5G 5GC – Sieć Szkieletowa 5G (5G Core Network)
Dziś wyjaśnię Ci, jak działa 5G Core (5GC) – nowa, w pełni przeprojektowana sieć szkieletowa, która stanowi fundament działania trybu Standalone w 5G. Wczoraj poznaliśmy E-UTRAN, który łączy się z 5GC w architekturze SA. Jutro przeanalizujemy dokładnie, jak dzięki 5GC możliwe są zaawansowane funkcje takie jak network slicing, QoS i ultra-niskie opóźnienia.
Co to jest 5GC?
5G Core (5GC) to centralna część architektury 5G, odpowiedzialna za zarządzanie połączeniami, ruchem danych, bezpieczeństwem i mobilnością. Zastępuje ona starszy system EPC (Evolved Packet Core) z LTE, oferując pełne wsparcie dla usług 5G Standalone (SA), bez potrzeby korzystania z sieci LTE.
Główne cechy 5GC
- Architektura oparta na usługach (SBA – Service Based Architecture)
- Obsługa sieci dedykowanych (Network Slicing)
- Wbudowana funkcja edge computing (MEC – Multi-access Edge Computing)
- Wsparcie dla różnych typów dostępu: 3GPP, Wi-Fi, prywatne sieci
- Zaawansowane zarządzanie jakością usług (QoS)
Elementy funkcjonalne 5GC
Architektura SBA – podejście usługowe
W odróżnieniu od EPC, 5GC bazuje na SBA, co oznacza, że funkcje sieciowe komunikują się między sobą za pomocą interfejsów opartych na protokole HTTP/2 i formacie JSON. Dzięki temu możliwa jest elastyczna, dynamiczna orkiestracja usług i łatwe skalowanie każdego komponentu osobno.
Network Slicing – wiele sieci w jednej
Jedną z największych innowacji 5GC jest możliwość tworzenia wielu logicznych sieci – tzw. slices – w ramach jednej infrastruktury fizycznej. Każdy slice może mieć inne parametry QoS, bezpieczeństwa czy przepustowości i służyć innemu zastosowaniu:
- eMBB – szybki internet mobilny
- URLLC – aplikacje czasu rzeczywistego, niskie opóźnienia
- mMTC – obsługa milionów urządzeń IoT
Integracja z MEC – przetwarzanie na krawędzi
5GC umożliwia bezpośrednią integrację z funkcjami edge computingu (MEC), co pozwala przetwarzać dane blisko użytkownika. Dzięki temu usługi takie jak AR/VR, autonomiczne pojazdy czy gry chmurowe mogą działać bez opóźnień.
Jak wygląda połączenie w 5GC?
Proces komunikacji między urządzeniem (UE) a siecią 5GC przebiega w kilku etapach:
- UE łączy się z gNodeB (stacja bazowa NR)
- gNodeB przekazuje dane do AMF
- AMF komunikuje się z AUSF i UDM w celu uwierzytelnienia
- SMF tworzy sesję i przydziela adres IP
- Dane przesyłane są przez UPF do internetu lub aplikacji MEC
Porównanie 5GC vs EPC
| Funkcja | EPC (LTE) | 5GC (5G) |
|---|---|---|
| Architektura | Scentralizowana | Oparta na usługach (SBA) |
| Obsługa różnych dostępów | Głównie LTE | 3GPP, Wi-Fi, prywatne |
| Network slicing | Nieobsługiwane | Tak |
| Edge computing | Brak integracji | Pełna integracja |
| Skalowalność | Ograniczona | Modułowa, dynamiczna |
Dlaczego 5GC jest kluczowe?
5GC jest niezbędne do pełnego wykorzystania potencjału 5G. Tylko z tą architekturą możliwe jest wdrożenie usług przemysłowych, automatyki, rozwiązań dla inteligentnych miast i nowoczesnych aplikacji, które wymagają niskich opóźnień i gwarantowanej jakości usług.
Co dalej?
Teraz, gdy rozumiesz już działanie 5GC, kolejnym krokiem może być analiza 5G SA – czyli pełnej architektury 5G z 5GC i gNodeB bez udziału LTE. To właśnie tam sieć staje się naprawdę niezależna, elastyczna i przyszłościowa.