Architektura sieci 5G — od stacji bazowej do rdzenia
Rozdział 1 z 5. Infrastruktura sieci 5G składa się z kilku warstw funkcjonalnych, obejmujących część radiową, sieć transportową oraz rdzeń sieciowy.
Spis treści rozdziału
Stacje bazowe i pasma częstotliwości
Stacje bazowe 5G (gNodeB) wykorzystują kilka zakresów częstotliwości, w tym pasmo niskie (poniżej 1 GHz), pasmo średnie (1–6 GHz, tzw. C-band) oraz pasmo wysokie mmWave (powyżej 24 GHz). Wybór pasma wpływa na zasięg stacji oraz osiągalną przepustowość transmisji.
Pasmo niskie
Zapewnia największy zasięg pojedynczej stacji, kosztem niższej przepustowości. Stosowane głównie do zapewnienia szerokiego pokrycia terenu.
Pasmo średnie
Stanowi kompromis między zasięgiem a przepustowością i jest podstawowym pasmem wykorzystywanym w większości komercyjnych wdrożeń 5G.
Pasmo wysokie (mmWave)
Oferuje najwyższą przepustowość oraz najniższe opóźnienia, jednak przy istotnie ograniczonym zasięgu, co wymaga gęstszego rozmieszczenia stacji.
Sieć transportowa
Sieć transportowa (fronthaul, midhaul, backhaul) łączy stacje bazowe z rdzeniem sieciowym. W architekturze 5G coraz częściej stosuje się rozdzielenie funkcji radiowych (RU), dystrybucyjnych (DU) i centralnych (CU), co pozwala na elastyczne rozmieszczenie zasobów obliczeniowych.
Rdzeń sieciowy 5G Core
Rdzeń sieciowy 5G Core odpowiada za zarządzanie sesjami, autoryzację użytkowników oraz kierowanie ruchem danych. W odróżnieniu od wcześniejszych generacji, 5G Core opiera się na architekturze zorientowanej na usługi (Service Based Architecture), co ułatwia wdrażanie nowych funkcji sieciowych.
Architektury NSA i SA
Architektura non-standalone (NSA) wykorzystuje istniejący rdzeń 4G LTE do obsługi sygnalizacji, podczas gdy transmisja danych może odbywać się przez 5G. Architektura standalone (SA) opiera się w pełni na rdzeniu 5G Core, co umożliwia pełne wykorzystanie funkcji sieciowych, w tym niskich opóźnień wymaganych przez zastosowania przemysłowe.
| Architektura | Rdzeń sygnalizacyjny | Pełne wsparcie niskich opóźnień |
|---|---|---|
| NSA | 4G LTE | Ograniczone |
| SA | 5G Core | Tak |