O que caracteriza o 5G?

Por Nina Le-Richardson, diretora de gerenciamento de produtos da TNS, Seattle, Washington

Enquanto vemos crescer o burburinho em torno da promessa do 5G, é importante entender e separar fatos da ficção. Neste momento, descreverei as especificidades do 5G.

Primeiro, vamos relembrar rapidamente: em uma postagem anterior do blog, sobre as implantações 5G terão duas opções emergentes das sete definidas pelo Programa de Parceria da Terceira Geração, uma organização de desenvolvimento de padrões (3GPP) - Autônomo ou SA e Não autônomo (NSA). Você pode até ter visto comerciais divulgando que em algumas cidades o 4G é mais rápido que o rival 5G.

Mas o que torna o 5G tão rápido é o 5G Core (5GC). O 5GC é diferente do LTE Evolved Packet Core (EPC). Em um post anterior, falamos de como o 5G introduz novos elementos de função de rede e por que isso importa.

Com o 4G, o roteamento do plano do usuário ocorre no Serving Gateway (SGW) e no Data Packet Gateway (PGW), ambas funções essenciais da rede na rede principal móvel. Com o 5G, essa função ocorre na Função do Plano do Usuário, ou UPF.

A rede 5GC é muito diferente da rede LTE EPC. A rede 5GC decompôs elementos funcionais que oferecem serviços de rede específicos e é dividida em vários elementos da Service-Based Architecture (SBA). Essa nova arquitetura permite a exposição dos recursos de rede para criação rápida de serviços, separando o plano de controle do plano do usuário. O plano de controle e o do usuário são movidos para um ambiente baseado na nuvem, melhorando a escalabilidade, a flexibilidade e o tempo de lançamento no mercado.

Além disso, os gerenciamentos de sessões e mobilidade que ocorrem na Mobility Management Entity (MME), agora são gerenciados pela Session Management Function (SMF) e pela Access and Mobility Management Function, (AMF). No 4G, o repositório do usuário está no HSS e no 5G, a funcionalidade 4G é gerenciada pelo Unified Data Management (UDM), uma fonte de dados separada. É no UDM que ocorre a geração de credenciais de autenticação e contrato de chave (AKA), manipulação de identificação de usuário, autorização de acesso e gerenciamento de assinaturas. A separação das credenciais de segurança da função de gerenciamento de sessões, resulta em consistência aprimorada dos dados e reduz a complexidade da rede.

Estas são as principais diferenças do 5CG comparado ao EPC e às funções que rede que você precisa conhecer:

  • Uma rede 5G core inclui a separação das funções UPF (User Plane Function) e CPF (Control Plane Function) do gateway. Essa evolução do gateway da separação CP / UP (CUPS) foi introduzida no EPC Release 14;
  • O 5GC UPF realiza roteamento e encaminhamento de pacotes, serve como um ponto de interconexão à rede de dados (DN), é o ponto de ancoragem da tecnologia de acesso por rádio e pode ser distribuído para a borda da rede, aumentando a eficiência da largura de banda e reduzindo os recursos da rede;
  • A Função de acesso e mobilidade (AMF) fornece autenticação e autorização do equipamento do usuário final e é limitada aos serviços de gerenciamento de conexão e mobilidade. A Função de ancoragem de segurança (SEAF) serve como uma chave de ancoragem, permitindo a realocação quando um dispositivo de assinante se move entre diferentes redes de acesso. Separar o AMF do SEAF reduz a carga de sinalização na rede doméstica;
  • O NAS 5G (estrato sem acesso) também oferece segurança aprimorada por 4G e inclui procedimentos relacionados ao MME e ao SMF. Discutiremos mais sobre segurança em um post separado;
  • Função de Repositório de Rede (NRF) é uma função essencial da SBA. Ela fornece registro e descoberta de serviços NF, o que permite que as NFs identifiquem serviços apropriados entre si.
  • Também há um servidor de autenticação separado (AUSF) e várias novas funções, incluindo a seleção de fatia de rede (NSSF) e a exposição de rede (NEF), que agora faz parte de uma nova função.

Gerenciamento de sessão - o estabelecimento, modificação e liberação de sessão, anteriormente parte do MME, agora faz parte de uma nova função de rede chamada Função de Gerenciamento de Sessão (SMF). Essa abordagem granular permite que as redes se tornem redes mais resilientes.

As alterações na arquitetura de rede e segurança entre o 5GC e o LTE EPC são significativas na mudança para uma SBA que permitirá que os recursos entregues sejam massivamente escaláveis, altamente confiáveis e suportem operações automatizadas.

Resumindo, o núcleo 5G é o que torna o 5G tão rápido e, à medida que o burburinho do 5G continua e o desenvolvimento acelera no mundo inteiro, continue verificando nosso blog porque nós forneceremos informações juntamente com os mais recentes desenvolvimentos do setor.


Em breve - Blogpost #6 5G Fatiamento de Rede, este post fornecerá uma visão aprofundada da virtualização de rede 5G, fatiamento de rede e orquestração.

Leia as postagens anteriores desta série "O que esperar do roaming 5G", "5G não autônomo vs 5G autônomo", "LTE tem gás no tanque" e "O hype 5G".

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