¿Cuál puede ser la arquitectura de 5G?

La arquitectura para 5G que se define en 3GPP ahora es bastante clara y está documentada en una nueva especificación numerada 23.501

En comparación con LTE, las grandes diferencias son:

  • Plano de control de red central dividido en nodos AMF y SMF (Funciones de acceso y gestión de sesión). A un dispositivo dado se le asigna un solo AMF para manejar los roles de movilidad y AAA, pero luego puede tener múltiples SMF, cada uno dedicado a un segmento de red determinado. Estos dos nodos principales en el plano de control utilizan un conjunto de otros nodos para proporcionar datos de suscriptor (UDM), autenticación (AUSF) y política de usuario (PCF). También tenemos funciones de soporte de plataforma como la nueva NEF (Función de exposición de red) para ayudar a exponer y publicar datos de red y la NRF (Función de repositorio de función de red) para ayudar a otros nodos a descubrir servicios de red
  • Plano de usuario de red central manejado por un solo nodo UPF (Función de plano de usuario) con soporte para múltiples UPF que sirven al mismo dispositivo y, por lo tanto, evitamos la necesidad de un SGW común utilizado en LTE. Los nodos UPF pueden estar conectados en cadena para ofrecer una ruptura local y pueden tener nodos paralelos que sirven al mismo APN para ayudar a la movilidad sin interrupciones.
  • La red de acceso por radio utilizará un nuevo par de interfaces llamadas N2 (plano de control) y N3 (plano de usuario) para conectarse al núcleo junto con una interfaz N1 transparente para los dispositivos de usuario. El RAN se construirá utilizando gNB que ofrece la interfaz 5G “New Radio” y eNB que ofrece la interfaz de radio LTE.

Y sí, IMS se ejecutará directamente sobre el 5G Core de la misma manera que se ejecuta sobre el EPC existente.

Fuente Nokia basada en 3GPP 23.501

Debido a la creciente comprensión de que las tecnologías existentes son demasiado centralizadas y que las entidades de red son específicas del proveedor, las partes interesadas en 5G han creado una arquitectura softwarizada y descentralizada.

Y así, la arquitectura de red 5G será:

1. Descentralizado, es decir, no habrá anclajes como S-GW dentro de la red.
2. Softwarized en todos los niveles posibles (a través de SDN y NFV).

3. Debido a la división del plano de control y del usuario, las entidades de red ahora pueden ser hardware genérico y, por lo tanto, significará un bajo gasto de capital y operativo para los operadores de red.

Entonces, lo que tendrá es una red central, con un conjunto de controladores que miran el plano de control, ya que tienen la vista de red completa. Todos los protocolos se softwarizan y se lanzan como máquinas virtuales en estos controladores, que les proporcionan el contexto de red completo. Además, para reenviar datos, lo que tendrá serán conmutadores de capa 2, que son de naturaleza genérica (es decir, el hardware lo es). Por último, la propia red de acceso tendrá una RAN centralizada / distribuida y softwarizations para proporcionar optimización en el manejo de asociaciones de usuarios, gestión de interferencias, movilidad y reenvío de datos.

PD: 3GPP está trabajando las 24 horas para estandarizar la Fase-1 en 2018. Por lo tanto, contenga la respiración. Se acerca el 5G.

El sistema 5G está diseñado para admitir la conectividad de datos y los servicios que permitirían la implementación, por parte de la industria, utilizando nuevas técnicas como la virtualización de funciones de red y las redes definidas por software . La necesidad de estas nuevas técnicas aumenta debido a los diferentes perfiles de servicios de datos que deben ser compatibles con la red 5G. Hasta ahora, las redes móviles se habían diseñado para mantener al usuario promedio de teléfonos inteligentes en el centro, pero con 5G esto está cambiando, ya que con el auge de la conectividad de datos, han surgido varios casos de uso con requisitos de datos completamente diferentes y el operador de la red debe cumplir con todos estos requisitos. eficientemente como sea posible.

Teniendo en cuenta tales requisitos, el 3GPP ha mantenido la idea básica de tener una arquitectura plana donde las funciones del plano de control (CP) están separadas del plano de usuario (UP) para que sean independientes de escala, lo que permite a los operadores usar esta división funcional para dimensionar , implementando y adaptando la red a sus necesidades fácilmente. Otra idea central en el diseño de 5G ha sido minimizar las dependencias entre la red de acceso (AN) y la red central (CN) con una red central independiente del acceso convergente con una interfaz AN – CN común que integra diferentes 3GPP y no 3GPP tipos de acceso

La interacción entre las funciones de red en la forma actual está prevista de las dos formas siguientes según [TS 23.501]:

El primer método es la representación basada en servicios en la que una función de red (por ejemplo, AMF) dentro del plano de control permite que otras funciones de red, que han sido autorizadas, accedan a sus servicios. Esta representación también incluye puntos de referencia punto a punto entre los NF donde sea necesario (ver figura a continuación)

Por otro lado, la representación del punto de referencia se centra en las interacciones entre pares de funciones de red definidas por el punto de referencia punto a punto (por ejemplo, N7) entre dos funciones de red (por ejemplo, SMF y PCF). Este tipo de representación se utiliza cuando existe alguna interacción entre dos funciones de red (vea la figura a continuación).

Lea más sobre esto en este blog: 5G Core Network – una breve descripción – Grandmetric