MANO și rețeaua de acces radio în comunicațiile 5G

Orchestrator de management și rețea (MANO) (Zoom-In)

Orchestrarea de management și rețea (Management and Network Orchestration, MANO) nu este menținut în continuare în versiunea actuală a arhitecturii 5G ca zoom in de sine stătător. Mai degrabă, a fost integrat cu zoom-in-ul NFV. Acest lucru se datorează faptului că funcțiile utilizate sunt acoperite complet în zoom-in-ul NFV.

Rețeaua de acces radio (RAN) (Zoom-In)

Noul radio (New Radio, NR) 5G este standardul interfeței fără fir (wireless) 5G. 5G New Radio este setat să furnizeze servicii mobile de bandă largă mai rapide și mai receptive și să extindă tehnologia mobilă pentru a se conecta și a sprijini o multitudine de industrii noi.

Arhitectura de bază descrisă de 5G-PPP care face trimitere la specificațiile 3GPP Release 16 pe NG-RAN identifică drept o inovație principală divizarea interfeței F1 în unitate centralizată (Centralized Unit, CU) și unitate distribuită (Distributed Unit, DU), cu un protocol de adaptare a datelor de serviciu (Service Data Adaptation Protocol, SDAP) . Arhitectura SDAP include un protocol de conversie a pachetelor de date (Packet Data Conversion Protocol, PDCP) situat în CU și un control de legătură prin radio aerian (Air Radio Link Control, ARLC) situat în DU. Versiunea 16 adaugă acces integrat și backhaul (integrated access and backhaul, IAB) la setul de instrumente 5G. IAB permite stațiilor de bază să ofere atât acces wireless pentru dispozitive, cât și conectivitate wireless pentru rețeaua de alimentare (backhaul), care poate înlocui temporar sau permanent cablurile backhaul.

Un alt aspect cheie al NG-RAN este capacitatea de a oferi acoperire cu celule mici mai multor operatori „ca serviciu” în arhitectura pe două niveluri. Aceste niveluri sunt în sprijinul cazurilor de utilizare 5G menționate anterior, care oferă servicii de latență scăzută și putere mare de procesare. Structura arhitecturii rețelei de acces radio (Radio Access Network, RAN) este prezentată în următoarea figură (35):

(Zoom-in arhitectura RAN)

Elementele arhitecturii RAN sunt următoarele:

• Element – Scurtă descriere
• Echipament utilizator (User Equipment, UE) – Permite unui utilizator accesul la serviciile de rețea. Echipamentul utilizator este subdivizat în domeniul UICC și domeniul ME (Echipament mobil). Domeniul ME poate fi în continuare împărțit în una sau mai multe componente Mobile Termination (MT) și Terminal Equipment (TE) care arată conectivitatea între mai multe grupuri funcționale.
• gNB – Următoarea generație Node/Base Station este un nod care furnizează terminări ale protocoalelor plan utilizator NR și plan control către UE și conectat prin interfața NG la 5GC.
• Unitate distribuită gNB (gNB-DU) – GNB-DU este un nod logic care găzduiește straturile RLC, MAC și PHY ale gNB sau en-gNB, iar funcționarea sa este controlată parțial de gNB-CU. Un gNB-DU acceptă una sau mai multe celule. O celulă este acceptată de un singur gNB-DU. gNB-DU termină interfața F1 conectată cu gNB-CU.
• Unitate centrală gNB (gNB-CU) – gNB-Central Unit (CU) este un nod logic care găzduiește protocoale RRC, SDAP și PDCP ale protocoalelor gNB sau RRC și PDCP ale en-gNB care controlează funcționarea unuia sau mai multor gNB-DU. GNB-CU termină interfața F1 conectată cu gNB-DU.
• Xn – Xn este o interfață de rețea între nodurile NG-RAN; 3GPP TS 38.42036 specifică principiile și aspectele generale ale interfeței Xn.
• Interfața NG – GNB-urile sunt conectate prin intermediul interfețelor NG la 5G Core, mai precis la AMF (Access and Mobility Management Function) prin intermediul interfeței NG-C și la UPF (User Plane Function) prin intermediul interfeței NG- U.
• NR Uu – Noua interfață aeriană unificată radio (New Radio Unified Air Interface, NR-Uu) este interfața radio dintre rețeaua mobilă și cea de acces radio.
• Donator IAB – gNB care oferă acces de rețea la UE prin intermediul unei rețele backhaul și linkuri de acces (37).
• Nod IAB – Nod RAN care acceptă legături noi de acces radio către UE și legături backhaul New Radio către noduri părinte și noduri copil. Nodul IAB nu acceptă backhauling prin LTE.
• Strat non-acces (Non Access Stratum, NAS) – NAS este un strat funcțional în stiva de protocol dintre UE și Core Network. Protocolul (NAS) pentru sistemul 5G (definit în 3GPP TS 24.501).
• Strat de acces (Access Stratum, AS) – AS este un strat funcțional în stiva de protocol dintre UE și RAN responsabil pentru transportul datelor prin conexiunea fără fir și gestionarea resurselor radio.
• F1 – Interfața F1 oferă mijloace pentru interconectarea unui gNB-CU și a unui gNB-DU al unui gNB într-un NG-RAN, sau pentru interconectarea unui gNB-CU și a unui gNB-DU al unui en-gNB într-un E-UTRAN. Facilitează funcționarea perfectă a unui gNB-CU și a unui gNB-DU furnizate de diferiți producători (38).

Note

35 3GPP TS 38.401 V16.2.0 (2020-07), Technical Specification 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NG-RAN; Architecture description (Release 16), https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.401/, accesat octombrie 2020.

36 3GPP TS 38.420 V16.0.0 (2020-07), Technical Specification, 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NG-RAN; Xn general aspects and principles (Release 16), https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.420, accesat octombrie 2020.

37 3GPP TS 38.300 V16.2.0 (2020-07), Technical Specification, 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NR; NR and NG-RAN Overall Description; Stage 2 (Release 16), https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.300/ , accesat octombrie 2020

38 3GPP TS 38.470 V16.2.0 (2020-07) Technical Specification 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NG-RAN; F1 general aspects and principles (Release 16), https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.470, accesat octombrie 2020.

Sursa: Enisa Threat Landscape for 5G Network – Threat assessment for the fifth generation of mobile telecommunications networks (5G), November 2019. © European Union Agency for Cybersecurity (ENISA), 2019. Traducere și adaptare independente de Nicolae Sfetcu

© 2021 MultiMedia Publishing, Rețele de comunicații 5G, Volumul 1