki F1 arayüzünün ayrıntılı bir açıklaması:
- CU ve DU’ya Genel Bakış:
- Merkezi Birim (CU) ve Dağıtılmış Birim (DU), 5G ağ mimarisindeki gNodeB’nin bileşenleridir.
- CU, radyo kaynağı yönetimi, planlama ve bağlantı mobilitesinin yönetimi gibi üst düzey işlevlerden sorumludur.
- DU ise radyo iletimi ve alımı, dalga biçimi işleme ve ışın oluşturma dahil alt katman işlevlerinden sorumludur.
- F1 Arayüz İşlevselliği:
- F1 arayüzü, gNodeB’nin verimli ve senkronize çalışmasını sağlamak için CU ve DU arasındaki iletişimi ve koordinasyonu kolaylaştırır.
- Bölünmüş Mimari:
- 5G’deki CU-DU mimarisi, yüksek katman işlevlerinin CU’da merkezileştirildiği, alt katman işlevlerinin ise birden fazla DU’ya dağıtıldığı bölünmüş bir mimari modelini izler. Bu bölünme ölçeklenebilirliğe, esnekliğe ve verimli kaynak kullanımına olanak tanır.
- Kontrol Düzlemi ve Kullanıcı Düzlemi Bölünmesi:
- F1 arayüzü, kontrol düzlemi ve kullanıcı düzlemi fonksiyonlarının CU ve DU arasında ayrılmasını destekler. Kontrol düzlemi sinyalizasyon ve yönetim işlevlerini yönetirken, kullanıcı düzlemi gerçek kullanıcı veri iletimiyle ilgilenir.
- Protokol Yığını:
- F1 arayüzü, CU ve DU arasındaki iletişim için bir protokol yığını kullanır. Protokol yığını, kontrol düzlemi sinyalizasyonu, kullanıcı düzlemi veri iletimi ve senkronizasyon için çeşitli protokoller içerir.
- CU-DU Protokol Yığını Katmanları:
- F1 arayüzünün protokol yığını aşağıdaki gibi katmanları içerir:
- PHY (Fiziksel Katman): Sinyallerin hava arayüzü üzerinden fiziksel iletimini yönetir.
- MAC (Orta Erişim Kontrolü): Paylaşılan radyo kaynaklarına erişimi kontrol eder ve planlamayı yönetir.
- RLC (Radyo Bağlantı Kontrolü): Veri paketlerinin bölümlendirilmesini ve yeniden birleştirilmesini yönetir.
- PDCP (Paket Veri Yakınsama Protokolü): Veri paketlerinin sıkıştırılmasını ve açılmasını yönetir.
- RRC (Radyo Kaynağı Kontrolü): Radyo kaynaklarını ve kontrol sinyallerini yönetir.
- F1 arayüzünün protokol yığını aşağıdaki gibi katmanları içerir:
- F1 Arayüzünün İşlevleri:
- Senkronizasyon: F1 arayüzü, CU ve DU’nun zamanlama ve frekans açısından hizalanmasını sağlamak için senkronizasyon mekanizmalarını destekler. Bu, iletişim bağlantısının bütünlüğünü korumak için çok önemlidir.
- Koordinasyon: F1 arayüzü, optimum performans ve hizmet kalitesini sağlamak için CU ve DU’nun devir, ışın oluşturma ve radyo kaynak yönetimi gibi çeşitli işlevleri koordine etmesine olanak tanır.
- Dinamik Kaynak Tahsisi: F1 arayüzü, radyo kaynaklarının ağın gereksinimlerine ve koşullarına göre dinamik olarak tahsis edilmesini sağlayarak mevcut kaynakların verimli kullanılmasını sağlar.
- Mobilite Yönetimi: F1 arayüzü, mobilite yönetimi işlevlerini kolaylaştırarak gNodeB’nin hücreler arasındaki UE hareketlerini yönetmesine ve aktarımları sorunsuz bir şekilde yönetmesine olanak tanır.
- Birlikte Çalışabilirlik ve Satıcı Tarafsızlığı:
- F1 arayüzünün standardizasyonu, farklı satıcıların ekipmanları arasında birlikte çalışabilirliği teşvik eder. Bu, ağ operatörlerinin çok tedarikçili çözümleri devreye almasına olanak tanıyarak daha çeşitli ve rekabetçi bir ekosistemi teşvik eder.
- Ölçeklenebilirlik ve Esneklik:
- F1 arayüzünün tasarımı, büyüyen bir ağın taleplerini karşılamak için DU sayısı artırılabildiğinden ölçeklenebilirliğe olanak tanır. Ayrıca dağıtım seçenekleri ve kaynak tahsisi açısından esneklik sağlar.
- F1-C ve F1-U Ayrımı:
- F1 arayüzü ayrıca F1-C (Kontrol Düzlemi) ve F1-U (Kullanıcı Düzlemi) işlevleri arasındaki bölünmeyi destekler. Bu bölünme esnekliği artırır ve kontrol ve kullanıcı düzlemi trafiğinin özel gereksinimlerine göre optimize edilmiş kaynak tahsisine olanak tanır.
Özetle, 5G’de Merkezi Birim (CU) ile Dağıtılmış Birim (DU) arasındaki F1 arayüzü, gNodeB’nin iletişimini, koordinasyonunu ve verimli çalışmasını sağlayan kritik bir unsurdur. Bölünmüş mimariyi destekler, kontrol ve kullanıcı düzlemi işlevlerini ayırır, bir protokol yığını kullanır ve CU ile DU bileşenleri arasında senkronizasyonu, koordinasyonu ve dinamik kaynak tahsisini kolaylaştırır.